2021年云南漾濞M_(S)6.4地震序列特征及其发震构造分析

2021年5月21日21时,云南大理白族自治州漾濞县发生M_(S)6.4地震。该地震的震中位于川滇块体的西南边界,是该区40多年来震级最大的一次地震。地震未产生地表破裂,余震也未沿震区附近已知的断裂分布。研究者针对这次地震的发震构造已有若干研究结果,但采用不同数据、方法和思考角度对这些结果进行验证并同时补充新认识是必要的。文中利用云南地震台网观测资料分析了漾濞地震序列的时空分布特征,进行重新定位,并通过CAP(Cut and Paste)方法获取序列中较大地震的震源机制解与矩心深度。结果表明,漾濞地震的余震震源深度主要集中在4~13km,余震带总体呈NW-SE走向,空间分段性明显:主震震中北西侧余震稀少且分布相对集中,东南侧余震密集且余震带宽度变大;前震序列发生在主震震中的东南侧,与余震密集段的位置基本重叠,反映主震震中北西侧的稀疏余震应属于触发型,而主震破裂可能属于由震中向SE扩展的单侧破裂型。余震带的深度横剖面显示主震破裂具有明显的分段性,序列北西段的结构较为简单,显示出一个地震丛集,而南东段则相对复杂,很可能由2条倾向SW的高倾角断层组成。漾濞地震序列中29个M_(S)≥3.0地震的矩心深度主要分布于3~13km,震源机制解以右旋走滑型为主,大多存在一个NW-SE走向的高倾角节面,且具有一定的正断倾滑分量。主震是以右旋走滑为主的破裂所引发的,矩心深度为5.2km,与重定位所得的震源初始破裂深度8.9km较为接近,反映该地震发生在上地壳,也反映震区的地震活动深度偏浅。文中对2021年5月云南漾濞序列的时-空分布特征与震源机制解的分析,反映此次地震的发震断层产状及力学性质与NW走向的维西-乔后-巍山断裂较为一致,但位置不同,证实这次地震的发震构造是该断裂南段西侧一条SW陡倾的右旋走滑次级断裂。

InSAR观测与小震分布联合分析2021年云南漾濞M_(S)6.4地震应力卸载对周围区域的影响

为分析2021年5月21日云南省漾濞M_(S)6.4地震后震区应力变化对周围断层的影响,本文通过InSAR技术获得了漾濞地震的同震形变场,并联合小震分布数据建立断层破裂滑动模型,继而通过计算断层面上的同震库仑应力来评估此次地震对周边断层的影响,以便有效地分析地震破裂的时空解析度.结果显示:(1)在升降轨InSAR数据获得的精细同震形变场中,升轨最大视线向形变量约为5.00 cm,降轨最大视线向形变量约为7.80 cm;(2)余震精定位的主震震中为(99.89°E,25.67°N),震源深度为13.29 km,除主震之外震源深度主要集中在5—15 km;通过小震位置拟合出的发震断层走向为NW-SE(316.69°),断层倾角为88.56°,滑动角为177.97°;(3)基于InSAR同震形变场结果及小震拟合断层参数联合反演得到此次地震的断层滑动以右旋走滑为主,升轨断层最大滑动量为0.80 m,对应的深度为8.85 km,平均滑动量为0.22 m,矩震级为M_(W)6.41;降轨的断层最大滑动量为0.30m,对应的深度为6.88 km,平均滑动量为0.05 m,矩震级为M_(W)6.01;7.50 km和15 km深度处断层面上的应力计算结果表明,震后断层与其周围的应力差明显减小,对周围断裂具有显著的应力卸载作用.结合余震分布区域、模拟断层迹线以及同震库仑应力逐渐减小的方向,基本可以确定漾濞地震的发震断层为维西—乔后—巍山断裂的隐伏次生断裂.该地震通过卸载周围断裂的应力释放区域应力,降低了周围断裂的地震危险性.

2021年5月21日漾濞M_(S)6.4地震的发震断层及其破裂特征:地震序列的重定位分析结果

据中国地震台网测定,2021年5月21日21时48分在云南省大理州漾濞县发生M_(S)6.4地震,及时查明此次地震的发震构造及震源破裂特征,可为认识该区孕震条件和判别未来强震危险性提供关键依据。采用双差定位方法对漾濞地震序列进行重新定位,得到3863次地震事件的精确震源位置。结果显示:漾濞地震序列整体呈北西—南东向分布,长约25 km;整体走向135°;M_(S)6.4主震震中位置为25.688°N,99.877°E;震源深度约9.6 km。综合地震序列深度剖面和震源机制解结果可知,发震断层应为北西走向、整体向西南方向陡倾的右旋走滑断层,倾角具有自北西向南东逐渐变缓的趋势。进一步分析地震序列的时空演化过程发现,该地震具有典型的“前震-主震-余震型”地震序列活动特点,其破裂过程主要包括3个阶段。破裂成核阶段:首先在发震断层10~12 km深度处相对脆弱部位产生小尺度破裂,之后失稳加速破裂,发生M_(S)5.6地震;主震破裂阶段:在构造应力场持续加载和周围小尺度破裂的共同影响下,促使浅部较高强度断层闭锁区破裂,形成M_(S)6.4主震;尾端拉张破裂阶段:主震破裂向东南扩展过程中,在东南端形成与之呈马尾状斜交的、具有正断性质的次级破裂,并产生M_(S)5.2余震。而且此次地震还在源区北东侧触发了北北东向的左旋走滑破裂。综合分析认为,漾濞地震是兰坪-思茅地块内部北西向草坪断裂在近南北向区域应力挤压作用下发生右旋走滑运动的结果,具有明显的新生断裂特征。近年来兰坪-思茅地块内部一系列中强地震的发生表明,青藏高原物质向东南持续挤出的过程中,遇到该地块的阻挡,正在导致地块内部早期断层贯通形成新的活动断裂。因此,川滇地块西南边界带上或相邻地块内部老断层的复活和新生断裂的产生是区域中强地震危险性分析评价中值得关注的重要课题,同时建议需重视未来该区中强地震进一步向东南和向北的迁移或扩展的可能性。

利用视应力研究强震前亚失稳阶段应力变化特征--以2021年5月21日漾濞M_(S) 6.4地震为例

1研究背景根据中国地震台网中心测定,2021年5月21日21时48分在云南漾濞县发生M_(S) 6.4强震。震前震源区是否存在应力增强是研究者们的关注点之一。在地震学中常用视应力和b值反映地壳应力水平。已有不少学者发现漾濞地震发生在低b值区域,意味着地震前存在高应力背景。

2021年云南漾濞M_(S)6.4地震的强地面运动模拟

文中利用随机有限断层法对2021年5月21日云南漾濞M_(S)6.4地震引起的强地面运动进行了模拟,并合成震中附近25.25°~26.15°N,98.5°~100.8°E区域内920个网格点的峰值加速度分布。研究区域的PGA分布显示,最大PGA达875cm/s^(2),位置靠近震中。地震动影响场的范围大致为25.25°~26.15°N,99.3°~100.5°E。选取震源周边震中距<150km且水平向地震动峰值加速度PGA>10cm/s^(2)的4个强震台站的地震动记录与模拟结果进行对比。通过比较发现,模拟得到的峰值加速度、加速度时程与观测值拟合较好;漾濞台、永平台和宾川台的反应谱在高频和低频均模拟较好,对数误差在±0.5以内;六库台的反应谱在高频成分拟合较好,低频偏高。

2021年云南漾濞6.4级地震的前震序列频谱特征

2021年5月21日21时48分云南漾濞发生6.4级地震,基于此次地震序列的波形资料,利用频谱偏移法(快速傅里叶变换)计算主震前3.0~4.9级地震频谱,发现3.0~3.9级地震序列频谱的频带较宽,优势频段为0~5 Hz;4.0~4.9级地震序列频谱的频带变窄,且较为显著地向低频端偏移,优势频段为0~1.5 Hz.分析认为,4.0~4.9级地震频谱偏移异常能够反映震源区应力加载过程,在未来震情跟踪过程中要重点关注4.0~4.9级地震频谱偏移异常出现后周边区域强震发生的可能性.

2021年云南漾濞M_(s)6.4地震震前地壳形变特征研究

2021年5月云南大理州漾濞发生一系列中强地震,其主震达到M_(s)6.4,主震震中位于滇南块体内部的维西—乔后—巍山断裂西南侧,发震断层可能为维西—乔后—巍山断裂的次级分支断裂,地表走向约为135°.本文收集1998年以来的震中周边GPS测站观测数据,研究了此次地震序列震前区域地壳的水平形变特征及其与此次地震的关系.结合构造分析认为,漾濞地震发生在GPS测站水平运动速度陡变区域,该区域地壳水平运动受阻;震中区域应变积累明显,处于面应变率高值区,且为最大剪应变率的高低值转换区,符合易发地震区域特性.震中及其邻区的孕震环境以右旋剪切为主,兼具东西向拉张作用.

采用模糊聚类算法确定2021年漾濞地震序列的断层结构

地震的破裂过程一般涉及多个断层面,发震断层面一般并非单一断层,而是由多个断层面相互组合形成。文中基于成丛小地震在断层面附近发生的原则,假定所有震源点以断层面为中心,服从三维正态分布,利用模糊聚类算法给出了2021年云南漾濞地震断层的三维空间结构。首先,采用GK(Gustafson,Kessel)模糊聚类算法对全部震源点目录进行处理,得到矩阵的划分结果;之后,利用矩阵划分结果及给定的阈值剔除离群震源点,提取含有断层面的子类;最后,在95%置信水平下确定断层面分布的矩形断层区域的精确空间位置、倾向角及走向角等参数。由所得结果推测,震源点沿与维西-乔后断裂带近平行的断裂带分布,且向SE逐渐分为3个断裂分支。东侧分支大体倾向SWW,为主断裂,对应2个子断层平面,走向分别为134.22°、132.65°,倾角分别为87.14°、81.96°;西侧分支与东侧分支大体平行,走向为129.45°,倾角为74.77°。除3条主断裂外,还识别出一条走向为235.66°、倾角为66.30°的隐伏断层,位于维西-乔后断裂带附近区域。文中基于模糊聚类算法确定云南漾濞地震的断裂带形状分布,对地震构造和地震动力学研究具有重要意义。

云南漾濞M6.4地震前定点形变资料特征分析

对2021-05-21云南漾濞M6.4地震震中200 km内的水管仪和伸缩仪2015-01-01~2021-05-20整时值观测资料进行分析和处理发现,自2019年开始各台站的两套仪器观测曲线都同步出现趋势性转折或年变幅度减小的现象,且异常出现时间与震中距有一定的关系:震中距越近,异常出现的时间越早;震中距越远,异常出现的时间相对越晚。