2014年云南盈江MS5.6和MS6.1地震余震序列重定位

杨 婷 吴建平* 房立华 王未来

(中国地震局地球物理研究所，100081 北京)

2014年云南盈江MS5.6和MS6.1地震余震序列重定位

杨 婷 吴建平* 房立华 王未来

(中国地震局地球物理研究所，100081 北京)

盈江地区位于中缅边境的苏典-昔马弧形构造带，地处欧亚板块与印度板块的碰撞带，2014年5月30日发生的盈江地震是该区有地震记录以来第1次>MS6.0的地震。使用双差定位方法对盈江MS5.6和MS6.1地震序列进行了重定位。结果表明，2次主震均位于苏典-昔马断裂带北段的卡场-大竹寨断裂的东侧。相比于MS5.6主震，盈江MS6.1主震震中位置更靠近卡场-大竹寨断裂。2次地震的余震主要沿卡场-大竹寨断裂走向(NNE向)展布，MS6.1地震的主震破裂区向N扩展了约5km。2次地震的余震区主要分布在卡场-大竹寨断裂的东侧，呈现出沿断裂明显的不对称性，并具有较大的宽度，与走滑型地震典型的余震分布特征存在差异，可能表明此次盈江地震为共轭破裂地震。地震矩张量反演结果表明，盈江地震主震存在明显的非双力偶成分。推测盈江地震可能与卡场-大竹寨断裂和其邻近次级断裂之间的深部介质在长期地震活动中遭受破坏以及深部热作用有关。盈江MS6.1地震分布在南段的余震跨越了卡场-大竹寨断裂右侧的次级断裂，认为主震的动态应力可能触发了其邻近次级断裂的同震破裂。

盈江地震 苏典-昔马构造带 卡场-大竹寨断裂 余震序列 双差地震定位

0 引言

2014年5月24日4时49分(北京时间)，云南省德宏傣族景颇族自治州盈江县发生MS5.6地震(简称盈江MS5.6地震)，时隔6d后的2014年5月30日9时20分，距离MS5.6地震震中约5km处再次发生MS6.1地震，震中位于距离盈江县城52km的卡场镇。截至6月6日5时，共记录到5,728次余震，其中5级以上余震1次，4级以上余震3次。此次地震给盈江县城及附近地区造成了严重的经济损失，基础设施严重受损，多处房屋倒塌。据不完全统计，本次灾害共造成数十人受伤(据互联网资料)。

图1 盈江地震震中及其邻区断裂构造概图(修改自房立华等，2011)(a)与余震区内的断裂构造图(b)Fig. 1 Schematic tectonic map of Yingjiang earthquake and adjacent areas(a)(adapted from Fang et al.，2011)and fault tectonic map in the aftershock zone(b).a 红色五角星分别代表2008年、 2011年和2014年4次地震的震中位置, 绿色三角形表示震中附近的国内固定台站，紫色表示流动台站，黄色表示境外缅甸台； 红色方框表示本研究的余震区，蓝色方框表示腾冲火山区； F01 大盈江断裂(F01-1，NE段； F01-2，中段； F01-3，SW段)，F02 瓦德龙断裂，F03 龙陵-瑞丽断裂，F04 腾冲断裂，F05 怒江断裂，F06 措勤-嘉黎断裂。b 红色五角星表示重定位后的M5.6(小)和M6.1(大)地震的震中位置，蓝色五角星表示观测报告中的震中位置； F1 卡场-大竹寨断裂带，F2 卡场-大竹寨断裂以东的邻近次级断裂，F3 苏典-盈江断裂

盈江县位于中缅边境，地处欧亚板块与印度板块的碰撞带，属于NNW向的腾冲-龙陵地震带边缘。盈江县东邻腾冲火山区，早更新世至全新世盈江、 腾冲和梁河等地区均有过火山喷发，其中腾冲火山区最新火山活动距今仅300多年。该地区以弧形构造和SN向构造为基本格架，主要构造单元为： 东部的槟榔江SN向构造带，西部的苏典-昔马弧形构造带以及南部的大盈江断裂带，而此次地震发生在苏典-昔马弧形构造带内(图1a)。苏典-昔马弧形构造带展布于苏典、 勐弄、 昔马及铜壁关一带，构造带呈SN向，由一系列压扭性断裂和变质带组成*云南省盈江县地质灾害防治规划报告2005—2020年，http: ∥112.113.92.139/gtj/index.php/cms/item-view-id-72.shtml。。 弧形构造带内分布有数条深大断裂，苏典-昔马断裂带长度为70km，走向SN—N45°E，倾向W或NW(朱时杰，2011)，此次地震发生在该断裂带北段的卡场-大竹寨断裂附近(图1b)。卡场-大竹寨断裂SW起于石竹河附近的国境线，向NE经卡场东侧、 黑河、 大竹寨，在腊马河以北交于苏典-盈江断裂。该断裂走向NNE，倾向W，倾角65°～85°，活动方式不清*地震科学考察队，2014，2014年5月24日、 30日盈江5.6、 6.1级地震灾害直接经济损失评估报告。。MS5.6和MS6.1地震的震源机制解的节面走向与卡场-大竹寨断裂带延伸方向并非完全一致。图1b 给出的震源机制解的参数来自全球矩心矩张量解(GCMT)。其中，MS5.6地震2个节面的走向分别为334°和64°，倾角85°和88°(http: ∥www.globalcmt.org[2014-05-30])；MS6.1地震2个节面的走向分别为351°和82°，倾角85°和79°(http: ∥www.globalcmt.org[2014-05-30])。近年来，盈江县先后发生了2008年盈江MS5.9地震、 2011年MS5.8地震以及2014年MS5.6和MS6.1地震，其中2008年和2014年的MS5.5以上的地震均发生在苏典-昔马弧形构造带内。由于在云南地区的研究更多关注的是小江断裂带、 红河断裂带和腾冲火山区等大型活动构造带的特征(胥颐等，2012； 吴建平等，2013； 杨婷等，2014)，因此对台站分布稀疏的滇西北角的盈江地区的相关研究甚少。前人已分别对2008年和2011年盈江地震进行了研究(房立华等，2011； 徐彦等，2012； Leietal.，2012)，并获取了该区域苏典断裂和大盈江断裂的深部结构信息，但缺乏对于苏典断裂以西和大盈江断裂以北的盈江北部山区次级断裂带的深部结构研究。为了深入认识2014年发生在盈江地区的MS5.6地震和MS6.1地震的特征及其发震断裂的结构特征，使用双差定位方法对此次地震的余震序列进行了重定位研究。

1 余震序列重定位

此次盈江MS5.6和MS6.1地震的发震时间间隔较短，震中位置相近。为了便于分析和讨论，搜集整理了这2次地震及其余震的数据，时间范围从2014年5月24日4时至2014年6月6日5时，共计5,728次地震(97°～99°E，24°～26°N)。使用双差定位方法(Waldhauseretal.，2000)，对盈江MS5.6和MS6.1地震的余震序列进行了重定位。

云南省地震局在5月24日盈江MS5.6地震发生之后，于5月26日在震中附近架设了3个流动地震台站(卡场台、 勐弄台以及昔马台)，其中卡场台和勐弄台距离震中分别为8km和14km。2014年5月30日盈江MS6.1地震发生之后，于5月31日新增2个流动台站(新城台和盏西台)。5个流动台站的布设，有效地改善了台站对震源区的方位覆盖，增强了震源区附近余震的监测能力，为地震定位精度的提高创造了有利条件。MS5.6盈江地震发生后至MS6.1地震发生前，共观测到1,572个余震。震相数据中有8,448个P波到时，8,450个S波到时。MS6.1地震发生后，共观测到4,154个余震。震相数据中有29,704个P波到时，22,729个S波到时。重定位研究中所使用的地震台站包括云南省、 四川省、 贵州省、 重庆市和西藏自治区共74个境内台站，以及1个境外缅甸台站，图1a 仅给出了震中附近台站的分布情况。

重定位时，使用的分层速度模型参考了胡鸿翔等(1986)和张忠杰等(2005)的人工地震测深结果。模型共分7层，每层的顶界面深度分别是0km、 1km、 14km、 18km、 30km、 38km、 60km，对应的层速度分别为 5.0km/s、 6.1km/s、 6.4km/s、 6.6km/s、 7.2km/s、 8.0km/s、 8.1km/s。波速比根据附近台站的接收函数h-k扫描结果设定为1.76。

图2 对未筛选数据进行双差定位后获得的震源深度剖面结果Fig. 2 Focal depth profiles gained from unfiltered data by double-difference relocation.a 沿断裂方向; b 垂直于断裂方向

图2 给出了直接利用台网观测数据，采用双差定位方法获得的定位结果。可以看出，图中存在一些震源深度超过20km的地震。分析发现这些地震绝大多数都发生在MS5.6地震后的前52h之内，与震后第1批3个流动台站布设完成的时间相一致。考虑到余震区附近流动台站的布设可以大幅度提高包括震源深度在内的地震定位精度，有理由怀疑震后前52h内震源深度较大的余震，可能与初始地震定位结果严重偏离真实深度有关。

为了检验初始定位结果的影响，选择一部分有流动台站记录震相，且定位结果较好的地震，去掉流动台站的震相数据，仅保留固定地震台网的震相，然后随机改变地震的发震时刻、 经纬度坐标以及深度等参数(注： 此处调整量为发震时刻±1s、 ±0.5s或±0.1s，经纬度坐标±0.1°、 ±0.05°或±0.01°，以及深度±10km、 ±5km或±1km)，与其他包含流动地震台站观测数据、 定位结果相对较好的地震一起进行重定位。测试结果表明，分别改变单个参数时，初始深度位置对重定位结果的影响最大，但如果同时改变震中及深度位置时，则影响更大，初始位置偏离较大时，往往难以恢复到原定位结果相对较好的深度，或者不能与其他地震进行组对。但如果保留流动台震相数据，改变发震时刻和初始位置，震源位置能较好地还原到合理位置。

为了提高地震精定位结果的可靠性，对数据进行了筛选，要求每个地震记录的震相数量不少于6个，走时残差在3s以内，台站间最大张角为170°，最小震中距≤60km。根据上述标准，共筛选出3,760个地震，其中MS5.6地震发生后52h内的地震数量从711个降至185个，表明前52h内发生的大多数余震的定位结果精度难以得到保障。震相的时距曲线如图3a所示。利用筛选出来的地震，采用双差定位后得到了3,620个地震的震源位置参数，其中有5个地震的震源深度>20km。为了检验这5个地震震源深度的可靠性，利用基于南北地震带南段科学地震台阵观测资料反演获得的滇西三维速度结构模型(杨婷等，2014)，在三维速度模型下对地震进行了重定位，并将这5个地震重定位的结果替换掉原来震相报告中的相应数据(包括发震时刻、 震源位置和各台站记录的走时)。然后，将获得的新的观测资料再次进行双差定位，最终只有1个地震的震源深度>20km(23.1km)。重定位后的深度分布结果如图3b所示。

地震重定位结果表明，MS5.6盈江地震主震震中位置为25.005°N，97.835°E，震源深度12.9km。MS6.1地震主震震中位置为25.022°N，97.826°E，震源深度11.8km。余震震源深度主要集中在5～15km。SN方向、 EW方向和垂直方向的理论定位误差分别为0.23km、 0.25km和0.31km，走时残差降低至0.099s。

图3 P波和S波时距曲线(a)与地震重定位后的深度分布柱状图(b)Fig. 3 (a)Travel time curves of P- and S-waves. (b)Histogram of depth distribution after relocation.

盈江MS5.6主震震中位于卡场-大竹寨断裂(F1)以东，余震震中分布区域SN方向长约8km，EW向最大宽度约6km，呈不规则分布。余震大多分布在卡场-大竹寨断裂带以东，而断裂带以西的地震较少，但在南、北2段，卡场-大竹寨断裂以西的余震比中段明显增多。余震震中位置基本没有跨越至邻近次级断裂(F2)以东，特别是流动地震台站布设以后定位精度较高的余震表现得更为明显。沿垂直断裂走向方向，横跨断裂带的地震深度剖面呈现向W倾的近垂直分布特征。接近地表的余震数量较少，特别是流动地震台站布设之后的余震，其震源深度基本位于5km以下(图4)。

图4 MS5.6地震余震平面分布图(a)与MS5.6地震所有余震沿断裂方向和垂直断裂方向的剖面图(b)Fig. 4 (a)Distribution of aftershocks of MS5.6 earthquake. (b)The cross sections of all the aftershocks of MS5.6 earthquake along and perpendicular to the strike direction of F1.F1卡场-大竹寨断裂； 紫色五角星表示MS5.6地震的主震位置； 色标表示距MS5.6主震发生的时间差

盈江MS6.1主震震中位置相比于MS5.6主震震中位置更靠近卡场-大竹寨断裂(F1)，其余震区的范围在盈江MS5.6余震区的基础上进一步向N扩展了近5km； 在南部，余震区向E跨越了邻近次级断裂(F2)。盈江MS6.1的余震区仍然表现出沿卡场-大竹寨断裂两侧不对称分布的特征。沿垂直断裂走向方向横跨断裂带的地震深度剖面显示，余震分布呈现高角度W倾的特征。余震大多分布在主震初始破裂点的上方，初始破裂点下方余震分布较少(图5)。

图5 MS6.1地震余震平面分布图(a)与MS6.1地震所有余震沿断裂方向和垂直断裂方向的剖面图(b)Fig.5 (a)Distribution of aftershocks of MS6.1 earthquake. (b)The cross sections of all the aftershocks of MS6.1 earthquake along and perpendicular to the strike direction of F1.F1卡场-大竹寨断裂，F2卡场-大竹寨断裂邻近的次级断裂； 紫色五角星表示MS6.1地震的主震位置；色标表示距MS5.6主震发生的时间差

图6 MS5.6地震和MS6.1地震余震平面分布图(这2次地震的时间分隔点为148h)(a)与MS5.6地震和MS6.1地震所有余震沿断裂方向和距离BB’剖面1km范围内的垂直断裂方向的剖面图(b)Fig. 6 (a)Distribution of aftershocks of MS5.6 and MS6.1 earthquakes. The time interval of these two earthquakes is 148 hours.(b)The cross sections of all the aftershocks of MS5.6 and MS6.1 earthquakes along the strike direction of F1，and along BB’ profile within 1km perpendicular to the strike direction of F1.F1卡场-大竹寨断裂； F2卡场-大竹寨断裂的邻近次级断裂； 紫色五角星表示MS5.6和MS6.1地震的主震位置； 色标表示距MS5.6主震发生的时间差

图6 给出了MS5.6地震和MS6.1地震所有余震的分布结果，2次主震发生在整个余震区中心偏西的位置，余震主要展布于卡场-大竹寨断裂和其邻近次级断裂及其向N延伸的区域之内。大多数余震分布在主震上方，余震震源深度主要在16km之上。

2 讨论及结论

2014年5月24日盈江MS5.6地震震中位于余震区中心的偏北一侧，表明震源破裂为双侧破裂，但向S破裂的长度略大。2014年5月30日盈江MS6.1地震的破裂区主要向N扩展，扩展距离约5km。

2014年5月24日盈江MS5.6地震发生在卡场-大竹寨断裂附近的东侧，余震分布呈现明显的不对称性，即卡场-大竹寨断裂的东侧多，西侧少。2014年5月30日盈江MS6.1地震震中位置更靠近卡场-大竹寨断裂，尽管与盈江MS5.6地震的余震分布相比，其范围明显扩大，但余震分布的不对称性特点基本相似。震源机制(GCMT)结果揭示，盈江MS5.6和MS6.1地震是以走滑为主的地震。一般说来，走滑型地震的余震通常表现为在断裂带两侧对称分布。Astiz等(2002)对1990年发生在加利福尼亚San Jose走滑型断裂附近的UplandML5.5地震的余震精定位研究表明，余震也不是沿断裂对称分布的，大多数余震发生在断裂的西北侧。推测盈江MS5.6和MS6.1地震余震分布的不对称性，可能与卡场-大竹寨断裂两侧介质物性、 力学性质或流体分布等的不均匀性有关。

盈江MS6.1地震的余震分布在南段跨越了卡场-大竹寨断裂右侧的次级断裂。在次级断裂附近，余震分布范围与该次级断裂向N延伸的范围一致。为了进一步了解地震与断裂之间的关系，分别对余震区南北段沿垂直断裂方向的震源深度剖面进行了分析(图7)。从图中发现，横跨卡场-大竹寨断裂的CC’剖面中，MS5.6地震只有少量余震分布在断裂北段，而MS6.1地震之后该区域的余震数量增多，但宽度范围仍然介于卡场-大竹寨断裂和其邻近次级断裂向N延伸的区域之间。横跨卡场-大竹寨断裂和其次级断裂的DD’剖面中，MS5.6地震的余震主要分布在卡场-大竹寨断裂附近，止于其右侧的次级断裂。而MS6.1地震之后的余震，逐渐向E扩展，跨过次级断裂。此外，该次级断裂附近及其以东区域的余震震源深度<10km，比其西侧的最大深度小5～6km。据此推测，2014年5月24日盈江MS5.6地震发生时，由于其能量相对较小，破裂主要发生在卡场-大竹寨断裂上，而其邻近的次级断裂没有发生同震滑动。2014年5月30日盈江MS6.1地震发生时，随着能量的增加，地震波导致的动态应力可能触发了距离卡场-大竹寨断裂只有4.5km的次级断裂的破裂。

图7 MS5.6地震和MS6.1地震的余震沿距离CC′和DD′剖面两侧1km范围内地震的震源深度剖面图Fig. 7 The cross sections of the aftershocks of MS5.6 and MS6.1 earthquakes along CC’ and DD’ profiles within 1km. F1卡场-大竹寨断裂，F2卡场-大竹寨断裂的邻近次级断裂； 色标表示距主震发生的时间差； 右下图中有剖面线的位置

卡场-大竹寨断裂和其邻近次级断裂均为NNE-SSW走向的断裂，相距仅仅4.5km。从盈江MS6.1地震可能导致卡场-大竹寨断裂邻近次级断裂的同震破裂看，2条断裂间的介质可能在长期的地震活动过程中受到了破坏，导致裂隙发育、 介质强度降低和流体的侵入。两侧的断裂一旦发生滑动，这一区域更易发生余震活动，导致走滑断层两侧不对称的余震分布。

从震源机制结果看(GCMT)，MS5.6和MS6.1地震的震源机制解的节面走向与卡场-大竹寨断裂带延伸方向并非完全一致，而更靠近卡场-大竹寨断裂的MS6.1地震的震源机制解近SN向节面的走向更趋近断裂走向。中国地震台网中心赵旭等(2014)对MS6.1地震的震源机制进行了研究，认为近SN向节面为发震断层面，并判定此地震以右旋走滑错动为主。从余震重定位结果来看，余震分布与其他走滑型断裂带发生的地震相比，并不是呈细长的线性分布，而是相对较宽，可能表明该地震为共轭破裂地震。

盈江地震位于腾冲火山区的西侧，近年来腾冲火山区曾多次发生5.0级以上地震。2011年6月20日和8月9日腾冲5.2级地震的重定位研究结果表明，2次地震均位于断裂的一侧，余震分布并未沿断裂方向，而是朝西北方向的腾冲火山展布，且余震分布较宽。同时，地震矩张量反演研究结果表明，6月20日5.2级地震具有明显的非双力偶成分，而8月9日的5.2级地震的非双力偶成分相对较小(张广伟等，2015)。

为了进一步了解盈江地震的震源特性，中国地震台网中心赵旭专门利用W-phase方法计算了盈江地震的地震矩张量，结果表明5月30日MS6.1地震的补偿线性向量偶极(CLVD)所占百分比达21.1%，说明该地震的非双力偶成分较大。一些研究表明，火山或地热区的浅震常常含有非双力偶成分，它们可能与高温高压液体作用有关(Milleretal.，1998)。盈江地震主震存在明显的非双力偶成分，且余震序列的分布宽度较大，推测地震的发生不仅与已有的断裂有关，还可能与该区的深部热液活动密不可分。

此外，盈江MS5.6和MS6.1地震的间隔时间仅为6d，这2个地震在较短时间内相继发生，不仅与地震位于卡场-大竹寨断裂带2条相距4.5km的断裂之间有关，也可能与该地区处于火山区边缘，其深部存在较强的热液作用共同导致介质比较破碎、 强度相对较低有关。在这种地区能量积累到临界状态后，地震发生时可能遇到局部软物质或不同方向的断层等，能量无法一次性释放，但经过短时间调整后得以继续释放，发生又一次较大的地震，而这种现象在冰岛南部地区地震带曾被多次观测到(Jakobsdóttir，2008)。

致谢 感谢评审专家提出的宝贵建议、中国地震台网中心提供的震相数据、中国地震台网中心赵旭提供的矩张量反演结果； 文中所有图件均采用GMT软件绘制(Wesseletal.，1998)，在此表示感谢。

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RELOCATION OF MAIN SHOCK AND AFTERSHOCKS OF THE 2014 YINGJIANGMS5.6 ANDMS6.1 EARTHQUAKES IN YUNNAN

YANG Ting WU Jian-ping FANG Li-hua WANG Wei-lai

(InstituteofGeophysics，ChinaEarthquakeAdministration，Beijing100081，China)

Yingjiang area is located in the China-Burma border，the Sudian-Xima arc tectonic belt，which lies in the collision zone between the Indian and Eurasian plates. The Yingjiang earthquake occurring on May 30th，2014 is the only event aboveMS6.0 in this region since seismicity can be recorded. In this study，we relocated the YingjiangMS5.6 andMS6.1 earthquake sequences by using the double-difference method. The results show that two main shocks are located in the east of the Kachang-Dazhuzhai Fault，the northern segment of the Sudian-Xima Fault. Compared with the YingjiangMS5.6 earthquake，the YingjiangMS6.1 earthquake is nearer to the Kachang-Dazhuzhai Fault. The aftershocks of the two earthquakes are distributed along the strike direction of the Kachang-Dazhuzhai Fault(NNE). The rupture zone of the main shock of YingjiangMS6.1 earthquake extends northward approximately 5km. The aftershocks of two earthquakes are mainly located in the eastern side of the Kachang-Dazhuzhai Fault with a significant asymmetry along the fault，which differ from the characteristics of the aftershock distribution of the strike-slip earthquake. It may indicate that the Yingjiang earthquakes are conjugate rupture earthquakes. The non￣double￣couple components are relatively high in the moment tensor. We speculate that the Yingjiang earthquakes are related to the fractured zone caused by the long-term seismic activity and heat effect in the deep between Kachang-Dazhuzhai Fault and its neighboring secondary faults. Aftershock distribution of the YingjiangMS6.1 earthquake on the southern area crosses a secondary fault on the right of the Kachang-Dazhuzhai Fault，suggesting that the coseismic rupture of the secondary fault may be triggered by the dynamic stress of the main shock.

Yingjiang earthquake，Sudian-Xima arc tectonic zone，Kachang-Dazhuzhai Fault，aftershock sequences，double-difference relocation

10.3969/j.issn.0253- 4967.2016.04.019

2014-09-28收稿，2016-01-20改回。

中国地震局地震行业科研专项(201208009)与国家自然科学基金(41374097)共同资助。
*通讯作者： 吴建平，男，研究员，E-mail: wjpwu@cea-igp.ac.cn。

P315.2

A

0253-4967(2016)04-1047-11

杨婷，女，1986年生，2011年于中国地震局地球物理研究所获得硕士学位，助理研究员，主要从事地震定位和地球深部结构研究，电话： 010-68729178，E-mail: yangting@cea-igp.ac.cn。