緬甸孟帕亞7.2級地震及其對云南強震活動趨勢的意義

皇甫崗 蘇有錦 張建國

(云南省地震局，昆明 650224)

0 引言

近百年的地震活動性觀測和研究表明，除了大小地震的近似線性關系(G－R關系)、地震序列余震頻度衰減關系(大森公式)外，不同時、空尺度上強震活動的時、空叢集也是一個普遍存在的基本特征。應用不同時、空尺度上強震活動的時、空叢集特征，提出了地震活躍期－平靜期(或活躍時段—平靜時段)和主體活動區(qū)的概念。目前，這些概念及其分析方法在地震大形勢研判中仍然占主導地位，在實際應用中也有一定的預測意義。

許多研究者對20世紀云南地區(qū)強震活動時、空分布特征進行了研究，發(fā)現(xiàn)云南地區(qū)M≥6.7強震存在明顯的10a尺度活躍－平靜的分期特征(趙洪聲等，1993;皇甫崗等，2000，2006，2010;蘇有錦等，2001;劉祖蔭等，2002)。但由于統(tǒng)計空間和所使用地震目錄資料的不同，其研究結果存在一定的差異。在以往云南地區(qū)地震活動性統(tǒng)計研究中，“云南地區(qū)”通常有2種含義:一是指以云南省界、國界為界，包括境外一定空間尺度(0～50km)的不規(guī)則區(qū)域(趙洪聲等，1993;蘇有錦等，2001);二是指能全部包括云南省行政區(qū)的一個矩形區(qū)域，一般取 21°～29°N，97°～106°E(皇甫崗等，2000，2010;劉祖蔭等，2002)。

自1996年2月3日麗江7.0級地震后，云南地區(qū)一直處于M≥6.7強震平靜狀態(tài)，已超過15a。2011年3月24日，在滇緬交界的緬甸境內發(fā)生了孟帕亞(Mong Hpayak)M7.2地震，震中為20.8°N，99.8°E(距滇西南中緬邊境線約86km)，正好位于上述研究區(qū)域(21°～29°N，97°～106°E)的邊緣。該地震的發(fā)生，提出了一個新的問題:即該地震是否屬于云南地區(qū)或南北地震帶南段上的大震?是否應該納入到云南地區(qū)M≥6.7地震活動規(guī)律的統(tǒng)計中?在地震發(fā)生當天，云南省地震局召開緊急會商會，提出了這一問題并啟動開展專題研究。一種觀點認為，過去對云南地區(qū)地震活動的統(tǒng)計范圍為(21°～29°N，97°～106°E)，而本次地震震中為20.8°N，99.8°E，已不在統(tǒng)計區(qū)范圍，如果隨意突破，就會降低統(tǒng)計的客觀性。另一種觀點強調，明確一定的統(tǒng)計區(qū)有必要，但也要考慮構造和地震孕震區(qū)的因素。孟帕亞7.2級地震發(fā)震構造向東北一直延伸到云南省勐臘縣，與云南西南部屬于同一構造和動力系統(tǒng)。

回答這一問題，對認識和判定當前和未來一個時段(10～15a)云南地區(qū)強震活動趨勢有重要意義，是本文研究的主要目的。

1 孟帕亞7.2級地震

1.1 基本參數(shù)

據(jù)中國地震臺網(wǎng)測定，2011年3月24日21時55分13秒，在滇緬交界緬甸境內孟帕亞發(fā)生M7.2地震，震源深度20km。對比中國地震臺網(wǎng)中心(CENC)、美國國家地震信息中心(NEIC)以及法國歐洲－地中海地震中心(CSEM)定位結果，震中誤差＜5km;考慮震級標度不同，難以嚴格比較，但至少達到MS7水平;震源深度在8～20km范圍(表1)。

表1 不同地震機構測定的孟帕亞地震基本參數(shù)Table 1 The main parameters of Mong Hpayak earthquake measured by different institutions

表2 孟帕亞地震震源機制解Table 2 The focal mechanism of Mong Hpayak earthquake

1.2 發(fā)震斷裂

據(jù)McCaughey等(2011)報道，孟帕亞7.2級地震的發(fā)震構造為孟帕亞－勐臘斷裂，緬甸稱之為Nam Ma斷裂(Wanpeng et al.，2013;Wang et al.，2013)。斷裂總體呈N70°E展布，東起于云南省勐臘縣，向SWW方向沿Nam Ma河延伸，經(jīng)云南勐滿等盆地，止于緬甸撣邦塔萊(Tarlay)盆地，全長約200km，其中在云南境內長約60km。孟帕亞－勐臘斷裂東、西兩端都發(fā)育了一組近SN向的次級正斷層，并與主斷裂一起共同控制了呈反對稱狀分布的中國境內勐臘盆地和緬甸境內塔萊盆地，該現(xiàn)象很好地體現(xiàn)了孟帕亞－勐臘斷裂左旋走滑活動導致的尾端拉張效應。據(jù)云南省地質局(1978)編制的1/20萬勐臘幅地質圖，勐臘盆地晚第四系厚度超過250m，這在該地區(qū)同等規(guī)模的其他第四紀斷陷盆地中并不多見，是孟帕亞－勐臘斷裂晚第四紀以來強烈左旋走滑活動的反映。高分辨率衛(wèi)星影像解譯表明，孟帕亞－勐臘斷裂具有明顯的左旋走滑活動特征，并在斷裂端部段落形成典型的第四紀尾端拉分盆地，同時沿斷裂境內外不同級次水系、洪積扇被左旋錯斷的現(xiàn)象也非常普遍。如圖1所示，跨孟帕亞－勐臘斷裂的湄公河有12km的左旋位錯。

圖1 孟帕亞M7.2級地震的發(fā)震構造圖(據(jù)McCaughey et al.，2011)Fig.1 The seismogenic tectonics of Mong Hpayak M7.2 earthquake(after McCaughey et al.，2011).

緬甸國家地震委員會(MEC)現(xiàn)場調查發(fā)現(xiàn)，地震地表破裂帶位于孟帕亞－勐臘斷裂最西段塔萊村一帶。地震斷層面走向N70°E，傾向NW，傾角80°以上(近直立)，破裂長度約30km，地表最大左旋水平位錯2m、垂直位錯僅數(shù)cm。伴有地表開裂、地面鼓起、地面沉陷、砂土液化等豐富的同震變形現(xiàn)象(McCaughey et al.，2011;Aungh，2012)。

2 滇緬交界強震構造與動力背景

分析和探討滇緬交界孟帕亞7.2級地震對云南強震活動趨勢的影響及意義，問題的實質歸結于厘清滇、緬兩地強震活動的構造與動力條件聯(lián)系。

國內外許多研究(李春昱等，1982;李方夏，1995;Smyth et al.，2007;Van Leeuwen et al.，2007;Hall，2009)表明，同處青藏高原東南隅的云南、緬甸地區(qū)，自印度板塊與歐亞板塊碰撞以來，其地殼運動與變形的整個動力學過程和機制，無論是滇、緬之間，還是它們與青藏高原的發(fā)育演化之間，都存在著難以分割的密切聯(lián)系。這樣的聯(lián)系甚至可以追索至兩大板塊碰撞之前更加久遠的地質歷史、擴展至滇、緬地區(qū)以外更加廣闊的空間范圍。

許志琴等(2011)和Ian(2011)研究認為，至少自顯生宙以來，包括中國西南地區(qū)和緬甸、泰國、印度支那、馬來半島、蘇門答臘、爪哇、婆羅洲、巽他陸棚等在內的廣大區(qū)域，是由裂離于南方岡瓦納古陸或北方勞亞古陸的一系列規(guī)模與時代各異的大小陸塊，伴隨多期特提斯洋的張開、消減、閉合，與介于各陸塊之間的島弧以及代表閉合特提斯洋盆殘留物的縫合帶(包括邊緣海)等構成的，具有顯著時空演化不均勻特征的復雜拼貼體。其間，實皆、怒江、瀾滄江、紅河等跨越國境的古板塊縫合帶或深大斷裂帶是本區(qū)域的主干構造。受青藏高原持續(xù)隆升派生的強大側向擠出動力驅動，造就了以大型古板塊縫合帶為主要控制性邊界、與其他復活或新生斷裂帶相配套、以大規(guī)模水平走滑運動為主要特征的活動構造格局。如圖2所示，其中不乏跨越國界的、包括發(fā)生孟帕亞7.2級地震的孟帕亞－勐臘斷裂在內的一系列跨國活動構造帶。

許志琴等(2011)以印度－歐亞板塊碰撞以來區(qū)域大地構造演化過程與動力學機制為主線，依據(jù)構造地質學、巖石及同位素地球化學等方面的大量證據(jù)，把與碰撞相關的大地構造單元劃分為:青藏中央高原、岡底斯－喜馬拉雅主俯沖/碰撞造山帶、青藏高原周緣擠壓轉換造山帶和側向擠出地體群(圖3)。

如圖3所示，由青藏高原側向擠出驅動力控制的“川－滇－緬－印支側向擠出地體群”的空間范圍，涵蓋了嘉黎－高黎貢－實皆斷裂以東、鮮水河－小江－奠邊府斷裂以西的廣大地區(qū)，并恰好對應著最新GNSS大地形變觀測所揭示的，圍繞東喜馬拉雅構造結順時針旋轉運動的范圍(Simons et al.，2007)?；谶@些觀測與認識作進一步推論:川－滇－緬－印支北部地區(qū)現(xiàn)今地殼運動與大震活動的主控力源可能是來自青藏高原的強大側向擠出動力。因此，分析探討云南及其周邊大震活動的時空特征不應僅限于境內資料，而必須注重區(qū)域地震構造與動力系統(tǒng)研究的全面性和完整性。滇、緬交界地區(qū)地震構造的具體展布特征顯示，該區(qū)域主要發(fā)育NE向和NW向2組斷裂構造(圖4)。

2.1 NE向斷裂系

NE向斷裂系主要形成于古生代末期的加里東運動，后經(jīng)多期構造變動和改造，成為滇、緬交界地區(qū)的主體斷裂構造。新生代以來印度板塊的持續(xù)北向運動和來自青藏高原的側向擠出，導致實皆斷裂大規(guī)模強烈右旋走滑，在很大程度上控制著滇、緬交界NE向斷裂系的同步左旋錯動(Vigny et al.，2003;Wang et al.，2011)。在由實皆、紅河、奠邊府斷裂帶所圍限的三角形區(qū)域內，由北向南近等間距發(fā)育了大盈江、龍陵－瑞麗、南汀河、孟連、打洛－景洪、勐龍、孟帕亞－勐臘、梅江、孟昏、奠邊府等10余條NE向斷裂。其中絕大多數(shù)都是跨國界的全新世活動斷裂，且大多發(fā)生過7級地震(圖4)。

2.2 NNW斷裂系

圖2 滇、緬地區(qū)及鄰區(qū)地震構造簡圖(據(jù)鄧起東等，2007和 Ian，2011修改)Fig.2 The sketch of seismotectonics in Yunnan-Myanmar and the adjacent areas(after DENG Qi-dong et al.，2007;Ian，2011).

在云南西部滇、緬交界地帶，發(fā)育1組總體走向NNW的斷裂帶，中國境內總長超過600km。該斷裂帶具有明顯的正在貫通的新生活動斷裂特征，有學者將其稱為“龍陵－瀾滄新生斷裂帶”(虢順民等，2000)(圖4中粗紅線所示)。顯示除NE向繼承性活動斷裂外，還存在1組具有孕育和發(fā)生大地震能力的NNW向斷裂帶(劉正榮，1978;陳立德等，1979)，其在地表形跡上多處呈現(xiàn)被NE向斷裂分割或交切(圖4)。

3 云南地區(qū)強震活躍期認識

20世紀(1900—1999年)云南地區(qū)M≥6.7的強震活動存在明顯的10a尺度的活躍－平靜分期特征，進一步可以劃分為4個強震活躍期，分別為1913—1925年、1941—1955年、1970—1979年、1988—1996年;活躍期持續(xù)時間為8～14a，其間相對平靜時間為9～16a;活躍期大震容量為3～4次;地震活動的主體地區(qū)有以紅河斷裂為界，東、西部交替活動的特征，20世紀第Ⅰ、Ⅲ活躍期在東部，第Ⅱ、Ⅳ活躍期在西部，而且首發(fā)地震位于同一斷裂系(趙洪聲等，1993，2000;皇甫崗等，2000，2006，2010;蘇有錦等，2001;劉祖蔭等，2002)。

圖3 印度－亞洲碰撞大地構造單元(據(jù)許志琴等，2011)Fig.3 The geotectonic units related to the collision between India and Asia(after XU Zhi-qin et al.，2011).

皇甫崗等(2010)提出，以往云南地區(qū)M≥6.7地震活動規(guī)律研究中地震目錄的取值空間值得討論，認為四川馬邊1936年發(fā)生的2次6.8級地震與1917年云南大關6.8級地震、1971年昭通7.1級地震均同屬馬邊－大關地震帶上的強震，構造成因上密切相關，應該納入云南地區(qū)強震活動規(guī)律的統(tǒng)計中，進而提出20世紀云南地區(qū)第Ⅱ個強震活躍期為1936—1955年。研究區(qū)調整為21°～29°N，97°～106°E，馬邊一帶強震納入分析，不僅第Ⅱ活躍期持續(xù)時間增長，而且其首發(fā)地震低于7級，這也是對以往認識上的一個新變化。

圖4 滇、緬交界地區(qū)斷裂構造與強震活動空間分布(據(jù)姜葵等，1993修改)Fig.4 Fault structures and strong earthquakes in the border area between Yunnan and Myanmar(after JIANG Kui et al.，1993).地震資料取自1900年至今

2011年孟帕亞M7.2地震的發(fā)生，引發(fā)了對云南地區(qū)地震活動規(guī)律的進一步探索。正如前述，孟帕亞地震發(fā)震構造為孟帕亞－勐臘斷裂帶，在緬甸境內被稱為Nan Ma斷裂帶，與云南地區(qū)西部構造相連，介質條件以及動力系統(tǒng)基本相同，該地震屬于滇、緬交界NNW向地震帶(圖5)。將2011年孟帕亞7.2級地震納入云南地區(qū)強震活動規(guī)律統(tǒng)計研究，并作為云南地區(qū)新一輪強震活躍期啟動的首發(fā)大震，似乎更加客觀一些(圖6)(皇甫崗等，2013)。

4 結束語

30年來，對于云南地區(qū)地震活動規(guī)律的認識不斷深化，尤其基于強震時空成叢分布的特點劃分的云南地區(qū)M≥6.7強震活躍期，對于地震預測預報的實踐發(fā)揮了重要作用。

圖5 滇、緬交界M≥6.0地震震中(a)與震源破裂(b)(據(jù)蘇有錦等，2000，2001修改)Fig.5 The M≥6.0 earthquake epicenters(a)and focal ruptures(b)in border area between Yunnan and Myanmar(after SU You-jin et al.，2000，2001).

圖6 云南地區(qū)M≥6.7地震活躍－平靜期劃分(1900—2012)(皇甫崗等，2013)Fig.6 The active and calm periods of M≥6.7 earthquakes in Yunnan area(1900—2012)(after HANGFU Gang et al.，2013).

研究地震活動性，應當重視主控地震孕育、發(fā)展、發(fā)生及調整過程的介質、構造和動力因素，即便是用統(tǒng)計的方式刻畫地震活動特征，也要充分考慮這些重要的相關因素。

2011年3月24日滇、緬交界緬甸境內發(fā)生的孟帕亞7.2級地震系云南地區(qū)21世紀第Ⅰ期強震活躍期首發(fā)大震，意味著云南地區(qū)未來12a左右的時間范圍內，存在著6、7級地震多發(fā)的可能，而且根據(jù)云南地區(qū)強震活躍期主體活動地區(qū)交替的特點，需要重視紅河斷裂帶以東地區(qū)的強震危險。