小江断裂带强震危险性分析
毛燕 刘自凤 叶建庆 李忠华
摘要：利用1985年7月至2015年6月云南测震台网记录的地震资料，分段计算小江断裂带的b值、a/b值、单位面积的年频度和年应变能，并结合历史地震空区的识别结果，综合分析了小江断裂带各段的强震危险性。研究结果表明：巧家北至东川南6值较低，处于较高应力状态，小震频发，且强震平静时间达到了极限，具备发生强震的条件：东川至宜良段应力水平高，但小震不活跃，处于积累应变阶段，不具备发生强震的条件：宜良至华宁段具有小江断裂带最高的b值，应力水平低，小震不活跃，不具备发生强震的条件；华宁以南至小江断裂南端处于高应力状态，小震频发，且强震平静时间间隔达到了极限，具备发生强震的可能，但由于该段断裂交错，较为复杂，强震可能发生在小江断裂与石屏一建水断裂的交叉部位。
关键词：危险性；强震；b值；小江断裂带
中图分类号：P315.7 文献标识码：A 文章编号：1000-0666（2016）02-0213-05
0 引言
强震活动通常发生于活动断裂带上具有高应力积累的凹凸体（Aki，1984）或者闭锁段（Wyss et al，2000）。小江断裂带是川滇菱形块体的东边界，北起巧家以北，南至建水东南，全长超过400km。该断裂带由多条次级断层组成，内部结构十分复杂。小江断裂自东川小江村南分成东、西两支，平行向南延伸，走向近南北。东支长约200km，走向由350°逐渐变化到10°左右，水平年变速率为6.73mm/a；西支断裂长约180km，走向0°～5°，水平年变速率为5.443mm/a（毛玉平等，2003；宋方敏，1998）。魏文薪等（2012）指出小江断裂北段应变积累程度高，中北段次之，中南段和南段不利于断层应变积累。自1500年以来，小江断裂发生MS≥6.0地震15次（其中MS≥6.5地震10次），而且大部分地震发生在小江断裂带西支。1966年2月13日东川6.2级地震后至今，小江断裂带6级地震平静了49年，1909年5月11日华宁、弥勒间发生的6.5级地震距今已有106年，1789年6月7日华宁7.0级地震后至今，小江断裂带7级地震平静了226年。根据M7专项工作组（2012）研究结果，小江断裂带中段和北段的强震原地复发周期为100～200a左右，南段强震原地夏发周期为400a以上。因此，探讨小江断裂帝发生强震的危险性具有重要意义。
6值与应力水平呈反比，6值越低，应力水平越高（urbarleie et al，1992）。运用b值的空间分布，结合断裂带的地震活动背景，分析断裂带的活动习性，进而判断其强震危险段，b值已被很多研究者用来研究断裂的中一长期地震危险性（Wyss et al，2000：易桂喜等，2006，2013）。
本文选取1985年7月至2015年6月云南测震台网记录的地震资料，分段计算小江断裂带的b值，结合历史地震空段，分析小江断裂带现今高应力的段落，以期为强震地点的中长期预测提供参考依据。
1 资料选取与研究方法
1.1 资料选取
由于1985年4月18日禄劝6.3级地震震中距小江断裂带较远，不作统计。为了减弱该地震的影响，本文选取1985年7月至2015年6月的地震资料进行b值计算。根据M7专项工作组（2012）的研究成果和图1a中ML≥2.0的地震分布情况，将小江断裂带分为4段（图1b）：①段为巧家以北至东川以南，②段为东川以南至宜良以南，③段为宜良以南至华宁以南，④段为华宁以南至小江断裂南端。小江断裂在②段和③段分为两支，平行向南展布，④段主要是小江断裂带东支分散为几支，且向南与曲江断裂、石屏一建水断裂相交，并止于红河断裂。
1.2 研究方法
古登堡一里克特提出lgN=a+bM，式中，Ⅳ代表震级M以上地震的频度；a表示统计区域内的地震活动水平：6值反映了不同震级的地震分布。该公式已被广泛用来研究地震活动性（李永莉等，2002；易桂喜等，2006，2013；王辉等，2012）。
笔者将小江断裂带研究区域以0.1。的间隔进行网格化，以每个网格节点为圆心，半径20km的范围内进行地震统计，每个网格的地震数量不少于30个，数据不够的网格图中用空白显示，即没有b值计算结果（图2）。计算中，根据不同的段落，参考苏有锦等（2003）的研究结果，并分别确定最小完整性震级，小江断裂①、②、③、④段的最小完整性震级均为2.0级。然后利用ML≥Mmin的资料计算各统计单元的6值，根据每一单元格的6值得到整个研究区域的6值。
2 计算结果
为了综合分析小江断裂带各段的活动习性，根据易桂喜等（2004）给出的多参数综合分析方法，分别计算了各断裂段的b值和a/b值，单位面积的年频度Ⅳ和单位面积年应变能（表1），这4个参数的不同组合反映了断裂不同分段的现今活动习性。如：具有低6值（反映高应力）、低N值和总a/b值（反映低频度地震活动及低应变能释放）以及较高a/b值（反映具有偏高的最大期望震级），这样的参数值组合的断裂段，处于较高应力背景下的相对闭锁状态；而具有高6值和Ⅳ值，中等或中偏低的E值，以及较低的a/b值组合的断裂段，具有以频繁小震滑动为主，应力积累水平不高的活动习性。图2给出了小江断裂带各段的b值计算结果。
3 小江断裂带危险性分析
根据小江断裂带的分段参数计算结果（表1，图2），综合分析各段的现今活动习性和强震危险性，结果如下：
（1）巧家以北至东川以南（①段）：该段位于小江断裂带的最北段，1900～1966年，5级地震频繁发生，1911年发生过5.8级地震，1930年5月15日发生巧家6.0级地震，1966年2月5日发生东川6.5级地震，之后处于5级以上地震平静状态，直到2005年8月5日发生了会泽5.3级地震，6级地震平静时间较长。根据M7专项工作组（2012）的研究结果，该段自1733年发生东川7级地震后，一直处于7级强震空区，且这一段大地震破裂的原地平均复发间隔一般为100～200a左右。目前该段具有中偏低的6值，最高Ⅳ值、a/b值和E值，表明这一段目前处于较高应力水平，中小地震频发，未来发生强震可能性大。
（2）东川以南至宜良以南（②段）：该段具有较低6值，低N值、较低a/b值和低E，表明这一段目前处于高应力水平，但小地震发生频度低，尚处于积累应变阶段，属于闭锁状态。该段历史上发生过几次大震：1500年宜良7.0级地震，1833年嵩明8.0级地震，1927年寻甸6.0级地震。该段目前不具备发生大震的条件，但由于6值较低，且小震活动较弱，小江断裂带东支发震间隔时间长，不排除近期发生中强震的可能性。
（3）宜良以南至华宁以南（③段）：该段及附近地区历史上发生过1588年曲溪7.0级地震、1789年华宁7.0级地震和1909年华宁6.5级地震。目前该段具有整条断裂上最高的6值，最低的Ⅳ值和次低的E，图2中右下角的空白处显示该区域网格内地震数据不足，不进行b值计算。计算结果表明该段处于相对较低的应力状态，小震不活跃，该段近期发生强震的概率相对较低。
（4）华宁以南至小江断裂南端（④段）：该段具有整条小江断裂上次低的b值、次高的a/b值、次高的Ⅳ值和次高E。图2显示该段的华宁-建水段具有整条断裂最低的6值，且小震频发，该段最近发生的一次强震为1606年建水6.7级地震，MS≥6.7地震平静时间超过400a，该段大地震破裂的原地平均发震间隔为400a以上（M7专项工作组，2012），具备发生强震的条件。但小江断裂.东支在该段分散为几支，向南与曲江断裂、石屏一建水断裂交叉，且止于红河断裂。历史地震显示强震多发生在石屏一建水断裂，而小江断裂在该段不易积累应变（魏文薪等，2012），故该段的强震危险性主要在断裂交叉部位。
4 结论与讨论
本文通过近30年的测震资料，系统分析了小江断裂带4个分段的多个地震活动性参数，获得如下的主要结果和认识：
（1）根据小江断裂带分段参数计算结果，发现小江断裂带目前存在4个具有不同活动习性的分段。巧家北至东川南b值低，处于高应力状态，小震频发，且强震平静时间间隔达到了极限，具备发生强震的条件；东川至宜良段应力水平高，但小震不活跃，处于积累应变阶段，强震平静时间不足，不具备发生强震的条件；宜良至华宁段具有小江断裂带最高的b值，应力水平低，小震不活跃，不具备发生强震的条件；华宁以南至小江断裂南端b值低，处于高应力状态，小震频发，且强震平静时间间隔达到了极限，具备发生强震的可能。但由于该段断裂交错，较为复杂，强震可能发生在小江断裂与石屏一建水断裂的交叉部位。
（2）东川至宜良段具有较低的b值，虽然该段于1833年发生过嵩明8级地震，但嵩明地震发生在小江断裂带西支，是否因其破裂尺度较大，使得小江断裂带西支也处于强震免疫区，还是处于强震危险期呢？这需要在后续工作中进一步分析。
（3）根据b值判定的小江断裂带危险段，主要是基于近30年的地震活动性进行判定，在时间尺度上应属于中长期判断。危险的断裂段在过去30年中处于更高应力的积累状态。因此，从长期来看，相对于其它断裂段在未来的强震危险性更高，但较为明确的危险时间段和紧迫性应结合其它资料和方法，如云南地区强震前地震活动特征和前兆异常状态等，以进行更深入的分析和判断。
本文在撰写过程中得到易桂喜研究员的帮助，在此表示衷心感谢。
摘要：利用1985年7月至2015年6月云南测震台网记录的地震资料，分段计算小江断裂带的b值、a/b值、单位面积的年频度和年应变能，并结合历史地震空区的识别结果，综合分析了小江断裂带各段的强震危险性。研究结果表明：巧家北至东川南6值较低，处于较高应力状态，小震频发，且强震平静时间达到了极限，具备发生强震的条件：东川至宜良段应力水平高，但小震不活跃，处于积累应变阶段，不具备发生强震的条件：宜良至华宁段具有小江断裂带最高的b值，应力水平低，小震不活跃，不具备发生强震的条件；华宁以南至小江断裂南端处于高应力状态，小震频发，且强震平静时间间隔达到了极限，具备发生强震的可能，但由于该段断裂交错，较为复杂，强震可能发生在小江断裂与石屏一建水断裂的交叉部位。
关键词：危险性；强震；b值；小江断裂带
中图分类号：P315.7 文献标识码：A 文章编号：1000-0666（2016）02-0213-05
0 引言
强震活动通常发生于活动断裂带上具有高应力积累的凹凸体（Aki，1984）或者闭锁段（Wyss et al，2000）。小江断裂带是川滇菱形块体的东边界，北起巧家以北，南至建水东南，全长超过400km。该断裂带由多条次级断层组成，内部结构十分复杂。小江断裂自东川小江村南分成东、西两支，平行向南延伸，走向近南北。东支长约200km，走向由350°逐渐变化到10°左右，水平年变速率为6.73mm/a；西支断裂长约180km，走向0°～5°，水平年变速率为5.443mm/a（毛玉平等，2003；宋方敏，1998）。魏文薪等（2012）指出小江断裂北段应变积累程度高，中北段次之，中南段和南段不利于断层应变积累。自1500年以来，小江断裂发生MS≥6.0地震15次（其中MS≥6.5地震10次），而且大部分地震发生在小江断裂带西支。1966年2月13日东川6.2级地震后至今，小江断裂带6级地震平静了49年，1909年5月11日华宁、弥勒间发生的6.5级地震距今已有106年，1789年6月7日华宁7.0级地震后至今，小江断裂带7级地震平静了226年。根据M7专项工作组（2012）研究结果，小江断裂带中段和北段的强震原地复发周期为100～200a左右，南段强震原地夏发周期为400a以上。因此，探讨小江断裂帝发生强震的危险性具有重要意义。
6值与应力水平呈反比，6值越低，应力水平越高（urbarleie et al，1992）。运用b值的空间分布，结合断裂带的地震活动背景，分析断裂带的活动习性，进而判断其强震危险段，b值已被很多研究者用来研究断裂的中一长期地震危险性（Wyss et al，2000：易桂喜等，2006，2013）。
本文选取1985年7月至2015年6月云南测震台网记录的地震资料，分段计算小江断裂带的b值，结合历史地震空段，分析小江断裂带现今高应力的段落，以期为强震地点的中长期预测提供参考依据。
1 资料选取与研究方法
1.1 资料选取
由于1985年4月18日禄劝6.3级地震震中距小江断裂带较远，不作统计。为了减弱该地震的影响，本文选取1985年7月至2015年6月的地震资料进行b值计算。根据M7专项工作组（2012）的研究成果和图1a中ML≥2.0的地震分布情况，将小江断裂带分为4段（图1b）：①段为巧家以北至东川以南，②段为东川以南至宜良以南，③段为宜良以南至华宁以南，④段为华宁以南至小江断裂南端。小江断裂在②段和③段分为两支，平行向南展布，④段主要是小江断裂带东支分散为几支，且向南与曲江断裂、石屏一建水断裂相交，并止于红河断裂。
1.2 研究方法
古登堡一里克特提出lgN=a+bM，式中，Ⅳ代表震级M以上地震的频度；a表示统计区域内的地震活动水平：6值反映了不同震级的地震分布。该公式已被广泛用来研究地震活动性（李永莉等，2002；易桂喜等，2006，2013；王辉等，2012）。
笔者将小江断裂带研究区域以0.1。的间隔进行网格化，以每个网格节点为圆心，半径20km的范围内进行地震统计，每个网格的地震数量不少于30个，数据不够的网格图中用空白显示，即没有b值计算结果（图2）。计算中，根据不同的段落，参考苏有锦等（2003）的研究结果，并分别确定最小完整性震级，小江断裂①、②、③、④段的最小完整性震级均为2.0级。然后利用ML≥Mmin的资料计算各统计单元的6值，根据每一单元格的6值得到整个研究区域的6值。
2 计算结果
为了综合分析小江断裂带各段的活动习性，根据易桂喜等（2004）给出的多参数综合分析方法，分别计算了各断裂段的b值和a/b值，单位面积的年频度Ⅳ和单位面积年应变能（表1），这4个参数的不同组合反映了断裂不同分段的现今活动习性。如：具有低6值（反映高应力）、低N值和总a/b值（反映低频度地震活动及低应变能释放）以及较高a/b值（反映具有偏高的最大期望震级），这样的参数值组合的断裂段，处于较高应力背景下的相对闭锁状态；而具有高6值和Ⅳ值，中等或中偏低的E值，以及较低的a/b值组合的断裂段，具有以频繁小震滑动为主，应力积累水平不高的活动习性。图2给出了小江断裂带各段的b值计算结果。
3 小江断裂带危险性分析
根据小江断裂带的分段参数计算结果（表1，图2），综合分析各段的现今活动习性和强震危险性，结果如下：
（1）巧家以北至东川以南（①段）：该段位于小江断裂带的最北段，1900～1966年，5级地震频繁发生，1911年发生过5.8级地震，1930年5月15日发生巧家6.0级地震，1966年2月5日发生东川6.5级地震，之后处于5级以上地震平静状态，直到2005年8月5日发生了会泽5.3级地震，6级地震平静时间较长。根据M7专项工作组（2012）的研究结果，该段自1733年发生东川7级地震后，一直处于7级强震空区，且这一段大地震破裂的原地平均复发间隔一般为100～200a左右。目前该段具有中偏低的6值，最高Ⅳ值、a/b值和E值，表明这一段目前处于较高应力水平，中小地震频发，未来发生强震可能性大。
（2）东川以南至宜良以南（②段）：该段具有较低6值，低N值、较低a/b值和低E，表明这一段目前处于高应力水平，但小地震发生频度低，尚处于积累应变阶段，属于闭锁状态。该段历史上发生过几次大震：1500年宜良7.0级地震，1833年嵩明8.0级地震，1927年寻甸6.0级地震。该段目前不具备发生大震的条件，但由于6值较低，且小震活动较弱，小江断裂带东支发震间隔时间长，不排除近期发生中强震的可能性。
（3）宜良以南至华宁以南（③段）：该段及附近地区历史上发生过1588年曲溪7.0级地震、1789年华宁7.0级地震和1909年华宁6.5级地震。目前该段具有整条断裂上最高的6值，最低的Ⅳ值和次低的E，图2中右下角的空白处显示该区域网格内地震数据不足，不进行b值计算。计算结果表明该段处于相对较低的应力状态，小震不活跃，该段近期发生强震的概率相对较低。
（4）华宁以南至小江断裂南端（④段）：该段具有整条小江断裂上次低的b值、次高的a/b值、次高的Ⅳ值和次高E。图2显示该段的华宁-建水段具有整条断裂最低的6值，且小震频发，该段最近发生的一次强震为1606年建水6.7级地震，MS≥6.7地震平静时间超过400a，该段大地震破裂的原地平均发震间隔为400a以上（M7专项工作组，2012），具备发生强震的条件。但小江断裂.东支在该段分散为几支，向南与曲江断裂、石屏一建水断裂交叉，且止于红河断裂。历史地震显示强震多发生在石屏一建水断裂，而小江断裂在该段不易积累应变（魏文薪等，2012），故该段的强震危险性主要在断裂交叉部位。
4 结论与讨论
本文通过近30年的测震资料，系统分析了小江断裂带4个分段的多个地震活动性参数，获得如下的主要结果和认识：
（1）根据小江断裂带分段参数计算结果，发现小江断裂带目前存在4个具有不同活动习性的分段。巧家北至东川南b值低，处于高应力状态，小震频发，且强震平静时间间隔达到了极限，具备发生强震的条件；东川至宜良段应力水平高，但小震不活跃，处于积累应变阶段，强震平静时间不足，不具备发生强震的条件；宜良至华宁段具有小江断裂带最高的b值，应力水平低，小震不活跃，不具备发生强震的条件；华宁以南至小江断裂南端b值低，处于高应力状态，小震频发，且强震平静时间间隔达到了极限，具备发生强震的可能。但由于该段断裂交错，较为复杂，强震可能发生在小江断裂与石屏一建水断裂的交叉部位。
（2）东川至宜良段具有较低的b值，虽然该段于1833年发生过嵩明8级地震，但嵩明地震发生在小江断裂带西支，是否因其破裂尺度较大，使得小江断裂带西支也处于强震免疫区，还是处于强震危险期呢？这需要在后续工作中进一步分析。
（3）根据b值判定的小江断裂带危险段，主要是基于近30年的地震活动性进行判定，在时间尺度上应属于中长期判断。危险的断裂段在过去30年中处于更高应力的积累状态。因此，从长期来看，相对于其它断裂段在未来的强震危险性更高，但较为明确的危险时间段和紧迫性应结合其它资料和方法，如云南地区强震前地震活动特征和前兆异常状态等，以进行更深入的分析和判断。
本文在撰写过程中得到易桂喜研究员的帮助，在此表示衷心感谢。
