云南大理MS6.4地震与意大利拉奎拉MW6.3地震序列的比较研究和危险性分析启示＊

张晁军

（中国地震台网中心，北京 100045）

引言

震例分析工作表明，不同区域发生的地震也具有相似性。2021年5月21日21时48分在云南大理（25.67°N，99.87°E）发生MS6.4地震，震源深度8 km，造成3人死亡，27人受伤。2009年4月6日意大利拉奎拉（L'Aquila）（42.33°N，13.33°E）发生MW6.3地震，震源深度8.8 km，造成296人丧生，1500人受伤。云南大理MS6.4地震发生在中国大陆，属于左旋走滑型地震，意大利拉奎拉MW6.3地震发生在板块边缘，俯冲带地区，属于正断层错动为主，兼右旋走滑型地震。尽管这两次地震发震构造差异极大，属不同错动类型，但两次地震的震源深度相近，震前的地震活动性相似，震前都有数月的小震活动增强现象，临近主震发生前，都有强震群现象发生[1]。什么样的方法、指标对于震情跟踪研判具有普遍性，这是必须要考虑的。选取的指标对于分析不同区域发生的地震是否适用，必须进行对比分析。本文将地震按丛集性做分区处理，选取传统的M-t序列分析3级地震活动性、2年来地震能量释放是否处于升级趋势和GR关系做为分析指标，通过回溯两个震例的地震危险性分析过程来总结提炼类似地震序列震情跟踪研判的科学经验。

地震预测或预报尚处于经验预报模式。在目前或相当长的时期内，做好震例对比分析工作是提高地震预测水平较为有效的方法，震例对比分析越多，经验越丰富，地震预测水平就越准确，而且震例对比分析不应只局限于国内地震。

1 资料选取

对于2009年4月6日意大利拉奎拉MW6.3地震，选取2007年1月1日—2009年4月6日（主震发生时刻），发生在主震周边5°×5°区域MS3以上地震活动作为研究对象。对于2021年5月21日云南大理MS6.4地震，选取2019年1月1日—2021年5月21日（主震发生时刻），发生在主震周边5°×5°区域MS3以上地震活动作为研究对象。其中云南大理MS6.4地震目录数据来源于中国地震台网中心国家地震科学数据中心（http://data.earthquake.cn）；意大利拉奎拉MW6.3地震目录来自意大利国家地球物理与火山研究所（Istituto Nazionaledi Geofisicae Vulcanologia）提供的目录。

在文章以下部分出现的震级，如不做特别说明，均为MS震级。

2 资料处理方法

本文采用测震学分析软件Superseis，应用各种测震学指标对这2次地震进行了分析，最终认为能说明问题或有点规律可循的方法，或者说简单实用的数据分析方法是传统的M-t序列分析和G-R关系方法。在做M-t序列分析时，震级下限取3.0，因为本文把3.0级地震平静作为地区地震活跃开始的一个主要指标。由于G-R关系具有区域性特点，反映了介质破裂周围的稳定性，故在做G-R关系分析时，将地震活动按地震丛集性做分区处理，对每个分区进行M-t序列能量释放升级或衰减分析和G-R关系分析。

定义1：地震能量释放升级趋势−在分析时空范围内，后一个地震震级高于前面最大地震0.2级以上；

定义2：地震能量释放衰减趋势−在分析时空范围内，后一个地震震级低于前面最大地震0.2级以上。

3 意大利拉奎拉MW6.3地震分区分析

3.1 意大利拉奎拉MW6.3地震前地震活动分区

图1为意大利拉奎拉MW6.3地震前2007年1月1日—2009年4月6日（主震发生时刻），主震周边5°×5°区域3级以上地震活动图像，将图1分成5个区，分别为A、B、C、D和E区。

图1 意大利拉奎拉MW6.3地震前2007年1月1日—2009年4月6日地震活动图像及分区图Fig.1 Seismicity pattern and zoning map before the L'Aquila MW6.3 earthquake in Italy from January 1，2007 to April 6，2009

3.2 各区地震活动性分析

表1列出A、B、C、D和E各区M-t序列和GR关系分析结果。这里定义依据M-t图预测震级标为Mt；依据G-R关系外推预测震级标为MGR。

表1 意大利拉奎拉MW6.3地震前A、B、C、D和E各区M-t序列和G-R关系分析列表Table 1 The table of M-t sequence and G-R relation of A，B，C，D，E regions before L'Aquila MW6.3 earthquake in Italy

续表 1

综上所述，从各区M-t序列、3级地震活动性、2年来地震能量释放是否处于升级趋势、G-R关系等几方面分析来看，截至2009年4月，D区、E区发生5级以上地震可能性不大。A区、B区、C区地震能量释放都处于升级趋势中，A区，C区G-R关系外推地震为MGR=5.5±0.3，B区G-R关系外推震级为MGR=5.8—6.4。从3个区b值分析来看，A区b值为0.76，C区b值为0.86，B区b值为0.61。因此，B区发生强震的可能性最大。从3.5级地震最大平静天数来看，A区平静160天，打破后发生5.4级地震；C区平静127天，打破后发生5.3级地震；B区平静290天，打破后发生震群现象，震群最大地震4.4，之后发生6.3级地震（主震）。可见，在地震能量释放都处于升级趋势中，3.5级地震平静时间，有助于地应力积累，与后续地震能量释放大小有关。

4 云南大理MS6.4地震分析

4.1 云南大理MS6.4地震活动分区

图2为云南大理MS6.4地震前2019年1月1日—2021年5月21日（主震发生时刻），主震周边5°×5°区域3级以上地震活动图像，将图2分成7个区，分别为A、B、C、D、E、F和G区。

图2 云南大理MS6.4地震前2019年1月1日—2021年5月21日地震活动图像及分区图Fig.2 Seismicity pattern and zoning map before the Dali MS6.4 earthquake in Yunnan from January 1，2019 to May 21，2021

4.2 各区地震活动性分析

表2列出A、B、C、D、E、F和G各区M-t序列和G-R关系分析结果。A区实际为西藏林芝地区；B区实际为印度和缅甸地区；C区实际为四川甘孜州—云南丽江一带；D区实际为云南临沧、大理、保山、楚雄一带；E区包括云南西双版纳、普洱、红河、玉溪一带和老挝、越南、缅甸部分地区；F区实际为龙门山断裂带；G区跨度较大，实际为玉溪、楚雄、攀枝花、西昌、宜宾六盘水、东川、曲靖一带。

表2 云南大理MS6.4地震前A、B、C、D、E、F和G各区M-t序列和G-R关系分析列表Table 2 The table of M-t sequence and G-R relation of A，B，C，D，E，F，G regions before Dali MS6.4 earthquake in Yunnan

续表 2

综上所述，从各区M-t序列、3级地震活动性、2年来地震能量释放是否处于升级趋势、G-R关系等几方面分析来看，截至2021年5月，只有D区、F区地震能量释放呈升级趋势，具备发生强震的可能性。从两区b值分析来看，D区b值为0.59，介于0.55—0.70之间，说明研究区域近期积累能量的能力较好[2]；F 区 b 值为0.42，低于0.50说明这一地区介质抗应力积累能力较差。因此，D区发生6级地震可能性高于F区。从3级地震最大平静天数来看，B区平静112天，打破后发生震群现象，震群最大地震5.6级，之后发生6.3级地震（主震）；F区平静230天，打破后发生最大地震3.4级，且3级地震活跃度较低。综合分析，D区更具备发生强震的可能性。G区b值为0.76，处于相对稳定阶段，结合M-t图分析可知，发生强震的可能性低于D区。尽管如此，F区3级地震平静230天被打破，G区2020年10月以来，地震能量释放呈升级趋势，都是值得未来关注的地区。

5 两次地震的相似性

这两次地震的相似性有以下几点：

（1）震源深度都比较浅。云南大理MS6.4地震震源深度8 km，意大利拉奎拉MW6.3地震震源深度8.8 km；

（2）b值相近。云南大理MS6.4地震和意大利拉奎拉MW6.3地震b值分别为0.59和0.61，G-R关系外推震级相近，均为6级左右；

（3）M-t图序列地震能量释放都呈升级趋势，地震活动也相似。平静打破后3级以上地震活跃，都出现震群现象，地震能量释放呈加速状态[3]；

（4）都属于前震-主震-余震型序列。意大利拉奎拉MW6.3地震主震前最大前震为5.2级；云南大理MS6.4地震主震前最大前震为5.6级，且前震震群特征明显。

6 以地震丛集划分区域合理性的讨论

天气预报存在从大区域预报向局部地区精准预报发展的趋势。震情跟踪研判是否可以做到这一点呢？即将地震活动分区进一步细化，是否可以得出较好的结论？如果可以，对未来提供准确发生区域提供参考，提升震情跟踪研判的作用。以云南大理MS6.4地震D区为例进行说明。把D区再划分成D1区和D2区，图中黑色虚线上部为D1区，下部为D2区（图3）。其中，D1区b值为0.52，G-R关系外推震级MGR=6.2，M-t序列中，地震能量释放呈升级趋势，D1区2019年5月—12月，有1次3级以上地震活跃阶段，最大地震为2019年7月21日4.9级地震，D1区3级地震最大平静206天（图4）；D2区b值为0.73，G-R关系外推震级MGR=4.8，M-t序列中，地震能量释放无明显升级趋势，3级地震最大平静112天，较D1区短很多。D2区3级地震活跃阶段出现在3级平静打破后，最大地震为2021年5月13日保山市施甸县4.7级地震。D2区这次活跃与D1区地震活动时间上具有一致性，反映了震前中小地震从频度和强度上在时间和空间向未来震中聚集的现象[4]。

图3 D区分为D1区和D2区示意图Fig.3 The sketch map of D block which is divided into D1 and D2

图4 D1、D2区M-t图与G-R关系图Fig.4 M-t sequence and G-R relation of D1 and D2 region before Dali MS6.4 earthquake in Yunnan

综上所述，按地震丛集性划分区域有一定的合理性，更容易把握区域地震活动特点。但就本文来讲，D1区和D2区结合分析，可以更好地理解地震2年来地震活动特征，预测地震发生强度。

7 结束语

（1）云南大理MS6.4地震与意大利拉奎拉MW6.3地震在震源深度、b值特征、地震活动和平静打破后3级以上地震活动方面都具有相似性，都出现震群现象，且地震能量释放呈加速状态，都属于前震-主震-余震型地震序列。

（2）按地震丛集性划分区域有一定的合理性，更容易把握区域地震活动特点，可做为震情跟踪研判区域划分的依据。

（3）云南大理MS6.4地震与意大利拉奎拉MW6.3地震发生在不同区域，构造差异极大，属不同错动类型，用分区G-R关系和M-t序列分析，都得出较好的结果，说明了分区G-R关系和M-t序列分析对震情跟踪研判具有普适性特征。

致谢

感谢中国地震台网中心国家地震科学数据中心（http://data.earthquake.cn）提供数据支撑；感谢武汉地震研究所李盛乐研究员提供的国外地震目录数据。感谢审稿专家提出的建设性修改意见。