金沙江下游白鹤滩水库蓄水前后地震活动特征

郭伟,赵翠萍,左可桢,赵策

1 中国地震局地震预测研究所，北京 100036 2 内蒙古自治区地震局，呼和浩特 010010 3 中国地震局地球物理研究所，北京 100081

0 引言

金沙江下游位于地质构造复杂、地震活动频发的川滇块体东缘，地势西高东低，水位落差巨大，蕴含了丰富的水能资源.金沙江下游是我国最大的水电基地，自南向北依次兴建了乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝4座流域型梯级电站（图 1a）.金沙江下游的这四座梯级水库位于高烈度区，距离历史7级地震震源区（1733年8月2日东川M7.5，1536年3月29日西昌M7.25，1850年9月12日西昌M7.5，1974年5月11日M7.1地震）及强震条带非常近，其中白鹤滩水库位于川滇菱形块体东边界不同走向大型构造相交汇的关键部位.白鹤滩水电站坝高289 m，库容高达206.27亿m3，总装机容量1600万kw，是仅次于三峡水电站的世界第二大水电站，也是金沙江下游四座梯级电站中库容最大、梯级效益最显著的水电站.向家坝、溪洛渡、乌东德、白鹤滩水库先后于2012年10月、2013年5月、2020年1月、2021年4月蓄水，溪洛渡水库蓄水后，出现了以微震为主的地震活动增强过程（程万正，2013；刁桂苓等，2014）.

金沙江下游几座水库蓄水后的地震活动前人已有一些研究.刁桂苓等（2014）反演了2007—2013年10月溪洛渡水库蓄水前后共计700多次地震的震源机制，研究了应力场在蓄水前后的变化，发现溪洛渡蓄水后，库区震源机制空间取向复杂、破裂类型多样，应力状态不均匀、不稳定；段梦乔和赵翠萍（2019）使用金沙江下游水库台网的数据获得了2016—2018年溪洛渡库区的小震震源机制解，发现截至2018年溪洛渡库区的应力场已经恢复到蓄水前，白鹤滩和乌东德蓄水前的震源机制解以走滑为主，左旋走滑型地震与近NS向小江断裂带和普渡河断裂带的性质一致；李春宏等（2018）采用2009—2017年的地震数据研究了白鹤滩库区的本底地震活动特征，发现白鹤滩蓄水前区域主要地震活动发生在昭通鲁甸断裂带和小江断裂带北段，整个区域的b值为0.966；Zhang 等（2021）通过数值模拟计算了溪洛渡蓄水引起的水压和应力变化，结果表明孔隙压的变化达到一定水平可以重新激活断层，库水载荷也会引起断层上的正库仑应力变化，这两种机制可以解释水库蓄水后断层附近和水库附近发生地震的原因。田晓等（2020）在白鹤滩蓄水前进行形变分析发现白鹤滩库区上游左岸中部存在16 km范围的沉降区；佘雅文等（2021）模拟研究了白鹤滩水库蓄水引起的重力与库仑应力的变化，发现库仑应力变化在巧家以南和以北两个区域大于0.01 MPa，存在诱发地震的可能性.参考三峡水库（王墩等，2007；Yao et al.,2017）、溪洛渡（Zhang et al.,2021）等水库蓄水后库区出现的地震活动，考虑白鹤滩水库的构造背景和蓄水规模，白鹤滩水库无疑是开展水库地震监测和研究的天然实验场.了解诱发地震的机制对于降低相关风险至关重要（Yang et al.,2021）.

为监测世界级大坝白鹤滩水电站在蓄水前、后的地震活动过程，开展对高烈度区高坝大库蓄水诱发地震活动规律、成因机理和危险性等关键问题的研究，课题组2016年开始在库区周围布设并不断加密水库科研台阵，首次获得了白鹤滩水库蓄水前5年和蓄水后9个月内高精度的地震观测数据，本文详细研究了水库蓄水前后地震活动的时间、空间变化过程及其与水位变化的关系，为进一步深入研究水库诱发地震活动的成因和机理奠定基础.

1 区域构造和地震活动背景

白鹤滩水库坝址位于由安宁河断裂、则木河断裂和小江断裂共同组成的川滇菱形块体东边界，区域地质构造复杂（图1）.北西向的则木河断裂、北东向的莲峰断裂、近南北向的小江断裂、属于凉山断裂束的越西断裂和四开—交际河断裂分别与金沙江交汇.坝址区没有较大断裂通过，大坝距小江和则木河断裂在20 km以上，距莲峰断裂6～7 km.莲峰断裂在白鹤滩坝址上游附近呈北东方向展布，走向 N50～60°E，倾角70°左右，倾向北西.南北向的凉山断裂束晚新生代以来表现为明显的左旋走滑活动特征，其中四开交际河断裂带自四开以北向南在头道沟一带穿过金沙江与小江断裂带呈右阶斜列，而越西断裂带在宁南县城西北交与则木河断裂.则木河断裂带自西昌北至宁南、巧家一带展布，是一条总体走向北北西的高倾角左旋走滑断裂带，断面以倾向北东为主.则木河断裂带分段特征明显，出现在白鹤滩库区的南东段现今小震活动相对密集，由于断裂之间的差异活动，在第四纪时期沿断裂带形成一系列断陷盆地和拉分型盆地如宁南盆地，其断陷幅度在百米以内.小江断裂北起巧家一带，向南沿金沙江和小江河谷延伸，在巧家一段走向北北西、倾向西，在东川东南走向转为近南北.则木河断裂与小江断裂带北段、金沙江与北西向的黑水河支流在葫芦口镇汇合，该区位于河谷地带，地形相对开阔，蓄水后被全部淹没.沿小江断裂发育一系列南北向串珠状断陷盆地，东西两侧均以断裂为界，包括沿金沙江河谷延伸南北长达13 km、宽3～5 km的巧家盆地.水库蓄水后，则木河断裂带沿黑水河支库的淹没长度约20 km，小江断裂带由巧家盆地直至小江支库的库尾断续受库水淹没影响的长度近50 km.四开交际河、则木河、小江断裂带在晚第四纪以来持续左旋走滑，张性走滑有利于水库诱发地震的发生.历史上沿小江断裂带和金沙江曾发生多次M5以上地震，其中在库区10 km范围内最大的是1930 年 5 月 15 日发生在巧家南的蒙姑M6.0地震，外围曾发生过10次5.0级以上地震，包括近年来发生的2014年鲁甸MS6.5地震和2020年巧家MS5.0地震（图1）.

图1 白鹤滩库区构造、历史地震及台站分布图图中黑色矩形框代表大坝，黑色细线代表断层，蓝色实线代表河流，左图中红色粗线代表块体边界，右图中红色实线代表蓄水后水位上升超过30 m的库段，震源机制解分别引用自Luo等（2016）和 Zhou等（2021）.Fig.1 Tectonic background,historical earthquakes and distribution of stations in Baihetan reservoir areaThe black rectangular boxes represents the dam,the thin black line represents the fault,the blue line represents the river,the red thick line on the left represents the block boundary,and the red line on the right represents the reservoir section where the water level rises more than 30 meters after storage.The focal mechanisms are from Luo et al.（2016） and Zhou et al.（2022）.

根据地层岩性、地质条件、水文地质和地震活动等因素，白鹤滩库区沿金沙江主干道可划分为五个诱发地震库段，分别是坝址—头道沟（Ⅰ）、头道沟—莲花塘（Ⅱ）、莲花塘—黄坪（Ⅲ）、黄坪—干河沟（Ⅳ）和干河沟—库尾（Ⅴ） （图1b），每个库段长约30 km.在划分的五个库段中，库段Ⅱ和库段Ⅲ可能是诱发构造型水库地震的重点危险库段.此外，随着白鹤滩大坝挡水，自葫芦口镇沿北西向黑水河支流的水位也出现了大幅度抬升，本文将该区域称为库段Ⅵ.

2 数据和处理

本文选取沿金沙江下游布设的水库加密台网记录到的2016年1月1日至2021年12月31日的观测数据，研究白鹤滩库区周围蓄水前、后地震活动特征.金沙江下游水库加密台网由课题组布设的74个台站、中国地震局地球物理研究所巧家台阵的62个台站以及研究区内四川、云南、贵州省的区域地震台网的33个台站，共计169 个台站组成.白鹤滩库区周围被金沙江下游水库加密台网的63个台站包围（图1b），台间距在10 km以内，微震监测能力达ML1.0级以下.

白鹤滩水库2021年4月6日开始下闸蓄水，水位由658 m逐渐抬升，至4月 13日坝前水位达到690 m时，在坝前以葫芦口为中心，分别向大坝方向沿四开交际河、向南沿金沙江和小江断裂出现地震活动.截至12月31日，我们记录到库区发生ML0级以上7401次，其中，ML0.0～0.9地震5400次，ML1.0～1.9地震1858次，ML2.0～2.9地震141次，ML3.0～3.9地震12次.截至目前的最大地震为2021年12月21日发生在四川宁南骑骡沟的ML3.9地震.

定位地震事件是地震监测的中心任务（Miao et al.,2021）.本文首先采用波速比模型一致性约束的双差地震层析成像算法（tomoDDMC）对2016年1月1日至2021年12月31日金沙江下游水库加密台网记录到的地震事件进行精定位.Zhang和Thurber（2003，2006）在双差定位算法hypoDD（Waldhauser and Ellsworth,2000）的基础上开发了双差层析成像算法tomoDD，该方法采用伪弯曲法寻找射线并且计算事件和台站的走时差，实现了绝对走时、相对走时和速度结构的联合反演.Guo 等（2018）在此基础上添加了波速比模型一致性约束，提出了tomoDDMC，结果更加稳定且可靠.定位是采用三维速度结构和定位联合方法，选取的初始一维速度模型（图2）来自于Xin等（2019）的层析成像结果，初始VP/VS设置为1.7.

图2 一维初始速度模型（据Xin et al.，2019）Fig.2 The adopted 1D primary velocity model （From Xin et al.,2019）

为了保证定位结果的可靠性，在定位前我们对数据进行预处理。首先计算到时差，并且考虑到P波和S波到时拾取精度不同，分别赋予权重1和0.6，将水库台网记录到时的观测报告转化为程序需要的到时差震相报告，然后挑选震中距小于200 km的台站，挑选经纬度范围（26.0°N—29.0°N，102.0°E—104.6°E）内的震相数据，并绘制走时曲线，根据走时曲线剔除偏差较大的数据。要求参与反演的每个地震至少要有8个到时记录。对于到时差数据，在地震对匹配时，限制地震对的最大间距为10 km，每个地震的最大邻居数为10，最终参与定位的地震事件自2016年1月1日至2021年12月31日共计29481个.

精定位后最终得到了金沙江下游地区28575个地震事件的重定位结果，我们重点关注蓄水后库区附近的地震事件，但是为了提高定位精度，我们在双差定位的时候选取的是时间空间范围都大于我们所研究的区域，2016年1月1日至2021年12月31日双差定位共丢失906个地震事件，蓄水后在库区周围只丢失了90个地震，丢失的地震大部分是零散分布的，不满足重定位条件而舍弃.精定位后，地震分布更加集中（图3），绝大多数地震在东西、北南方向误差小于300 m，深度误差大多数小于500 m（图4a、4b、4c），误差在垂直方向上比水平方向上大，是因为当前的台站分布均为地表观测，在水平方向上的约束较深度要好.走时残差均方根的平均值为0.014 s（图4d）.

3 结果与分析

3.1 蓄水前后地震时空活动特征

图3是精定位前后白鹤滩水库蓄水前、后库区地震活动的空间分布图.图5a、5c和5b、5d分别给出了白鹤滩水库蓄水前、后库区地震活动时间和深度分布.蓄水前地震主要分布在大坝附近、金沙江东侧至2014年鲁甸MS6.5地震之间、小江断裂带北段和则木河断裂.自2011年12月起，左、右岸坝顶834 m以上边坡开挖工程开工；大坝主体自2017年4月12日开始混凝土浇筑，经过4年的建设，实现全线浇筑到顶，在此期间大坝附近地震成簇分布.白鹤滩大坝东侧位于昭通与莲峰断裂带之间的地震活动主要是2014年鲁甸MS6.5地震以及2020年5月18日MS5.0地震序列活动，2014年鲁甸MS6.5地震余震以6.5地震震中为中心，形成了2个分别近东西向和南东向长约20 km的共轭条带，近几年地震沿近东西向条带逐渐向西发展且范围扩散（图3c）.2020年巧家MS5.0地震附近也丛集大量微震活动.这些靠近金沙江的地震活动震源深度较浅，集中分布在0～6 km（图5c）.地震沿则木河断裂呈现条带状展布，震源深度在10 km左右，揭示则木河断裂在这一段存在地震活动；沿小江断裂带北段及在巧家盆地东部分布的地震活动，震源深度在0～15 km范围.

由图3d可见，蓄水后，昭通—莲峰断裂带之间鲁甸MS6.5、巧家MS5.0地震余震区在内的地震活动图像基本不变，金沙江下游流域附近的地震活动图像与蓄水前出现显著变化，蓄水影响了川滇块体东边界附近的地震活动图像.地震活动以葫芦口镇（距离白鹤滩大坝约37 km）为中心，沿金沙江下游库段Ⅰ、Ⅱ和北西向库段Ⅵ形成了显著的Y字形展布，呈现出地震活动沿着河流集中的图像，鲁甸余震区活动性减弱.特别值得关注的是地震活动分别停止在上述几个地震活动条带的端部.

为了更加清晰的展示蓄水后地震活动特征，图6给出了蓄水后不同时间段库区地震空间分布.可见开始蓄水后的第一周内，库区地震活动平静.

（1） 蓄水1周后

从时间上看，地震最先在葫芦口一带发生，随后向北发展，在库段I的葫芦口至坝前7 km段形成了3个分别自江边开始沿NNW向展布的小条带，这几个条带的地震震源深度较浅，集中在0～8 km（图6b）.此库段中，白鹤滩大坝坝前7 km至大坝是水位抬升最大的库段，截至2021年12月31日水位抬升近150 m，却没有地震发生.其原因可能是该库段内地质条件所决定.莲峰断裂带在该库段穿过，其中包括了小田坝和棉沙湾断层.小田坝断层与金沙江之间主要出露的是前震旦系的变质砂岩和震旦系的白云岩，前震旦系是区域隔水层，断层出露高程在1000 m以上，水库蓄水对小田坝断裂的影响较小；棉沙湾断层自新场至头道沟沿江展布，库水淹没段10 km左右，断层下盘为二叠系峨眉山玄武岩，性质硬脆，产状平缓，在断层内具有一定的导水性，但受限于其下伏的泥盆系、志留系砂页岩等区域相对隔水层和断层上盘前震旦变质岩不透水层的限制，库水沿断裂带的影响不会很深，故坝前地震较少.

蓄水1周后，在库段II（葫芦口至莲花塘一带）即出现地震活动，蓄水前地震只是分布在小江断裂带北段，并没有落在巧家盆地内（图5a、5c）.蓄水后地震沿金沙江及巧家盆地、小江断裂带北段呈SSE向带状展布（图5d、6b），震源深度相对葫芦口以北较深，集中在0～10 km，并且呈现往南震源深度持续加深的特征（图5d）.库段II是白鹤滩水库最为开阔的地带，也是整个库区地质构造、地震地质条件以及水文地质条件最为复杂的库段，存在近南北至北北东向的小型向背斜，并受北西、南北和东西向的次级断层切割.河谷两岸在第四纪淹没范围内均为第四纪河流相沉积，碳酸盐岩地层发育.巧家盆地内发育有与小江断裂走向平行的数条隐伏充水断裂带，断裂两侧含水层为喀斯特含水体和玄武岩含水体，断裂在深部与喀斯特含水体之间可能存在水力联系.地震活动在库段II与III的衔接处，这里历史上曾发生1930年巧家蒙姑M6.0地震.迄今为止，再往南的3个库段河道10 km范围内依然很少出现地震活动.

图3 精定位前后地震空间分布图（a） 水库台网目录蓄水前地震空间分布;（b） 水库台网目录蓄水后地震空间分布;（c） 精定位后蓄水前的地震空间分布;（d） 精定位后蓄水后的地震空间分布.Fig.3 The spatial distribution of primary located and tomoDD relocated earthquakes（a） Primary located earthquakes before impoundment;（b） Primary located earthquakes after impoundment;（c） TomoDD relocated earthquakes before impoundment ;（d） TomoDD relocated earthquakes after impoundment.

图4 定位误差分布图（a） 东西向;（b） 北南向;（c） 垂直向;（d） 走时残差均方根分布图.Fig.4 Distribution histograms of standard deviation error（a） EW direction;（b） NS direction;（c） Vertical direction;（d） Distribution of root mean square （RMS） of travel time residuals.

图5 蓄水前、后库区地震时空分布图（a） 蓄水前地震时间分布;（b） 蓄水后地震时间分布;（c） 蓄水前地震随深度分布;（d） 蓄水后地震随深度分布.（b、d）中红色曲线表示蓄水后水位抬升超过30 m的库段.Fig.5 Spatial and temporal distribution of earthquakes in the reservoir area before and after impoundment（a） Temporal distribution of earthquakes before impoundment;（b） Temporal distribution of earthquakes after impoundment;（c） Source depth distribution of earthquakes before impoundment;（d） Source depth distribution of earthquakes after impoundment.The red curve in （b,d） represents the section where the water level rises by more than 30 m after impoundment.

图6 不同蓄水时间段地震空间分布图（a） 2021-04-06—2021-04-12;（b） 2021-04-13—2021-05-07;（c） 2021-05-08—2021-06-18;（d） 2021-06-19—2021-08-31;（e） 2021-09-01—2021-10-31;（f） 2021-11-01—2021-12-31.图中灰色曲线表示河流，黑色曲线表示蓄水后水位抬升超过30 m的库段.，罗马字母表示库段.黑色多边形分别表示宁南盆地和巧家盆地.Fig.6 Spatial distribution of earthquakes in different time periods of reservoir impoundingThe gray curve represents river,the black curve represents the reservoir section where the water level rose by more than 30 m after impoundment,and the Roman letters represent the reservoir segment.The black polygons represent the Ningnan Basin and the Qiaojia Basin,respectively.

（2） 蓄水1个月后

自5月8日起（图6c—f），自葫芦口沿则木河断裂方向的黑水河支流东侧（库段Ⅵ）开始出现地震活动，地震活动先开始于宁南盆地再往葫芦口方向发展，呈与NNW走向的断裂带间盆地走向一致的带状展布，地震震源深度集中在0～9 km（图5d），且距离黑水河支流越远的地震深度越浅（3 km左右），靠近河流和断裂的地震深度相对较深（8 km左右）.该库段的地震活动停止于宁南附近，并没有继续往NW方向发展.对比蓄水前则木河断裂带地震分布可知（图5c），蓄水后震源深度整体明显变浅且偏离断裂带（图5d）.则木河断裂倾向NE，平行于黑水河延伸，此时库水已自葫芦口沿黑水河北西向回水至板板房一带，推测地震活动的原因更多是库水淹没至宁南盆地而诱发.

白鹤滩大坝水位抬升经历了两个阶段，第一阶段由4月6日的658 m至7月1日升至780 m，之后持平在782 m至8月18日；第二阶段自8月19日至9月30日抬升至816 m，之后逐渐小幅度下降至790 m左右持平.图7给出了白鹤滩水库蓄水后，坝前、葫芦口和坝下水位随时间变化特征.其中，坝前位于大坝上游1.8 km处，葫芦口位于大坝上游30 km处，坝下位于大坝下游0.9 km处（图6）.由于坝前、葫芦口距离大坝较近且海拔相近，水库蓄水后两个站点水位同步变化.

图8给出了蓄水前后水位变化与库区地震震级、月地震频次统计关系，都显示出与水位变化的密切相关性.由图8（c，d）可见，至2021年12月31日，库区地震月频次由蓄水前（2016年以来）不到80次，上升为500次以上，随着2021年9月底大坝水位冲击816 m，10月的地震月频次达到了1200次.由图8d可见，日频次随着水位的阶段性变化出现几次幅度不同的增强-减弱过程，在水位的大幅度抬升过程及达最高水位后的下降阶段出现周期性起伏，其中达816 m水位时日地震活动频次达到了最高.Lei等（2019）研究了四川长宁盐矿和页岩气长短期注水与地震之间的可能联系，也表明事件发生率与水的注入密切相关.

3.2 地震活动参数特征

如前所述，基于三维速度模型获取高精度的地震定位结果显示库区地震丛集性显著，此特征也是水库区诱发地震活动的典型特征（陈翰林等，2009；Yao et al.,2017）.为了深入认识蓄水后库区的地震活动规律并分析地震活动成因，我们将库区呈现Y字形分布的3个库段的地震活动，进一步划分为7个丛集区，其中库段I包括1、2、3丛集区，库段II包括4、5、6丛集区，库段Ⅵ不再细分称为7区.图9以不同的颜色显示了分区，下面我们进一步分析各丛集地震活动日频次及其与蓄水水位的关系.

由图9可见，各丛集区地震活动与水位的关系不同.其中丛集1区对水位第一次大幅度抬升敏感，2区在第二次抬升至816 m又小幅度下降至790 m持平时发生了大量地震，其中ML3.9地震是迄今为止最大.丛集3、4、5区虽然地震频次相对较少，但却是时间上响应最快的区域.丛集6区对开始蓄水的响应也快且地震最为频繁，3次ML≥3.5地震均发生在每次达到阶段最高水位时.随着水位抬升导致支流黑水河水位上升超过30 m时，丛集7区开始出现地震活动，在蓄水第二阶段冲击816 m水位过程中发生了一次ML3.5地震，且地震频次在达最高水位816 m前后达到最大，此后地震活动显著减弱.

图10给出了各地震丛集区蓄水后的最小完备震级Mc和统计b值，本文采用b值稳定法（Cao and Gao,2002）和最大曲率法（Wiemer，2000）确定各分区的最小完备震级，最大曲率法选取震级频率曲线中斜率最大值所对应的震级作为Mc，b值稳定法将b值的稳定性视为Mc的函数，当Mc在正确的范围内时，b值基本保持不变.最大曲率法简单易行但结果往往偏小，b值稳定法结果比较可靠，但是需要的地震数目较多，所以本文综合考虑了上述两种方法确定Mc.采用最大似然法计算各丛集区的地震活动b值.

如前文所述，由于蓄水前各库段地震活动弱，蓄水后在这3个库段出现了地震活动填空，因此b值的对比没有意义，只能得出蓄水后的地震活动b值基本都大于1.0，符合水库诱发地震具有高b值的特征（Yao et al.,2017）.其中小江断裂带北段东侧的5区最大，b值为1.3.李春宏等（2018）在白鹤滩水库蓄水前利用全国地震编目和水库地震资料计算得到库区本底b值为0.966.

4 讨论与结论

随着经济发展对清洁能源的迫切需求，我国在西部高烈度区修建了流域型梯级高坝大库，提供了巨大的清洁能源，也带来了水库区诱发/触发地震问题.认识高烈度区水库地震的活动特征和成因、开展危险性预测，是经济发展带来的科学问题.白鹤滩大坝是金沙江下游梯级电站的第三级大坝，坝高库容世界排名第二，库区地质背景复杂.本文通过对高密度观测台阵数据采用三维模型定位，开展白鹤滩大坝蓄水前后的地震精确定位，获得了误差在百米量级的水库区高精度地震定位结果，分析蓄水前后地震活动规律和水库地震特征和成因，为水库地震研究积累前所未有的高精度、全过程观测成果.取得认识如下：

图7 白鹤滩水库各站点水位时序图Fig.7 Time series diagram of water level of each site

（1） 白鹤滩水库蓄水导致库区范围内的地震活动图像发生了显著变化.

蓄水前地震主要受区域应力场控制，沿断裂带分布.蓄水后在金沙江主干道和黑水河支流的3个库段出现了显著微震活动.

（2） 白鹤滩库区的地震活动以微震为主，截至2021年12月31日共发生地震7401次，其中ML<1.0地震5400次，ML1.0～1.9地震1848次，ML2.0～2.9地震141次，ML3.0～3.9地震12次.地震活动时间上相对蓄水过程呈快速响应型，蓄水后月地震频次显示出与水位抬升变化的密切相关性；日频次则随着水位的阶段性变化，在其大幅度抬升过程及达高水位后的下降阶段出现周期性起伏，3级以上地震都发生在水位达760 m（水位抬升100 m以上）以后的上升或下降过程中.低水位稳定阶段较为平静，高水位稳定阶段地震数目增多但是变化速率不大，低水位升高变化阶段丛集1区较为活跃、丛集3、4、5区对水位升高最为敏感，高水位下降变化阶段丛集2区地震活动频繁且发生了水库蓄水以来库区最大地震，丛集6区在低水位升高变化阶段地震活动最为频繁，3次ML≥3.5地震均发生在每次达到阶段最高水位时.丛集7区地震频次在最高水位816 m附近达到最大.各个丛集区地震活动特征显示，在高水位地震活动频次对水位变化速率较为敏感.

图8 白鹤滩库区地震活动震级、频次及水位时序图（a） 2016—2021震级-时间和坝前水位;（b） 2021年震级-时间和坝前水位；（c） 2016—2021月频次-时间和坝前水位;（d） 2021年日频次-时间和坝前水位.Fig.8 Magnitude,activity rates of seismicity and daily water level changes（a） Magnitude-Time sequence and water level during 2016—2021;（b） Magnitude-Time sequence and water level during 2021;（c） Monthly active rate statistics and water level during 2016—2021;（d） Daily active rate statistics and water level during 2021.

图9 蓄水后不同丛集地震活动震级与大坝日水位Fig.9 Magnitute-time sequence and daily water level changes of different cluster after impoundment

图10 各丛集地震活动完备性震级和b值（a） b值稳定法确定Mc;（b1—b7） 最大曲率法确定Mc.圆点代表累计地震频次,三角形代表非累计地震频次.Fig.10 The Mc and b value of seismicity for each cluster（a） The Mc by b-value stability approach;（b1—b7） The Mc by maximum curvature technique.Dots represent statistics of cumulative earthquake number,triangles represent statistics of non-cumulative earthquake number.

（3） 蓄水后库区地震活动空间上在以距离大坝37 km的葫芦口镇为中心，分别沿四开交际河和金沙江、则木河断裂和黑水河分支、小江断裂北段和金沙江主干道呈现在三个库段Y字形集中分布的特征，在3个方向上的地震长度分别约30 km.地震沿四开交际河和金沙江往大坝方向的地震条带至距离大坝7 km左右停止，沿NW向则木河断裂和黑水河分支方向的地震活动在宁南附近停止，沿小江断裂北段和金沙江向南的地震活动至1930年5月15日巧家南蒙姑M6.0地震附近停止.造成这种活动特征的成因与库区的地质构造、岩性、水文地质环境等密切相关，需要深入研究.

（4） 定位结果揭示库段Ⅰ和Ⅱ的地震活动丛集特征显著，分为几个地震丛集条带.各条带的响应时间和强度不同，但b值均大于1.其中第Ⅰ库段呈现3个互相平行且与主河道交汇的NW走向条带，发生最大地震ML3.9地震，在该库段内的四开—交际河断裂尚没有监测到地震活动；Ⅱ库段自葫芦口至小江断裂北段的地震沿断裂带东西两支以及巧家盆地内发生，蓄水后地震的深度在10 km左右，且深度自北向南逐渐加深.该库段的地震活动频次和强度都为蓄水后最大，有3次ML3.8、1次ML3.7地震；第Ⅵ库段地震沿黑水河东侧河谷地带分布，深度较浅，最东侧的地震深度仅3 km左右，在西北端部宁南附近发生了ML3.5地震.分析认为蓄水前则木河断裂带的地震活动沿断裂带集中展布，蓄水后的地震活动位于远离断层的河谷盆地，则木河断层尚没有出现显著地震活动.

（5）与金沙江交汇或在库区近场范围的几个大型断裂带中，目前小江断裂北段存在蓄水后的地震活动.在区域应力场的作用下，小江断裂带表现为张扭性活动，较宽的破碎带及影响带为地表水向地下入渗以及地下水的运移和富集提供了通道，而且断裂带地层破碎、裂隙发育，为岩溶活动提供了便利条件.后期的长期蓄水过程中，在库水荷载和渗透共同作用下，库区介质孔隙压的增大及介质强度的降低弱化，不排除在小江断裂带北段诱发与构造相关的地震活动.未来一年内白鹤滩库区蓄水位将冲击825 m设计水位，库区的地震活动值得继续关注.

致谢中国科学技术大学的张海江教授提供的地震精定位程序tomoDDMC，本文使用了中国地震局地球物理研究所巧家台阵的数据，图件均采用GMT（Wessel et al.,2013）绘制，几位审稿专家提出了宝贵建议，在此一并致谢.