滇东南弧形构造区三维速度结构特征

曹颖 付虹 钱佳威

摘要：利用2008—2021年云南地震台网记录到的M≤5.1地震走时数据，采用VP/VS模型一致性约束的双差层析成像方法，获得了滇东南弧形构造区的地壳三维VP、VS和VP/VS模型及地震重定位结果。结果表明，研究区内发生的2018年8月13日通海MS5.0地震和2021年6月10日双柏MS5.1地震的震源深度主要位于VP，VS的高、低速异常的交界处或低速异常体的边缘，及低VP/VS异常体内。这可能意味着这2个地震所处深度范围内的流体或熔融对地震的发生没有直接作用，而是因为震源位置介于脆、韧性岩体之间，当能量积累到一定程度后该位置更易发生脆性破裂。小江断裂、曲江断裂和石屏—建水断裂下方深处存在高VP/VS异常体，结合区内温泉地球化学研究，推测高VP/VS异常体可能是地热流体而非熔融物质，地热流体的存在可能会削弱已表现为强闭锁的小江断裂带与曲江断裂和石屏—建水断裂相交处的闭锁体，从而降低断层破坏的构造应力阈值并加速地震孕育过程，应重点关注地热流体的影响。

关键词：滇东南；弧形构造区；地壳三维速度结构；VP/VS

中图分类号：P315.2   文献标识码：A   文章编号：1000-0666（2023）02-0245-16

doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2023.0024

0 引言

地壳速度结构可以反映地震深部孕育环境等重要信息，同时，经过精定位后的地震空间展布可以提供断层的深部特征等基本信息。双差地震层析成像算法可以联合反演地震位置、VP和VS模型，被广泛用于探索断层、俯冲板块、火山等结构。地震波速比模型VP/VS对于探索地下结构同样具有很重要的意义，其原因为：①VP/VS可以直接转换为岩石的泊松比参数，而不受弹性模量等参数的影响，因此可以更好地判断地下岩石的岩性；②理论计算以及岩石物理实验表明，VP/VS对于岩石的孔隙率、孔隙中的流体和熔体等有很好的敏感度，有助于判断地下是否存在裂缝、流体、熔融等（郭浩，2019）。因此Guo等（2018）发展了VP/VS模型一致性约束的双差地震成像方法，被应用于Gofar转换断层（Guo et al，2018）、南加州板块边界（Share et al，2018）、四川的长宁—兴文地区（Zuo et al，2020）及唐山断裂（Ma et al，2020）等不同的构造区的研究，均取得了高分辨率的速度模型，为研究不同地区的地下物性特征提供了基础。

滇东南弧形构造区内不同类型、不同运动性质的活动断裂密集分布。自1970年通海M7.8大地震发生后，许多学者对该构造区内断裂活动特征与强震活动特点进行了广泛的研究，其中对小江断裂和红河断裂的研究最广泛。对滇东南弧形构造区的研究主要集中在对其活动性质的研究（Wang et al，1998；Shen et al，2005；Schoenbohm et al，2006；闻学泽等，2011；呼楠，韩竹军，2013；韩竹军等，2017），并对其形成机理提出了不同的观点。关于该地区的深部地球物理研究，无论是走时层析成像、面波层析成像、背景噪声成像还是接收函数反演或其它的联合反演，大部分研究主要围绕青藏高原东南缘或整个云南地区来开展（吴建平等，2001；胡家富等，2003；Yao et al，2006，2008；Li et al，2008；李永华等，2009；Bai et al，2010；Chen et al，2014；Bao et al，2015；Li et al，2016；Chen et al，2016；高家乙等，2016；Li et al，2018；邓山泉等，2020），对于更小的研究范围，吴建平等（2013）对小江断裂及其附近区域进行了走时层析成像反演。前人的研究成果对深入研究该地区的动力学机制和大震机理提供了很好的基础。但由于地震数据有限以及台站的分布不均匀和成像方法的局限性等，这些研究均未能获得滇东南地区的精细地壳速度结构。鉴于此，本文利用2008—2021年云南地震台网记录的地震到时资料，使用VP/VS模型一致性约束的双差层析成像方法（TomoDDMC，Guo et al，2018）聯合地    震到时数据反演得到滇东南弧形构造地区的地壳三维VP、VS和VP/VS模型及地震震源参数，为进一步研究滇东南弧形构造区深部介质性质和强震发生机理提供参考。

1 构造背景

滇东南弧形构造区包含滇东南地区的3条弧顶向东南突出的弧形断裂（阚荣举等，1977），何宏林等（1992，1993）也称其为楔形构造区。这3条弧形断裂分别为曲江断裂、石屏—建水断裂和红河断裂南段，3条断裂在平面上展布形态十分相似，总体上由西向东自NNW向近EW过渡，3条断裂之间平均距离不超过40 km，近NS向的小江断裂南段与这3条断裂的东侧相交（图1）。GPS观测资料已经证实了青藏高原东南缘地壳物质围绕东喜马拉雅构造结的顺时针转动（Zhang et al，2004；王阎昭等，2008），而川滇菱形块体受青藏高原地壳物质的挤压运动向SE和SSE向逃逸。小江断裂与红河断裂作为川滇活动块体的东南部边界，滇东南弧形构造带位于其东南部，在青藏高原地壳物质逃逸过程中起到了重要的作用（Allen et al，1984；许志琴等，2011），因此构造带内地质构造复杂，地震活动频繁，自1900年以来在小江断裂与曲江断裂的交汇处先后发生了1913年峨山M7.0地震和1970年通海M7.8大地震（图1a）。近年来先后发生了2018年8月13日通海MS5.0地震和2021年6月10日双柏MS5.1地震（图1b）。因此对该地区地壳介质性质的研究有助于了解川滇地区地壳变形动力学过程，对于认识大陆强震机理也具有重要意义。

2 方法和资料

2.1 VP/VS模型一致性约束的双差层析成像方法

Zhang和Thurber（2003，2006）提出了双差层析成像方法，该方法联合绝对到时和相对到时数据同时反演地震位置和三维速度结构。与标准层析成像相比，该方法对于反演源区精细速度结构具有明显优势，已被应用于不同的构造区并得到了一些成果。Zhang等（2009）扩展了原始的双差层析成像方法并进一步反演得到2个VP/VS模型：一是VP模型直接除以VS模型得到的VP/VS，但是通常因为S波数据误差较大且数量较少，VS模型的分辨率通常比VP模型更低，导致VP/VS模型不确定性更高；二是在Thurber（1993）的基础上使用S-P数据直接反演得到的VP/VS，但为了满足P波和S波射线路径相似性的要求，会剔除一部分S-P数据，因此VP/VS模型非常可靠但分辨率相对降低。通常，由于这2个VP/VS模型的计算方式不同，其结果必然会有差异。Guo等（2018）开发了一种新的VP/VS模型一致性约束的双差层析成像方法（TomoDDMC），可以提高模型的分辨率和可靠性。该方法在上述两种VP/VS模型之间建立了一致的约束关系，表示为：

Δ=κ1-κ2=uSuP-κ2（1）

式中：κ1=uSuP=vPvS表示单独的VP除以VS得到的VP/VS模型；uP和uS分别表示P波和S波的慢度；κ2表示由S-P数据直接反演得到的VP/VS模型。真实的Δture和计算的Δcal之间的差（dΔ）可以 用截断的泰勒展开式转换为uP、uS和κ2的线性相关，表示为：

dΔ=Δture-Δcal=κ2-uSuP=ΔuPδuP+ΔuSδuS+Δκ2δκ2=

-uSu2PδuP+1uPδuS-δκ2（2）

通过最小化dΔ，就可以确定可靠的VP/VS模型，该模型具有与单独VP和VS模型相似的分辨率，反演后得到的VP、VS和VP/VS模型结构也更加一致。

2.2 数据

滇东南地区地震分布较多，但台站分布相对稀疏，地震定位所使用的台站较少。本文收集了2008—2021年云南地震台网所记录到的（23°N～25°N，101.5°E～103.5°E）范围内的地震目录和地震报告数据。为了保证原始到时数据的可靠性并兼顾数据量，选取由4个以上震中距小于200 km的台站所记录到的地震事件。最终选取47个台站所记录到的10 407个M≤5.1地震（图1b），涉及37个固定台站和10个流动台站，共获得52 006条P波绝对走时、37 794条S波绝对走时及35 307个S-P绝对到时数据。S波绝对走时数据要少于P波数据，但这些射线路径基本可以覆盖研究区域（图2a、b）。为了检查震相数据的可靠性绘制了震相走时曲线（图2c），可看出P波和S波走时均呈现出明确的线性趋势，并且震相分布很集中，表明原始震相走时数据质量较好。然后基于P波和S波绝对到时数据构建地震对数据，要求地震对最大间距不超过20 km，每个事件最多可与20个事件组成事件对，最终构建了相对到时数据，包括515 102条P波到时差数据、349 467条S波到时差数据和352 921条S-P到时差数据，地震对的平均间距为5.36 km。

2.3 模型参数化

本文选取研究区中心（24°N，102.5°E）为坐标原点，X轴指向东，Y轴指向北。水平方向上的网格节点间隔为20 km（图1b），垂直方向上的网格节点位于0、2、5、7、10、12、15、20、30和45 km深度处。初始模型会对反演结果的稳定性产生影响，因此，本文综合了王光明等（2018）对2018年通海MS5.0地震序列重定位采用的初始模型、呼楠和韩竹军（2013）对滇东南地震进行重定位所使用的初始模型以及陈飞（2017）利用重力、面波和体波联合反演得到的中国大陆S波速度结构结果来确定初始一维速度模型（图2d），平均VP/VS设置为1.73。改进双差层析成像方法同样使用最小二乘分解（Least Square QR factorization，LSQR）算法求解反演方程，在LSQR求解过程中阻尼因子和平滑权重共同约束反演结果，从而影响反演结果的稳定性和模型的泛化能力。进一步地采用L曲线方法（Hansen，OLeary，1993）来选取最佳阻尼因子和平滑权重，并保证条件数在150～200。这是因为保持条件数的数值范围较低且不太窄是很重要的，真实的条件数与使用LSQR所计算的条件数不同，可能更小（Zhang，Thurber，2007）。如图3a、b所示，最终选取的阻尼因子和平滑权重分别为500和20。采用分层加权进行反演，反演中使用了16次迭代以确保最终的结果能够达到令人满意的收敛。前8次迭代的重点放在拟合绝对数据上，而后8次迭代的重点放在到时差数据上，两组迭代均由5个速度与地震位置的联合反演和3个重定位反演组成。反演后的均方根走時残差从1.54 s降低到0.36 s。P、S波反演后的走时残差相比反演前更加集中（图3c、d），说明最终模型更加稳定，相比初始模型能更好地拟合数据。

3 结果可靠性分析

3.1 重定位结果误差分析

本文采用自举重采样法（Efron，Gong，1983；Efron，Tibshirani，1991）来评估重定位结果的不确定性。首先对到时数据进行随机重采样，然后使用与实际反演相同的策略对新的重采样数据进行反演以获得重定位结果。重复上述过程100次，将其视为地震重定位结果的误差分析。重定位结果误差的统计结果如图4所示，X和Y方向上的误差相较Z方向更小，大多数地震的定位误差小于2 km。重定位后的X、Y和Z方向上的误差中位数分别为0.33 km、0.42 km和0.98 km。

3.2 棋盘测试结果

棋盘分辨率测试（Zhao et al，1992）被广泛用来估计模型的分辨率和可靠性。首先分别向初始VP和VP/VS模型中添加±5%和±10%的扰动和来构建合成模型，由于初始VS模型是由VP模型和VP/VS模型计算得到的，因此合成的VS模型的扰动为+5.5%和-4.5%交替。然后根据合成模型，利用实际地震及台站数据，通过伪弯曲射线追踪算法（Um，Thurber，1987）生成理论的走时数据，最后使用与实际反演相同的反演策略对合成数据进行反演。图5显示了0～20 km深度内的棋盘测试结果，由图可见，VP模型的分辨率结果要好于VS模型，虽然VS模型的分辨率不算很高，但是并没有对VP/VS模型的分辨率造成太大的影响， VP/VS模型分辨率甚至要高于VS模型，这表明VP/VS模型一致性约束的双差地震层析成像算法对提高VP/VS模型可靠性是有效的。同时，图5还显示7 km和10 km深度的分辨率最高，5 km和15 km深度处的中心区域的分辨率基本恢复，0 km和20 km深度处由于射线穿过较少，分辨率相对较差。

除了棋盘测试，本文还加入了可以与其结果互补的DWS值。Thurber和Eberhart-Phillips（1999）研究表明DWS值是对每一段射线路径进行了距离加权，其反映的模型节点周围的相对射线总和比不加权的射线总和更具可靠性。Thurber等（2007）也发现当DWS＞100时，反演结果具有较高的可靠性。为了直观地表现可接受分辨率的区域，笔者在图5的棋盘测试结果和后文的圖7的速度结构结果中加入了表示DWS=100的白色实线（图5中DWS=100的白色实线包围的区域与分辨率相对较好的区域基本对应，因此本文主要讨论图7中DWS=100的白色实线所包围的区域）。

4 反演结果

4.1 重定位结果

使用TomoDDMC方法进行联合反演共得到9 683个地震的重定位结果，由图6可见，重定位后的地震分布更加集中。重定位后的2018年8月13日通海MS5.0双震的震中位置分别为（24.182°N，102.726°E）和（24.187°N，102.729°E），震源深度分别为11.01 km和8.32 km，与王光明等（2018）重定位后得到的震源深度11.08 km和9.24 km相差不大。重定位后的2021年6月10日双柏MS5.1地震的震中位置为（24.337°N，101.892°E），震源深度为12.27 km，比廖诗荣等（2021）所得到的深度更深。

由图6a可看出，研究区内地质构造复杂，主要断裂、断裂相交处以及断裂与断裂之间均密集分布地震，而这些地震分布或与已知断裂相交，或与其相平行，一些小地震组成的地震丛位于已知断裂的附近。由图6b～d可看出，研究区内的地震在0～30 km深度内均有分布，其中大部分分布于0～15 km。双柏MS5.1地震序列和通海MS5.0地震序列主要分布于15 km内。

4.2 地壳三维速度结构

图7展示了不同深度处的VP、VS和VP/VS模型的速度结构水平切片分布，同时分别投影了相邻深度层上下距离一半深度范围内的地震。由图7可以看出，研究区内地壳速度结构存在明显的横向不均匀性。

0 km深度主要表现地表地形和地质环境特征，区内异常体大多表现为条带状。研究区中部的新平—通海盆地为低VP异常，新平—建水一带显示低VS异常。通海盆地东部是面积约36 km2的杞麓湖，湖面呈NE展布，属于断层陷落湖泊。韩慕康等（1981）认为充填于盆地中的湖积物全属第四系，因此低VP异常对应该盆地下方的沉积层。大多数城市位于低速与高速异常的交界处，表明研究区复杂的地形地貌。小江断裂与曲江断裂及石屏—建水断裂相交处呈现出低VP和低VS异常。普渡河断裂与小江断裂之间主要为低速异常，与吴建平等（2013）的研究结果一致。

在5 km深度处，玉溪—石林一带为低VP和低VS异常。新平以北区域为高VP和高VS异常，小江断裂与曲江断裂交汇处为条带状高VS异常区。

在7 km深度处，小江断裂与曲江断裂交汇处变为低VP和低VS异常区，小江断裂与石屏—建水断裂交汇处表现为低VP和高VS异常，新平以北仍表现为高VP和高VS异常。

10 km和15 km深度的速度结构分布反映了研究区上地壳的结构特征。在10 km深度处，研究区的东北部表现为低VP异常，玉溪和通海位于该低速体的边缘，这与吴建平等（2013）的结果相符。重定位后的通海MS5.0地震和双柏MS5.1地震的震源深度分别为11.08 km和12.27 km，通海MS5.0地震和双柏MS5.1地震基本位于10 km深度处，高速异常与低速异常之间。小江断裂与曲江断裂及石屏—建水断裂交汇处均表现为高VP和低VS异常。在15 km深度处，研究区内低VP异常分布统一，墨江—红河—建水—蒙自处于低VP和低VS异常带内，玉溪—通海均处于低VP异常和高VS异常带内。

20 km深度层的速度结构分布反映了研究区中上地壳的结构特征。在该深度处，研究区内低VP异常分布统一，其中部的曲江断裂和石屏—建水断裂之间存在明显的低VP和VS异常条带，吴建平等（2013）研究结果显示20 km也为低VP异常。

对于VP/VS模型，在0 km深度处小江断裂与曲江断裂交汇处存在明显的低VP/VS，小江断裂与石屏—建水断裂交汇处向NW延伸至石屏—建水断裂上存在明显的高VP/VS条带。在5 km深度处，以小江断裂为界，其东边为高VP/VS区域，西边为低VP/VS区域。研究区北部存在大范围的高VP/VS，并与小江断裂以东的高VP/VS区域相连。在7 km深度处，研究区内大多区域为低VP/VS异常，小江断裂与曲江断裂交汇处和新平以北区域基本为高VP/VS区域，玉溪—通海—建水存在高VP/VS条带，该条带在10 km深度处仍然存在，并且范围有所扩大。但在10 km深度处，通海MS5.0地震位于高VP/VS异常内，双柏MS5.1地震位于低VP/VS异常内。在15 km深度处，中高VP/VS异常范围扩大，小江断裂与曲江断裂及石屏—建水断裂交汇处均表现为低VP/VS异常，小江断裂与曲江断裂交汇处主要为高、低VP/VS异常交界。在20 km深度处，研究区中部的石屏—建水断裂上的高VP/VS条带非常明显，红河断裂上主要为低VP/VS异常，小江断裂上的VP/VS值约为1.8～1.9。

根据研究区内的断裂和地震分布，笔者沿着不同位置横跨断裂给出了4条垂直剖面（图6）的速度分布结果（图8）。其中AA剖面沿着小江断裂的走向并分别穿过曲江断裂、石屏—建水断裂和红河断裂；BB剖面穿过双柏MS5.1地震和通海MS5.0地震并与曲江断裂和小江断裂相交；CC剖面大体沿着石屏—建水断裂并与AA剖面相交；DD剖面大体沿着红河断裂并与AA剖面相交（图6a）。

为了进一步分析地震活动性与速度结构之间的关系，在图8中还将沿着剖面两侧各20 km范围内重定位后的地震投影到剖面上。由图8可看出，研究区深部速度结构具有横向不均匀性，地壳具有明显的分层结构。AA剖面的10～15 km深度内存在一个位于与曲江断裂相交处的低VS（黑色虚线圈）和高VP/VS异常（白色虚线圈）区域，并且这个高VP/VS异常区似乎与浅层和更深层的高VP/VS有所连接，而通海MS5.0地震位于该区域的边缘（图8a）。BB剖面上的双柏MS5.1和通海MS5.0地震序列均位于低VP（黑色虚线圈）和低VP/VS（黑色虚线圈）带内，且在15～20 km深度范围内存在高VP/VS异常区域（图8b）。CC和DD剖面均呈现出了强烈的横向不均匀性，沿断层分布的小震较多，说明地震活动较活跃，2个剖面10～15 km深度内均存在一个较窄的低VP条带（图8c、d）。对于CC′剖面，与小江断裂交汇处表现为低VP、高VS和低VP/VS异常，5～12 km深度内有不规则形状的低VP/VS异常区域，而这个深度以下则是高VP/VS异常分布，VP/VS高低转换较明显。5～12 km深度内的低VP/VS异常对应于不是很低的VP和不是很高的VS，表明该深度范围内的岩石性质偏向脆性，但强度并不是很强，因此推测这可能是小震密集发生而大震缺乏的原因。

5 讨论

根据地震重定位结果，我们发现研究区内的地震在0～30 km深度均有分布，说明这些地震主要为构造成因。研究区内地震分布密集，已知的断裂上、断裂与断裂之间均分布有大量的地震，特别是石屏—建水断裂与红河断裂、普渡河断裂与小江断裂之间。呼楠和韩竹军（2013）发现研究区断层之间的地震密集分布，并從小震分布特征和震源机制解类型2方面分析发现这些断层系统分布相近，在向深部延伸的过程中有可能汇聚为一个断裂系统，小震在水平面上的投影并没有沿某一条断裂成线性分布，因此在地表上表现为密集分布。白志明和王椿镛（2003）发现曲江断裂、石屏—建水断裂和红河断裂均属于深大断裂构造带在近地表的分支构造。综上，我们推测小江断裂与普渡河断裂之间可能也存在类似的深部交汇关系。造成该地区断层系统之间在深部紧密联系的原因可能是这些断裂同样受青藏高原东南向挤出运动的影响。除了断裂上及断裂之间，断裂以外同样有密集地震分布，由王光明等（2018）和廖诗荣等（2021）的研究可知通海MS5.0地震和双柏MS5.1地震均发生在未知的隐伏断裂上。说明研究区内除了已知断裂，还存在未知的隐伏断裂，滇东南地区地质构造比已知情况要复杂很多。

本文研究得出红河断裂上的地震分布少于其以北的断裂，研究区内的其它断裂的地震活动性明显要强于红河断裂。历史上的红河断裂南段也罕有大震发生，而红河断裂以北的断裂却大震频发。红河断裂一般分为北段、中段和南段，每段无论在滑动速率还是断层类型上都表现出不同的特征。王君毅等（2022）基于GPS资料反演发现红河断裂带北段地表以下16 km深度为完全闭锁状态，中段地表以下8 km深度为完全闭锁状态，南段闭锁程度显著弱于北段和中段。因此推测作为川滇活动块体南边界的红河断裂南段虽然也承受着川滇活动块体向SSE向逃逸的影响，但其较弱的地震活动性可能说明红河断裂南段在该区域并不是应力加载的主要断裂，青藏高原SE向挤出运动对红河断裂南段影响较小，或者是能量发生了转移。闻学泽等（2011）认为小江断裂西盘（川滇块体）的主动向南运动被曲江—石屏断裂带以右旋走滑、逆冲变形的方式吸收与转换，从而导致红河断裂带上的地震活动性较弱。

将通海MS5.0地震和双柏MS5.1地震的重定位结果与速度结构结果相结合分析发现，重定位后的2次地震的震源深度分别为11.01和12.27 km，在10 km和15 km深度切片上，地震主要位于VP、VS高低速异常的交界处，或低速异常体的边缘，再结合垂直剖面发现这2次地震主要位于低VS和VP/VS异常体内或其边缘。通常由于VS是剪切模量的测量值，它随流体裂隙的增加而减小，流体或熔融的存在会导致VS比VP下降得更快，从而导致VP/VS较高，因此，低VS和高VP/VS表明流体裂隙增加及流体或熔融的存在。而这2次地震均位于低VP/VS异常体内，说明在地震所处深度内不存在流体或熔融，流体或熔融对地震没有直接影响（但不排除来自地壳深处的流体或熔融对其产生的影响）。同时，这2次地震介于高低速体之间还意味着其介于脆、韧性岩体之间，当能量积累到一定程度后这个位置更易发生脆性破裂，并且低速体旁边的高速异常体的存在则可能阻碍余震的发展方向。

在沿小江断裂的剖面上存在与曲江断裂交汇处的低VS和高VP/VS异常区，且沿小江断裂和曲江断裂剖面上发现15 km以下存在广泛的高VP/VS异常区，石屏—建水断裂在20 km深度处的切片上存在低VS和高VP/VS异常区。结合已有的地球化学研究成果，滇东南地区内的温泉大部分沿小江断裂带出露，尤其在小江断裂、曲江断裂及石屏—建水断裂的交汇处形成集中出露。且小江断裂上的温泉水温普遍较高，说明其切割深度较深和热水循环深度大（王云等，2014），表明这3条断裂具备地热流体的存在条件。王云等（2014）对温泉溶解或溢出CO2的碳同位素和氦同位素的研究发现小江断裂带南段的壳幔连通程度较低，地壳闭合程度较高。由此可以推测小江断裂、曲江断裂和石屏—建水断裂下方存在的高VP/VS异常体可能是地热流体而非熔融物质。除了已知断裂，研究区内存在可作为流体通道的未知的隐伏断层或裂缝，来自地壳深处的流体持续积累会增加周围的孔隙压力，如果断层刚好处于闭锁状态，就会削弱闭锁体，从而降低断层破裂的构造应力阈值而加速地震的孕育过程（Sun et al，2022）。而小江断裂带在该区域与曲江断裂和石屏—建水断裂相交位置已表现出强闭锁现象（王君毅等，2022），因此未来应该注意地热流体对小江断裂、曲江断裂和石屏—建水断裂的影响。

6 结论

本文利用VP/VS模型一致性约束的双差层析成像方法反演了2008—2021年的滇东南地区的地震走时数据，得到了滇东南弧形构造区的地壳三维VP、VS和VP/VS速度模型及地震重定位结果，得出研究区地震活动性特征和速度结构特征如下：

（1）在地面上不相交的断层在深部交汇为一个断层系统可能是造成断层与断层之间密集小震分布的原因。断层以外也存在密集地震分布，表明除了已知的断裂构造，可能还存在未知的、具有风险的断层和裂缝。红河断裂带南段地震活动性低，说明其并不是该地区内应力加载的主要断裂。

（2）通海MS5.0地震和双柏MS5.1地震主要位于VP，VS高、低速异常交界处或低速异常体的边缘，以及低VP/VS异常体内，表明流体和熔融对这2个地震的发生没有直接影响（但不排除来自地壳深处的流体或熔融对其产生的影响）。同时，这2次地震震中介于高低速体之间，更易发生破裂，这有可能是其发生的原因。

（3）小江断裂、曲江断裂和石屏—建水断裂下方存在高VP/VS异常体可能与地热流体有关。研究区内存在的未知断裂可作为深部地热流体的通道，地热流体的积累可能会削弱闭锁体而加速地震孕育过程。小江断裂与曲江断裂和石屏—建水断裂相交处已表现为强闭锁，因此应注意地热流体可能会对该相交区域产生的削弱作用。

本文主要圖件由GMT软件绘制而成，TomoDDMC软件包由中国科学技术大学张海江教授提供，在此表示感谢。

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Characteristics of 3D Velocity Structure in the ArcuateTectonic Belt of Southeastern Yunnan

CAO Ying1，FU Hong1，QIAN Jiawei2

（1.Yunnan Earthquake Agency，Kunming 650224，Yunnan，China）

（2.School of Earth and Space Sciences，University of Science and Technology of China，Hefei 230026，Anhui，China）

Abstract

This paper used the seismic travel-time data from January 2008 to December 2021 recorded by the Yunnan Seismic Network，and adopted a new TomoDDMC method that can improve the resolution and reliability of the VP/VS model to obtain the three-dimensional crustal VP，VS and VP/VS models，as well as the seismic relocation results in southeastern Yunnan.The results show that the 2018 Tonghai MS5.0 earthquake and the 2021 Shuangbai MS5.1 earthquake occurring in the study area are mainly located at the junction of the areas with high- and low-velocity anomalies，or at the edge of the area with low-velocity but low VP/VS anomaly.It is possible that the fluid or melting material within the depth range of these two earthquakes has no direct effect on the occurrence of them，but because they are between brittle and ductile rock mass，brittle fracture easily occurs when the energy is accumulated to a certain level.We also find that there are high VP/VS anomalies under the Xiaojiang fault，the Qujiang fault and the Shiping-Jianshui fault.By the help of the geochemical study of hot springs，we speculate that the high VP/VS anomaly bodies are geothermal fluid rather than molten material.The existence of geothermal fluid may weaken the locking body at the intersection of the Xiaojiang fault，the Qujiang fault and the Shiping-Jianshui fault，which has shown strong locking，so as to reduce the tectonic stress threshold of fault failure.Therefore，the influence of geothermal fluid on the Xiaojiang fault，the Qujiang fault and the Shiping-Jianshui fault deserves special attention.

Keywords：southeastern Yunnan；arcuate tectonic belt；3D crustal velocity structure；VP/VS

收稿日期：2022-06-14.

基金項目：云南省地震局科技专项（2020ZX04）.

第一作者简介：曹 颖（1988-），高级工程师，主要从事地震监测工作和地震层析成像研究.E-mail：976242105@qq.com.

曹颖，付虹，钱佳威.2023.滇东南弧形构造区三维速度结构特征［J］.地震研究，46（2）：245-260，doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2023.0024.