2025年3月28日,在约1200公里长的实皆断裂上发生了缅甸7.9级地震,地震破裂长度达400多公里,填补了先前地震未曾破裂的地震空区(Hurukawa & Maung, 2011)(图1)。此次地震震中距离我国仅约300公里,地震造成的地壳应力变化会对我国滇西南地区的断层产生何种影响,值得密切关注。地震发生后,国家自然灾害防治研究院构造应力场与动力学数值模拟研究团队,基于持续更新维护的“中国大陆地壳应力环境基础数据库”,开展缅甸7.9级地震构造力学环境分析;在前期构建的粘弹性介质模型和断层模型基础上(Li et al.,2020),快速收集缅甸7.9级地震同震破裂模型(https://earthquake.usgs.gov/earthquakes),并基于粘弹性分层模型(Wang et al.,2006),产出滇西南地区10条主要活动断层的应力变化,以期为认识此次地震发生机制及分析滇西南地区强震危险性提供动力学依据。
图1 缅甸及邻区构造背景与历史强震分布(据Li et al., 2020修改)
1、缅甸7.9级地震发生的构造力学环境
基于震中周边应力数据、考虑数据质量及距离加权(Hu et al., 2017)的应力场分析结果表明(图2),缅甸7.9级地震震源区构造应力场表现为最大主应力沿北东-南西向到北北东-南南西向的挤压状态,且具有较强的空间非均匀性,最大主应力方向可能在150公里跨度内就会发生明显偏转。根据区域应力场结果的力学计算表明,在南北走向、且东倾的断层上,易发生右旋走滑型地震。国内外机构后续发布的缅甸7.9级地震震源机制与震源区构造力学特征高度吻合,表明此次地震为符合区域构造力学环境的构造地震。
图2 缅甸7.9级地震周边构造应力场图
2、滇西南地区主要活动断层应力调整过程初步分析
从缅甸7.9级地震引起的断层同震库仑应力变化来看(图3),龙陵-澜沧断裂带、南汀河断裂带、孟连断裂带等、黑河断裂带和红河断裂带等经历了显著的应力加载过程,同震最大库仑应力变化达4000 Pa。进一步考虑来自中下地壳和上地幔的粘弹性松弛效应的影响,震后粘弹性松弛效应产生的应力变化模式与同震模式基本一致(图4),使得同震表现为应力增加的断裂带震后应力水平持续升高,且震后10年粘弹性松弛效应引起的的断层面应力变化与同震效应产生的应力变化量值相当。
图3 缅甸地震引起的滇西南地区主要断层同震库仑应力变化(摩擦系数取0.4)
图4 震后粘弹性松弛效应引起的断层面库仑应力变化
根据库仑破裂准则,摩擦系数的选取会影响断层面上库仑应力变化的稳定性,甚至会导致应力变化的极性反转。为此,我们进一步给出断层面上正应力变化与剪应力变化分量。从图5可以看出,缅甸7.9级地震的发生使得滇西南地区主要活动断层经历张性动力过程,从而表现为断层面上显著的同震张性正应力变化。而对于剪应力变化而言,瑞丽-龙陵断裂带、大盈江断裂带与澜沧断裂带上同震剪应力变化的量值略高于同震正应力变化,因此在有效摩擦系数变化的范围内(0~1),有效摩擦系数的增加会增大有效正应力在库仑应力变化中的贡献,不会影响断层面上库仑应力变化的极性。
图5 滇西南地区主要断层面上同震正应力与剪应力分量变化
综上分析,缅甸7.9级地震受北东-南西向挤压应力环境的控制,表现为右旋走滑为主的运动;缅甸7.9级地震发生后,需持续关注滇西南地区龙陵-澜沧断裂带、南汀河断裂带、孟连断裂带、黑河断裂带和红河断裂带等断裂的地震危险性。
缅甸7.9级地震发生后,我们第一时间收集国内外相关资料,快速给出上述初步研究结果。(供稿人:李玉江 研究员;胡幸平 副研究员;李宏 研究员)