引言

龙陵—澜沧断裂带是位于滇西南地区的一条第四纪新生地震断裂带(徐锡伟，何昌荣，1996； 虢顺民等，1999)，是构成青藏高原东南缘滇缅活动地块的重要边界断裂. 该断裂带将滇缅活动地块分割为滇西和滇南两个次级活动地块(张培震等，2003)． 该断裂带地震活动非常活跃，20世纪以来先后发生了1941年5月耿马M_S7.0、 1941年12月勐遮M_S7.0、 1950年2月打洛M_S7.0、 1976年5月龙陵M_S7.3和M_S7.4、 1988年11月耿马M_S7.2和澜沧M_S7.6等地震(俞维贤等，1991; 周瑞琦等，1998)． 自1988年以来，该断裂带总体处于大震平静期，仅发生过10余次中强地震． 但是，近几年该区域周围接连发生了2008年盈江M_S5.9、 2011年盈江M_S5.8、 2014年盈江M_S5.6和M_S6.1以及景谷M_S6.6等中强地震，地震活动呈明显增强趋势(房立华等，2011； 邓菲，刘杰，2014； 赵旭等，2014)，因此该断裂带未来10年时间尺度的地震危险性值得关注．

作为一条活动地块的边界断裂带，龙陵—澜沧断裂带具有控制强震孕育和发生的构造条件(张培震等，2003； 张国民等，2005)，是研究大陆强震活动规律的天然场所(马宏生等，2006)，也是未来地震危险性需要着重关注的地区． 石绍先等(1999)利用自相关函数方法，发现澜沧—耿马地震带存在47年的大震复发周期； 虢顺民等(2002)根据历史地震、 古地震、 断裂几何形态等参数，预测龙陵—澜沧断裂带存在9个地震危险区． 但由于受当时活动断裂定量参数和相关观测数据不完备和不确定性等因素的影响，上述研究结果的可靠性较低，亟需对其进行修订和补充．

随着近年来对龙陵—澜沧断裂带新活动性特征的深入研究(杜义等，2012； 刘兴旺等，2013； 方良好等， 2013，2015a，b； 何文贵等，2015)，研究人员获得了该断裂带较为可靠的几何展布、 破裂分段、 滑动速率、 大震离逝时间等活动性参数．

本文将基于龙陵—澜沧断裂带的最新研究成果，采用震级-频度关系(Gutenberg，Richter，1945)中的b值图像扫描方法(Wiemer，Wyss，1997)，计算1988年以来该断裂带上的b值空间分布图像，圈划出高应力累积区； 并结合该地区构造活动特征以及历史大震和现今小震的时空分布等，判别可能存在的地震空区、 空段，从而综合分析判定该断裂带上的地震危险区，为确定未来大震重点监测区提供参考．

1.   主要活动断裂的晚第四纪活动特征

龙陵—澜沧断裂带沿腾冲、 龙陵、 耿马、 澜沧、 勐海一线展布，长约500 km，总体走向为NW20°—25°． 该地震断裂带由多条不连续的活动断裂组成，其中新生的NNW向右旋走滑断裂切割了先期的NE向左旋走滑断裂，形成一组共轭剪切构造带，运动性质为右旋拉张． 该地区主要断裂和地震分布如图 1所示．

图  1  龙陵—澜沧断裂带地区的主要历史大震、 断裂分布及第一类地震空区识别图  历史地震资料主要参考陈立德和赵维城(1979)、 俞维贤等(1991)、 周瑞琦等(1998)、 M7专项工作组(2012)及 谢虹等(2014)等文献． F₁: 汗母坝—澜沧断裂； F₂: 黑河断裂； F₃: 孟连断裂； F₄: 打洛断裂； F₅: 南汀河 断裂西支； F₆: 南汀河断裂东支； F₇: 龙陵—瑞丽断裂； F₈: 大盈江断裂； F₉: 畹町—安定断裂

Figure  1.  Distribution of historical strong earthquakes, tectonic settings and the first type of seismic gaps along Longling-Lancang fault zone Historical earthquakes are referred to Chen and Zhao(1979), Yu et al,(1991), Zhou et al,(1998), Working Group of M7(2012), and Xie et al,(2014). F₁: Hanmuba-Lancang fault; F₂: Heihe fault; F₃: Menglian fault; F₄: Daluo fault; F₅: Western Nantinghe fault; F₆: Eastern Nantinghe fault; F₇: Longling-Ruili fault; F₈: Dayingjiang fault; F₉: Wanding-Anding fault

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近年来研究人员对滇西南龙陵—澜沧断裂带的主干活动断裂展开了新的研究工作，得到了各断裂的基本特征和活动性参数，现分述如下：

汗母坝—澜沧断裂(F₁). 该断裂北起耿马一带，向南经澜沧延伸至西双版纳一带，长约180 km，走向为NNW． 已有研究(王辉等，1991； 俞维贤等，1991； 周瑞琦等，1998)认为，该断裂最新活动性较为强烈，以右旋走滑为主，其晚第四纪以来的右旋走滑速率约为5 mm/a(闻学泽，易桂喜， 2003，刘兴旺等，2013)，其北段(汗母坝段)为1988年耿马M_S7.2地震的发震断裂，南段(澜沧段)为1988年澜沧M_S7.6地震的发震断裂之一．

黑河断裂(F₂). 该断裂西起沧源附近，向SE经过木戛、 战马坡、 三道河一线，东南端止于澜沧江断裂附近，全长约168 km，以右旋走滑为主，走向为280°—310°，倾向为SW或NE，倾角为60°—75°． 方良好等(2013)认为，该断裂具有分段活动特征，可划分为西、 中、 东等3段，全新世以来其右旋走滑速率为3.6—4.0 mm/a． 其中，断裂西段保存了一条长约12 km、 距今(1400±30)—(1714±49)a的古地震形变带，主要为低矮的断层陡坎和纹沟等，右旋0.5—2 m(方良好等，2015a)； 断裂中段为1988年澜沧M_S7.6地震的发震断裂之一，部分地带仍有地震破裂带形迹； 断裂东段在全新世晚期有过活动，最晚离逝时间介于距今(1290±30)a与(550±30)a之间(方良好等，2015b)．

孟连断裂(F₃). 该断裂从缅甸境内延伸至我国境内，穿过孟连，止于澜沧一带，长约100 km，走向为ENE. 该断裂晚第四纪活动较强烈，以左旋走滑为主，兼具倾滑特征，1995年该断裂在缅甸境内发生M_S7.3地震(图 1)． 断层活动的地貌特征以线性断层谷地、 断层沟槽和断层垭口地貌为主，冲沟和阶地的水平位移明显． 最新古地震研究(何文贵等，2015)显示该断裂自晚第四纪以来活动较为强烈，距今5000年内在孟连附近发生过3次古地震事件，最近一次古地震事件发生在距今(1860±30)—(1090±30)a．

打洛断裂(F₄). 该断裂在卫星影像上的线性特征非常清楚． 与孟连断裂一样，其西南端也起始于缅甸境内，向NE方向延伸至景洪止，全长约150 km(李志祥等，2008)． 中国地壳运动观测网络的GPS数据显示，该断裂现今左旋走滑速率约为(7.3±2.6)mm/a(王阎昭等，2008)． 1950年在中缅边境处曾发生M7.0地震(图 1)．

南汀河断裂(F₅，F₆). 该断裂分为东、 西两支，走向约为NE40°，西支断裂较东支断裂活动强烈，且西支断裂是1941年耿马M_S7.0地震的发震断裂，在地表产生了长约5—6 km、 宽约0.1—0.2 km的地震破裂带. 该断裂以左旋走滑为主，晚第四纪以来的走滑速率约为2.7 mm/a(徐锡伟等，2003)，而现今GPS速度场显示其左旋走滑速率约为(4.3±1.6)mm/a(王阎昭等，2008)．

龙陵—瑞丽断裂(F₇). 该断裂呈SW--NE向展布，倾向沿走向有变化，向NE方向经遮放、 芒市盆地、 龙陵盆地，止于镇安盆地，在我国境内延伸约170 km(杜义等，2012)． 该断裂具有多期活动，早期以挤压为主，现今以水平左旋运动为主，是一条继承性活动断裂． 该断裂可能是1976年M_S7.3地震的发震断裂(陈立德，赵维城，1979)． 黄学猛等(2010)和杜义等(2012)研究表明，该断裂全新世以来的水平走滑速率为1.8—3.0 mm/a，垂直滑动速率为0.5 mm/a，古地震探槽也揭示其全新世以来有过活动．

大盈江断裂(F₈). 该断裂位于中缅交界处，北自梁河以北，向SW方向至缅甸八莫附近，全长约135 km． 该断裂总体走向为NE50°，倾向为NW，倾角约为70°． 该断裂控制盈江、 梁河断陷盆地的发育，断裂沿线河流阶地被左旋位错，伴随着一系列断层崖、 断层三角面和断层沟槽，以左旋走滑运动为主，晚第四纪以来的滑动速率为1.2—2.5 mm/a(安晓文等，2009； 常祖峰等，2011)． 古地震探槽结果显示，该断裂晚更新世以来有过活动，大盈江段距今2千年左右和7千年左右发生过地震(谢冰晶，2014)． 近年来曾发生多次中强地震，如2008年盈江M_S5.9，2011年盈江M_S5.8，2014年盈江M_S5.6和M_S6.1等地震(房立华等，2011； 邓菲，刘杰，2014； 赵旭等，2014)．

畹町断裂(F₉). 该断裂西起瑞丽盆地东北缘，空间上向东沿畹町河呈弧形展布，走向发生变化，全长约170 km． 常祖峰等(2012)根据被畹町断裂断错的地貌面和相关地貌变形特征发现，该断裂在晚更新世以来有过活动，并以左旋走滑为主，晚第四纪滑动速率为1.7—2.2 mm/a．

2.   方法与数据处理

2.1   b值计算方法

相关实验和震例研究结果表明，震级-频度关系(Gutenberg，Richter，1945)中的b值与岩石应力积累水平成反比关系，是用于圈定高应力区的一个重要参数(Wiemer，Wyss，1997; 易桂喜等， 2004a，b，2005，2006，2008，2013，2014; 易桂喜，闻学泽，2007; Görgün，2013)，而且活动构造区的应力水平又直接与未来的地震危险性息息相关． 因此，利用b值评估活动构造区的地震危险性具有良好的理论基础和成功的实践经验．

式中，M为震级，N为一定时间段内发生M≥M_c(最小完整性震级)的地震次数，a和b为经验常数．

b值计算通常有两种方法，即最小二乘法和最大似然法(Aki，1965； Utsu，1965; Bender，1983; Woessner，Wiemer，2005)． 基于对比研究，采用最大似然法得出的结果较最小二乘法更为可信(Bender，1983)． 因此，本文采用最大似然法计算研究区的b值，其表达式为

式中： M为平均震级； M_min=M_c-0.05，M_c为最小完整性震级.

为评估b值分析结果的可靠性，须计算b值的误差． 此处采用Shi和Bolt(1982)给出的b值误差估计方法，其表达式为

式中，M_i为第i次地震的震级，N为地震总数．

本文首先以0.1°×0.1°空间间隔对研究区进行网格划分，以网格节点为圆心、 20 km为半径的圆进行地震样本扫描，统计每个圆内的样本量并利用其进行b值计算． 若样本量不满足要求，则将圆半径增加为30 km，再次进行样本扫描，若样本量仍然达不到要求，则此节点的b值无法计算． 然后对所有节点的b值数据进行空间插值，绘成沿断裂空间分布的b值等值线图．

计算b值所需的地震样本量最低不应少于50个(Wiemer，Wyss，2002)． 而最小完整性震级M_c是拟合震级-频度曲线的最小震级，限于地震台站的监测能力，震级-频度关系往往出现拐点现象，而拐点通常被作为最小完整性震级． 在计算b值之前，需对每个节点的最小完整性震级进行统计． 本文采用最大曲率法(Wiemer，Wyss，2000; Woessner，Wiemer，2005)统计最小完整性震级M_c(邵延秀等，2011)．

2.2   地震空区理论

为了更合理地限定未来的地震危险区，本文采用地震空区理论(Inouye，1965； Mogi，1979)识别大震空区． 地震空区分为两类： 第一类为地震带或大型活动构造带上已较长时期未发生大地震的段落，积累了相对高的应力应变，可能是未来大地震发生的危险段落； 第二类为大地震发生之前，潜在发震区及其周围的小地震活动相对平静区域，而其外围的地震活动可能会呈增加趋势(Mogi，1979)． 2001年11月14日昆仑山口西M_S8.1地震、 2010年4月14日青海玉树M_S7.1地震和2014年4月1日的智利M_S8.2地震等均发生在地震空区中(M7专项工作组，2012； Witze，2014)． Wen等(2008)根据地震空区理论识别出川西地区安宁河第一类和第二类空区范围，并将其作为中长期强震或大地震潜势的主要判据．

2.3   小震数据选取

为避免1988年澜沧-耿马两次M_S≥7.0地震及余震的影响，本文计算中剔除了1988年11月前后一年内的地震目录，另外还去除了M_S≥5.0地震，以消除高震级对b值计算的影响(易桂喜等，2008)． 因此，本文计算b值所选取的地震资料为1990年1月—2010年12月M_S<5.0的小震数据，之后采用双差定位方法对地震进行重定位． 对于部分地震限于震相资料不足，不能对其进行双差定位，则采用原始目录进行b值计算. 图 2给出了重定位小震的震中和第二类地震空区的分布．

图  2  龙陵—澜沧地震带1990—2010年精定位小震(M_S＜5.0)的震中分布和第二类地震空区识别图(断裂名称同图 1)

Figure  2.  Relocation of small earthquakes(M_S<5.0)along Longling-Lancang fault zone from 1990 to 2010， and the second type of seismic gaps. Faults name is as same as Fig. 1

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3.   结果

研究区的b值空间图像与地震空区分布具有较好的一致性． 通过对研究区地震目录的扫描计算，得到研究区最小完整性震级M_c的分布，如图 3a所示． 可以看出，M_c平均值为2.3. 该值与苏有锦等(2003)给出的滇西南自1982年以来的最小完整性震级2.5存在0.2的差值，这与所采用的方法不同有关，且0.2的差值对b值结果影响不大． 研究区整体的b值平均值为0.9，误差为0.09，说明龙陵—澜沧断裂带整体活动水平较高． 另外根据地震空区的定义，本文在滇西南地区识别出6处第一类地震空区和6处第二类地震空区，分别如图 1和图 2所示．

图  3  龙陵—澜沧地震带最小完整性震级M_c统计(a)和b值误差与地震数目的关系(b)

Figure  3.  (a)Statistic result of minimum completeness magnitude M_c along Longling-Lancang fault zone; (b)The relationship between errors of b value and the number of earthquakes

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图 4a和4b分别给出了龙陵—澜沧地震带b值空间扫描结果和b值误差估计结果． 可以看出，对部分地区而言，越靠近b值图像的边缘，b值误差越大． 虽然b值扫描过程中边缘区的地震次数会相对较少，但上述现象说明b值误差并不与地震次数成直接的线性关系． 图 3b的统计结果也反映了这一点，即地震数目大于100时，b值误差基本落在0.1以内．

图  4  龙陵—澜沧断裂带b值空间扫描结果(a)和b值误差估计结果(b)(断裂名称同图 1)

Figure  4.  b value(a) and its st and ard error estimation(b)along Longling-Lancang fault zone. Faults name is as same as Fig. 1

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从图 4a可以看出，较低b值区(b=0.7-0.9)主要集中在龙陵—瑞丽断裂和汗母坝—澜沧断裂上，其中汗母坝—澜沧断裂与条带状分布的低b值和b值误差在走向上或空间位置上符合得很好，表明该断裂的活动水平在空间上较为均匀．

龙陵—瑞丽断裂位于滇西地震区(闻学泽，易桂喜，2003)，其全新世以来的滑动速率(黄学猛等，2010)及现今GPS速率(王阎昭等，2008)研究表明，该断裂全新世较为活跃，且其最新活动导致了1976年龙陵两次M_S>7.0地震． 杜义等(2012)通过震级-破裂长度关系和概率模型，估算龙陵—瑞丽断裂未来50年时间尺度上发震概率仅为1.82%，发生M7.0以上地震似乎不太可能，但该研究仅讨论了龙陵—瑞丽断裂，并未涉及其周围的其它断裂． 实际上，龙陵—瑞丽断裂及其附近的断裂应作为一个断裂系统来看待，它们共同构成滇西地震区的发震构造. 某一条断裂的活动性参数并不能完全满足对整个地震区未来地震危险性评估的要求，而且单个断裂的活动性参数并不完整，可靠性也不高． 另外，自1976年龙陵两次M_S>7.0地震发生距今已近40年，低b值标示该地区应力已积累到一定程度． 因此，该断裂带在未来10年时间尺度上很有可能会发生中强地震．

右旋走滑的汗母坝—澜沧断裂、 黑河断裂与左旋走滑的南汀河断裂、 孟连断裂和打洛断裂组成了滇西南地震区(闻学泽，易桂喜，2003). 自1941年以来，该地震区已发生4次M_S>7.0及5次M_S=6.0-7.0地震． 近年来对该地震区内活动断裂的研究显示，晚第四纪以来汗母坝—澜沧断裂的走滑速率、 全新世以来黑河断裂的滑动速率以及南汀河断裂和打洛断裂现今GPS速率均较高，约为4—7 mm/a(闻学泽，易桂喜，2003； 王阎昭等，2008； 方良好等，2013)． 这些研究结果均表明滇西南地震区的地震活动较为强烈，该地区广泛分布的低b值区(图 4)也印证了这一点．

如上所述，永德—澜沧带状b值区与汗母坝—澜沧断裂基本重合，且在不同走向断裂的交汇区，低b值范围增大． 这似乎暗示着断裂交汇区更易于应力积累． 值得注意的是，滇西南地震区内发生的1941年耿马M_S7.0地震和1988年澜沧两次M_S>7.0地震基本上都落在断裂交汇区范围内(图 1)． 虢顺民等(2002)根据破裂分段的障碍体、 历史地震和古地震资料及构造能释放值等分析也认为，永德地区和澜沧地区分别位于未来的大震和中强震危险区； 郝明等(2013)根据近年来多期精密水准观测数据给出的地壳垂直运动速度场指出，永德地区正处于快速隆升状态，可能是未来强震危险区. 本文给出的b值图像与上述两种研究结果基本一致．

对于孟连断裂，其西段在1995年曾发生M_S7.3地震，其东段与汗母坝—澜沧断裂相接，并受该断裂上曾发生的1941年和1988年强震的影响(图 1)，在断裂中东部形成第一类大震空区； b值图像(图 4a)也显示该断裂的中西部存在较低b值区，而中东部近年来的小震分布较为稀疏，其两侧却非常密集(图 2)，意味着可能该区域正孕育着第二类大震空区. 另外，在孟连附近的古地震研究表明，该断裂中东段最近一次地震事件距今(1860±30)—(1090±30)a，其离逝时间已接近大震复发间隔(何文贵等，2015)． 上述证据均表明孟连断裂中东段存在着高应变积累区．

带状低b值区说明自1988年以来，在滇西南地震区，尤其是汗母坝—澜沧断裂，其应力积累已达到较高水平． 刘方斌等(2015)根据黏弹性松弛效应(万永革等，2008)通过计算1976年龙陵两次M_S>7.0地震和1988年澜沧-耿马两次M_S>7.0地震的黏弹性库仑应力变化，给出了滇西南地区现今的库仑应力调整图像． 由该图像可以看出，龙陵、 镇安、 瑞丽、 永德-耿马、 澜沧-勐海以及孟连西南地区的库仑应力均呈增加趋势，也就是说，1988年以来，该地区的构造应力一直在不断地累积，这与本文b值图像(图 4)给出的结果基本一致．

综上，本文认为在未来10年尺度范围内，在龙陵—澜沧断裂带上，特别是在其与南汀河断裂、 孟连断裂、 黑河断裂交汇的永德、 沧源、 澜沧等地区，以及孟连断裂的中东段是未来中强地震最可能发生的地段．

4.   讨论与结论

本文首次通过b值图像扫描方法，对龙陵—澜沧断裂带上精定位的地震目录进行扫描计算，得出该断裂带上的b值空间分布图像. 在此基础上，结合近年来该地区的地震地质资料，识别出多处地震空区，并与滇西南地区现今黏弹性库仑应力变化图像比对，认为龙陵、 永德、 沧源、 澜沧以及孟连断裂的中东段发生中、 强地震的可能性很大．

本文的研究结果虽与前人的相关研究结果具有一定差异，但是我们结合了现今的地震活动性、 晚第四纪以来活动断裂的活动强度和古地震的最新研究成果，从不同时间尺度综合分析了龙陵—澜沧断裂带整体的未来危险水平，故更具有可信性．

由于本文所使用的精定位地震目录未能涵盖整个研究区，在部分地区分布较为稀疏，使得这些地区未能得到有效的b值，在一定程度上影响了地震危险性评价的准确性． 在今后的进一步研究中，有必要搜集更多的地震数据，采用其它更为有效的方法，对该地区的地震危险性给出更为合理的评价．

感谢云南省地震局付虹研究员提供研究区的精定位地震目录，以及四川省地震局易桂喜研究员对本文提出宝贵的修改意见.