一、研究目的、必要性和需求分析

目的：建立青藏高原东南缘更为完备的综合震源机制解数据库，反演高分辨率地壳应力场，为理解强震孕育机制和地震危险性评估提供精细应力场约束。

必要性：震源机制解数据是地壳应力场反演、三维断层建模等研究的关键基础数据；高分辨率的精细地壳应力场理解活动地块与发震断层之间应力传递与变形机制的重要依据。

需求分析：目前针对青藏高原东南缘的地壳应力场研究在大尺度上普遍存在震源机制解数据不足或分布不均的现象，导致应力场结果分辨率较低，部分地区出现明显的应力空区或较大的误差范围；在小尺度高分辨率研究中，部分关键构造带如东构造结收缩构造与走滑构造转换区（怒江断裂带中部和金沙江断裂等区域附近）的应力场特征仍存在显著偏差和学术争议，因此需建立更完整、高质量的数据集，以支持精细应力场建模与地震动力学研究。

二、预期指标和技术路线

预期指标：汇编构建青藏高原东南缘综合震源机制解数据库、0.2°×0.2°精细地壳应力场。

技术路线：收集整合已有震源机制解数据资料，通过重复事件去重、异常事件复核及地震目录比对查漏补缺等，建立震源机制解综合数据库；基于建立的数据库，采用阻尼应力反演方法计算得到区域地壳相对应力场。

三、数据来源

（1）区域地震目录；

（2）初始震源机制解（来源详见表1）；

（3）区域地震波形数据（中国地震科学数据中心，http://esdc.ac.cn/）。

表1 初始震源机制解数据来源

四、数据库及区域地壳应力场构建关键技术方法

（1）CAP波形反演：基于波形拟合的震源机制反演技术，通过分离处理体波和面波信号，充分利用了波形信息，有效降低了地壳速度结构横向不均匀性带来的误差，采用差异加权策略平衡Pnl波和面波的贡献，避免了大振幅面波主导反演结果，同时引入距离权重因子优化了台站空间分布的均衡性。该方法反演中强地震震源机制解的精度较高。

（2）Kagan角计算：基于震源机制解P、T、B轴空间取向差异的空间旋转角计算方法，能有效表征同一地震不同来源机制解间的差异大小；

（3）震源机制中心解计算：以各不同来源的机制解作为初始解，通过迭代计算寻找使目标函数（即所有解与中心解之间Kagan角平方和）最小的最优解，该中心解能够有效表征多个反演结果的整体特征，为不同方法得到的震源机制解提供了一个参考基准（为重复事件选择参考解）。需要注意的是，尽管中心解能够有效的减小与各原始输入解之间的差异，对表征各不同解之间的“共解”有一定的参考意义，其结果可靠性仍然需要进一步采用更科学严谨的方法进行一一验证确定（后续考虑参考郭畅等（2025）的方法，基于高分辨率三维速度模型（SWChinaCVM-2.0）和地形起伏的谱元法，重新计算格林函数库，并进行波形反演）。基于审慎性原则同时为保障应力场反演结果质量，考虑到去除中心解后各网格仍然具有相对足够多的机制解参与反演，因此本研究在后续进行应力场反演时去除了这部分中心解。同时在最终数据库中仍然保留了所计算中心解（附件3）。

（4）阻尼应力反演方法：阻尼应力反演基于传统的线性反演方法，通过引入阻尼因子，最小化相邻网格点间应力张量分量的差异，在保持数据驱动的应力场空间变化特征的同时，能显著提高反演结果的平滑性和连续性，同时有效降低应力方向估计的不确定性。该技术是区域应力场研究的标准方法之一，被广泛应用于区域应力场反演。本研究应力场反演的置信度水平设置为95%，并通过1000次bootstrap重采样方法估计应力结果的不确定性。对比测试网格内震源机制解数量最小值分别设置为1和3的方案的结果显示，在机制解数量≥3的网格点上，两种方案的反演结果高度一致。为最大程度地保证应力场空间分布的完整性，最终结果及后续讨论分析均基于网格内震源机制解数量最小值设置为1的反演结果呈现。

（5）区域网格划分及搜索机制解：基于震源机制解的区域应力场反演，目前普遍是通过区域网格划分的方式反演。本研究采用阻尼应力反演方法对研究区的构造应力场进行系统反演，在反演策略上：1）对研究区整体（88°E-108°E，20°N-36°N）采用1°×1°的大尺度网格进行区域应力场特征分析；2）对重点关注的川滇块体及周边区域（96°E-108°E，20°N-36°N）则采用0.2°×0.2°的高分辨率网格进行精细反演。

在数据选取方面，我们在保证最小网格重叠的前提下搜索得到各网格点尽可能多的震源机制解参与反演（式4-1，图1）。

                                                               X²+Y²=R²                            （4-1）                                                                                             

其中X、Y分别为经、纬度方向上为相邻两网格点间的距离，R表示格点搜索机制解半径，本研究在进行应力场反演时网格划分采取了经纬度上的均分（即X=Y），因此每个格点的搜索半径即为

图1 网格搜索机制解范围。红色实心圆点表示各网格点中心，红色圆环代表搜索机制解的范围，X、Y分别表示经、纬度方向相邻网格中心间距，R为搜索半径。

需要说明的是，关于精细网格的尺度，本研究并非直接选定0.2°，而是系统性地测试了多种分辨率（0.5°、0.3°、0.2°和0.1°）网格在青藏高原东南缘应力场反演中的效果。选择依据如下：青藏高原东南缘已有的应力场研究（如Zhao等，2013采用约0.6°×0.4°网格，287个机制解；Tian等，2019采用0.3°网格，707个机制解）表明，0.3°至0.5°是适用于该区域且数据可支撑的尺度。本研究拥有显著更多的震源机制解数据（>8000个），这为采用更高的空间分辨率提供了可能性。对0.1°网格测试表明此分辨率过于精细，大部分网格内可用机制解数量不足，导致反演结果可靠性低，并产生大量空区（即无可靠结果区域），使整体应力场图像碎片化，无法满足分析需求。因此，最终选择0.2°来实现分辨率与数据支撑的较好平衡。关于粗网格的尺度选择，本研究的目标之一是将重点关注的青藏高原东南缘置于更广阔的构造背景中（青藏高原区域大背景中；研究区范围：88°E-108°E，20°N-36°N），以宏观视角分析青藏高原东南缘在印度-欧亚板块碰撞挤压下的应力响应特征。在如此大范围的研究区，采用1°网格划分是合理且常见的做法，它能有效刻画大尺度的应力场格局。因此，综合数据支撑、反演效果、科学目标等多方面因素，本研究最终确定采用1°网格进行区域大尺度应力场反演，采用0.2°网格进行重点区域（川滇块体及周边）的精细尺度应力场反演。

其次，对于通过划分网格反演区域应力场，如果网格跨了不同断层或者活动块体，地震的震源性质可能会有较大的差异，进而震源机制会反映出较大的变化范围，由这些地震反演得到应力场，可能是一个平均的应力特征，与真实的应力环境可能相差较大，因此，如何进行合理的分网，选取合适的地震事件，对应力场反演非常重要。青藏高原东南缘断层复杂，在计算应力场时进行分网，很有可能分网跨了断层两侧，或者多条断层。而本研究在网格划分时主要基于区域尺度特征进行均匀划分（1°×1°、0.2°×0.2°），对于该均匀网格划分方式，具体考虑如下：青藏高原东南缘主要活动块体的尺度通常为数百公里，而其内部次级断裂间距多为数十公里，因而该网格尺度在多数情况下小于或接近于次级构造单元的尺度，网格跨越主要断裂的概率较低。此外，本研究关注的是区域尺度（96°–108°E，20°–36°N）应力场的宏观特征，而非针对单一断裂带的精细应力分布。在此研究层级下，均匀网格反演仍能较好反映区域应力场的总体格局。为验证网格跨断层的潜在影响，本研究在研究区两条大型块体边界断裂（鲜水河断裂、丽江–小金河断裂）周缘进行了测试：在原有网格划分的基础上，去除距离断裂5km以内的机制解，重新反演应力场并与原结果对比（图2）。结果显示，重新计算的应力方向与原结果高度一致，说明网格边界效应及跨断层平均化并未显著影响应力场主导特征。尽管如此，对于构造背景复杂区域的应力场反演网格划分的科学方案仍然有待进一步探索，在未来的研究中或可结合主要断裂构造模型，探索非均匀网格划分和三维应力场反演的精细方案，以进一步提高构造边界附近应力场估计的可靠性。

图2 网格修改反演测试结果对比。（a）中黑色框线内为鲜水河断裂（XSHF）；（b）中黑色框线内为丽江-小金河断裂（LJ-XJHF）。（a）、（b）中红色线条为原有应力场结果的σ₁轴，蓝色线条为对网格修改后重新反演应力场结果的σ₁轴，线条长度为倾角大小。

五、模型完成情况与成果

（1）汇编建立了青藏高原东南缘较完备震源机制解数据库

研究组自项目实施以来，收集和整理了川滇块体及周边地区1931-2023年的初始震源机制解数据12078个，采用严格的空间时间匹配标准（发震时刻相差≤10秒，震中位置相差≤0.25°），共识别出694组重复地震，针对重复事件计算不同来源机制解间的Kagan角差异大小。不同差异大小的重复事件分别通过一下方式进行去重处理：1）对于M4以上的Kagan角大于50°的大差异事件，采取CAP波形重新反演结果作为参考解；2）对于Kagan角<15°的差异较小事件，优先选用波形反演结果作为参考解（M3-M6地震优先采用CAP结果）；3）对Kagan角15°-50°的差异中等事件及未核实的大差异事件（M<4.0），通过计算震源机制中心解确定参考解。去重后与地震目录对比通过文献检索和CAP波形反演补充了295个缺少的M4以上的机制解。最终建立了含9902条高质量震源机制解的综合数据库，以Excel文件的形式为后续应力场反演、断层活动性与地震危险性研究、三维断层建模的应力约束等工作提供数据支撑（图3，附件1）。

图3, 青藏高原东南缘震源机制解数据库。根据万永革（2024）提出的震源机制分类方法分类，震源球大小表示震级大小

（2）基于所建立的机制解数据库，采取阻尼应力反演得到青藏高原东南缘1°×1°大尺度应力场结果（图4，附件2）及0.2°×0.2°高分辨率应力场结果（图5，附件2）；

图4 研究区1°×1°应力场结果。(a) 最大主应力轴σ₁（红色线条）及最小主应力轴σ₃（蓝色线条）；线段长短表示应力倾伏角大小（长度越短，倾角越大）；(b) 应力型因子R值分布，底图颜色表示R值大小；(c) 网格反演所用机制解数量，颜色表示数量大小；(d) Bootstrap采样的最大主应力轴σ₁不确定角度大小（单位：°）。

图5 研究区0.2°×0.2°应力场结果。(a) 最大主应力轴σ₁（红色线条）及最小主应力轴σ₃（蓝色线条）；线段长短表示应力倾伏角大小（长度越短，倾角越大）；(b) 应力型因子R值分布，底图颜色表示R值大小；(c) 网格反演所用机制解数量，颜色表示数量大小；(d) Bootstrap采样的最大主应力轴σ₁不确定角度大小（单位为°）。(a-d)中矩形框为标记的A、B区域。

六、模型可靠性及误差分析

对于汇编的震源机制解数据库，其中同一地震有多个不同来源的机制解，经对比后kagan角差异较小而直接选择其中的波形反演解以及本研究CAP反演得到的结果相对较精确；而仅有一个来源的机制解则无法确定其精度大小，如历史数据（如1931–1970年）机制解精度可能较低，此外本研究计算得到的震源机制中心解其可靠性也还有待进一步验证，仅供参考。

对于反演得到的研究区应力场结果，1°×1°大尺度应力场结果应力不确定性整体较小，绝大多数网格最大主应力轴方向不确定性小于30°（图4d），能较为准确的反映青藏高原东南缘在印度板块与欧亚大陆持续碰撞挤压作用下的构造响应特征，同时为后续的精细网格应力场反演提供了重要的约束条件。0.2°×0.2°精细应力场结果则在四川盆地处表现出较大不确定性（图5d区域A），一是该区域机制解数量相对较少，二是该地区机制解复杂性较高；需要注意的是川滇块体西边界红河断裂带中段附近区域（图5d区域B）不确定也明显较高，该区域也是本研究发表论文（李柏聪等，2026）中所讨论的三维应力复杂度较高的区域，该区域可能受深部物质流的影响较大，我们认为该区域的机制解可能存在一定非双力偶成分，需要重新通过gCAP反演得到更精确的结果。对于川滇菱形块体及周边的其余区域，整体而言应力方向不确定性均较小。

七、研究创新性及其意义

本研究通过系统收集、整理和校验青藏高原东南缘历史震源机制解数据，建立了目前最完备的区域震源机制解数据库（1950-2023年，9902条数据），为深入理解区域构造应力演化提供了重要的数据基础。基于构建的震源机制解数据库，反演得到了研究区目前分辨率最高的地壳应力场结果（0.2°×0.2°）。精细应力场结果表明，在区域尺度上，主压应力轴水平方向具有良好空间连续性，该特征支持了青藏高原东南缘挤压构造应力场在长期内保持稳定的认识；同时，川滇块体东、西边界及滇南地区最大主应力轴三维复杂度较强，特别是以丽江-小金河断裂为界，块体内部南北应力场呈现明显梯度分异。本研究详细刻画了青藏高原东南缘地壳应力场特征，清晰地揭示了次级块体、断裂相互作用和深部构造活动共同调制下区域应力场的复杂空间分布特征与变化规律，为理解大陆强震孕育过程提供了更为坚实和精细的应力场基础约束。

发表文章成果

Li B, He X, Zhang Y, Wang Y, Zhang P. 2026. Compilation of a focal mechanism solution database and investigation of the regional crustal stress field in the southeastern margin ofthe Tibetan Plateau. Science China Earth Sciences,https://doi.org/10.1007/s11430-025-1800-4

李柏聪, 何骁慧, 张逸鹏, 等. 2026. 青藏高原东南缘震源机制解数据库汇编及区域地壳应力场研究. 中国科学: 地球科学, 56-69: fpage–lpage, doi: 10.1360/SSTe-2025-0120

科学数据获取途径——李柏聪等，2026，解剖地震：青藏高原东南缘震源机制解数据库及区域地壳应力场模型（doi:10.12484/jpdz.zsdx.2026001）