一、川滇公共模型构建与高分辨结构研究

基于多学科（流体地球化学、大地测量、地震学和地震地质等学科）观测资料和研究成果，开展了深入的综合研究，分步骤详细解剖了2022年6-9月发生于巴颜喀拉块体东南角的三次6级以上强地震事件的多学科时空协同变化特征，并就其机理开展了深入的探讨。

图1 2022年巴颜喀拉块体东南角的三次6级以上强震区域地质图

首先，此三次地震具有四个突出的特点：（1）三次地震主震的时间间隔短，分别为2022年6月1日、2022年6月10日和2022年9月5日；（2）三次地震主震的空间距离近，三主震的直线距离仅为100-300km；（3）三次地震主震的震级较高，且相近，分别为6.1级、6.0级和6.8级；（2）三次地震主震的发震构造同属于巴颜喀拉块体东缘（图1）。

图2 2022年巴颜喀拉块体东南角的三次6级以上强震期间小震活动时空变化

在三次地震发生前及之间，区域地震活动表现出明显的时空迁移规律。2021年11月开始，区域地震活动呈现增强趋势，其主要集中于龙日坝断裂、龙门山断裂、鲜水河断裂南段沿线；2022年6月，相继在龙日坝断裂、龙门山断裂南端发生2个6.0级以上地震后，鲜水河断裂小震活动集中的趋势逐渐消失；2022年9月，鲜水河断裂带南端的小震活动再度增强，随后发生泸定6.8级地震，此后龙日坝断裂和龙门山断裂小震活动集中的趋势消失（图2）。

图3 2022年巴颜喀拉块体东南角的三次6级以上强震前区域GPS速度场

三次6级以上强震前，在青藏高原顺时针旋转的背景下，越过康定-甘孜松潘、康定-滇中及四川盆地块体的边界时，区域GPS速度场发生陡降（图3），可能在一定程度上预示震前块体汇聚区域应力的积累，而更早的应变结果也略有显示。

图4 2022年巴颜喀拉块体东南角的三次6级以上强震GPS速度场的同震响应

在2022年巴颜喀拉块体东南角的两次6级以上强震（2022年6月1日芦山6.1级地震和2022年9月5日泸定6.8级地震）发生时，两次主震均伴随震中附近的GPS速度场的明显同震位移（图4），可能进一步暗示震前块体汇聚区域的应力积累，这也说明了强震前区域形变场的聚集。

图5 2022年巴颜喀拉块体东南角的三次6级以上强震伴随的跨断层基线异常

从巴颜喀拉块体东南角三次地震主要发生区域大型断裂带跨断层基线的时空变化特征来看，跨断层基线在地震前后也出现了较为明显的异常变化，其时空变化与区域小震活动具有显著的一致性（图5）。2021年11月开始，跨鲜水河断裂南段的基线匀速增大趋势出现转向缩短趋势，可能预示着鲜水河断裂带应力积累的开始；2022年1月，跨龙门山断裂南段的基线匀速增大趋势也相继出现转向缩短趋势，可能预示着应力积累向东部构造区的进一步扩展。此后，2022年6月，相继在龙门山断裂带南段和龙日坝断裂带发生了芦山6.1和马尔康6.0级地震，随后，跨龙门山断裂南段的基线恢复到背景值，预示着龙门山断裂带南段应力的释放，巴颜喀拉块体东南角东向应力加载的结束，但跨鲜水河断裂南段的基线的变化不显著，仍然保持持续缩短的趋势，表明鲜水河断裂带应力的进一步积累。

图6 2022年巴颜喀拉块体东南角的三次6级以上强震伴随的浓度异常

此外，对位于鲜水河断裂带南端的断裂带扩散式Rn在线观测数据的分析发现，鲜水河断裂带南端土壤气体Rn浓度对该次地震活动也表现出显著的近同步响应特征。首先，自2022年5月开始，鲜水河断裂带南端Rn浓度随地震活动的增强出现明显的同步上升异常，此后，于2022年6月，相继发生芦山6.1级和马尔康6.0级地震，期间Rn浓度的变化经历了峰值-陡降-再次峰值-缓降至背景的显著特征，2022年9月，再次发生泸定6.8级地震，此时Rn浓度变现为显著突升异常，并随余震活动的降低而逐渐震荡下降（图6）。

图7 2022年巴颜喀拉块体东南角的三次6级以上强震的发震过程模式图

综合以上多学科的研究成果可见，此3次地震不仅有同一发震构造和发震时间接近的特点，且强震前后应力加载、小震活动迁移和地球化学异常变化均具有显著的时间连贯性特征及学科协同响应规律。因此，基于上述分析研究认为，此三次6级以上强震可能为同一个地震系列。

根据三次地震前多学科时空协同动态响应特征，我们提出此次地震序列的模式为South-North-South 级联发震模式：青藏高原东北缘顺时针旋转的构造加载为推动力，块体之间的阻挡是诱因，应力积累始于康定块体与四川盆地和滇中块体之间，后续向北东向扩展，积累于龙门山断裂带南端和龙日坝断裂带，随两次6.0级地震在该两断裂带的发生，北东向应力积累释放，应力持续向康定块体与四川盆地和滇中块体之间积累，此后随泸定6.8的发生，Y型构造区应力积累最终释放，并有持续向南转移的可能（图7）。

二、热力学模型1.0初步构建

2021年完成基于地球化学观测构建区域动力学模型的方法调研研究，并初步构建了热力学模型1.0（图8）。

图8 川滇地区精细的热力学模型1.0版,幔源热流分布示意图

模型原理、参数、计算过程及与地震活动的关联论述

    利用氦同位素计算幔源热流基于壳幔二元混合模型，其核心原理是：幔源流体具有高的³He/⁴He比值（约8±1Ra，Ra为大气³He/⁴He比值1.39×10⁻⁶），而壳源氦主要由地壳放射性元素衰变产生，³He/⁴He比值低（约0.02Ra）。通过测定地热流体中的氦同位素组成，可区分幔源与壳源氦的贡献比例。

Q_地壳=Q_C， Q_地幔=Q_m,  式1

大地热流Q_总=Q_c+Q_m，式2

Q总= 18.231×log (³He/⁴He(R/Ra)) + 181.82   式3

Q_c/Q_m=0.815-0.3 ×Ln(³He/⁴He(R/Ra)        式4

通过测定温泉气体中的³He/⁴He比值，结合区域地质背景确定端元值，计算幔源氦占比，进而推算幔源热流贡献，为识别深部幔源热输入提供了有效手段。

从2008~2025年3级以上地震分布可以看出，在康定、普洱和腾冲地区，深部流体上涌强烈，幔源热流高，为地震孕育和发生提供了能量支撑。

腾冲火山和普洱通关火山地区幔源流体显著富集，是因处于碰撞造山带后伸展环境，深大断裂系统发育，为幔源流体快速向上运移提供了良好通道。同时，地壳浅部存在未冷却的岩浆囊，持续供热驱动流体循环，进一步促进幔源流体向上汇聚，最终表现为He、CO₂等幔源指标异常偏高，构成典型的俯冲带型幔源流体释放区，深部流体上涌改变断裂带的孔隙压力，从而降低有效正应力，促进破裂发生。

鲜水河断裂康定地区断裂下切深度大、深部流体易于上涌，主要受区域构造动力与岩石圈结构共同控制。该区位于青藏高原东缘强烈构造转换带，印度板块持续俯冲推挤导致岩石圈挤压-剪切作用强烈，断裂深切至中下地壳乃至上地幔，形成贯通性强的导水导气通道。深部地壳在高温高压下发生脱水相变，幔源与壳源流体大量生成；同时强烈走滑运动持续开启裂隙，降低围压并促进流体汇聚与运移。深部流体沿高渗透性断裂带快速向上迁移，在浅部形成明显的流体异常，成为区域地震孕育与活动的重要物质条件。

引用信息：周晓成，陈志等，2026，解剖地震：川滇地区热力学模型1.0（doi:https://dx.doi.org/10.12484/jpdz.ycs.2026005）