1950年西藏察隅M8.6強(qiáng)震序列震源參數(shù)復(fù)核

李保昆， 刁桂苓， 徐錫偉， 萬永革， 馮向東， 鄒立曄， 苗春蘭

1 中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心， 北京 100045 2 河北省地震局， 石家莊 050021 3 中國(guó)地震局地質(zhì)研究所， 北京 100029 4 防災(zāi)科技學(xué)院， 北京燕郊 101601

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1950年西藏察隅M8.6強(qiáng)震序列震源參數(shù)復(fù)核

李保昆1， 刁桂苓2， 徐錫偉3， 萬永革4， 馮向東2， 鄒立曄1， 苗春蘭1

1 中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心， 北京 100045 2 河北省地震局， 石家莊 050021 3 中國(guó)地震局地質(zhì)研究所， 北京 100029 4 防災(zāi)科技學(xué)院， 北京燕郊 101601

1950年8月15日西藏察隅發(fā)生M8.6巨大地震.我們利用收集到的全球239個(gè)臺(tái)站的P波資料，利用我國(guó)國(guó)家測(cè)震臺(tái)網(wǎng)的常規(guī)定位方法和模型，對(duì)察隅M8.6強(qiáng)震序列進(jìn)行了重新定位，并在此基礎(chǔ)上重新計(jì)算了震源機(jī)制解.重定位后的結(jié)果表明，察隅M8.6強(qiáng)震序列顯示出不同時(shí)段的震中分區(qū)分布特征：第1階段是前震，1950年2月23日在墨脫北部雅魯藏布江大拐彎的頂部發(fā)生；第2階段是1950年8月15日─1950年8月18日，發(fā)生主震和之后3天內(nèi)的余震，都分布在察隅附近，并且這些震中呈北西條帶分布；第3階段的余震是1950年8月22日─1950年9月13日，它們擴(kuò)展到南部的印度和緬甸地區(qū)；第4階段的余震是1950年9月30日─1951年4月15日，發(fā)生在西部的墨脫、錯(cuò)那等地.這四個(gè)分區(qū)的關(guān)聯(lián)特點(diǎn)為順時(shí)針旋移.重新計(jì)算后的震源機(jī)制解顯示出：主震的NWW走向的節(jié)面與主震后2區(qū)內(nèi)余震震中的NWW分布方向一致；序列中所有的壓應(yīng)力軸P和張應(yīng)力軸T，都接近于水平向，其傾伏角大都小于20°；察隅主震和2區(qū)內(nèi)余震的壓應(yīng)力軸P為近南北向，張應(yīng)力軸T為近東西向；但3區(qū)和4區(qū)余震的P軸為近東西向，T軸為近南北向.反映出該強(qiáng)震序列中余震震源機(jī)制解的差異比較大.

西藏察隅M8.6強(qiáng)震序列； 震源參數(shù)； 重定位； 震源機(jī)制解； 時(shí)空分布特征

1 引言

1950年8月15日西藏察隅M8.6地震是一次極其巨大的地震.據(jù)文獻(xiàn)記載和現(xiàn)場(chǎng)考察的結(jié)果，這次地震震撼了整個(gè)西藏高原及毗鄰的印度平原，破壞范圍長(zhǎng)約800 km、寬約500 km，面積為40萬km2(西藏自治區(qū)科學(xué)技術(shù)委員會(huì)和國(guó)家地震局科技監(jiān)測(cè)司，1988，1989；西藏自治區(qū)科學(xué)技術(shù)委員會(huì)和西藏自治區(qū)檔案館編譯，1982；郭增建和馬宗晉，1988；Tillotson，1951).美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)全球1900年以來M≥8.5地震發(fā)生17次(http:∥earthquake.usgs.gov/earthquakes/world/10_largest_world.php)，察隅地震排第十位.其中16次分布在大陸和海洋板塊接觸的俯沖帶，察隅地震是唯一不在大洋俯沖帶上而位于大陸碰撞帶的.這次大地震是1900年以來最強(qiáng)的內(nèi)陸地震，不僅震級(jí)高，震害強(qiáng)，而且強(qiáng)余震多.

查看幾個(gè)版本原始目錄中，察隅M8.6主震及其余震的地震參數(shù)比較粗糙，需要重新定位.根據(jù)《中國(guó)地震目錄》(顧功敘，1983)，在主震發(fā)生約半年前有一次M6的前震，在主震發(fā)生后的一年中，6級(jí)以上的余震達(dá)14次.對(duì)于這些地震，從烈度分布上看(西藏自治區(qū)科學(xué)技術(shù)委員會(huì)和西藏自治區(qū)檔案館編譯，1982)，察隅主震、前震和其中9次余震處于10度烈度區(qū)；2次余震處于11度區(qū)即極震區(qū)；在境外印緬地區(qū)的3次余震中，兩次處于8度區(qū)，1次處于7度區(qū).這些地震全部位于距極震區(qū)中心400 km內(nèi)的破壞范圍內(nèi)，并且它們的時(shí)空分布較為連續(xù)，因此察隅主震、前震和主震后一年內(nèi)6級(jí)以上的余震構(gòu)成了西藏察隅M8.6地震的強(qiáng)震序列.對(duì)于這一強(qiáng)震序列，國(guó)內(nèi)外許多機(jī)構(gòu)和學(xué)者都做過震源參數(shù)的測(cè)定以及其他研究(ISS, 1950; Gutenberg and Richter, 1954；顧功敘，1983; 謝毓壽和蔡美彪，1983；Ben-Menahem et al.，1974；Chen and Molnar, 1977；Molnar，1984，1990；Bondár and Storchak，2011).但由于這些地震發(fā)生在60多年前，受當(dāng)時(shí)地震監(jiān)測(cè)和震源定位技術(shù)的局限，震源參數(shù)測(cè)定的精度較低.無論是當(dāng)時(shí)以匯編全球地震資料而著稱的《國(guó)際地震中心記錄匯編》(International Seismological Summary，簡(jiǎn)稱“ISS”)，還是在我國(guó)應(yīng)用廣泛的《中國(guó)地震目錄》(顧功敘，1983)、《中國(guó)地震歷史資料匯編(第五卷)》(謝毓壽和蔡美彪，1983)等刊物，對(duì)這一時(shí)期的地震，除少數(shù)進(jìn)行解析計(jì)算外，普遍采用做交切圖確定震中或直接引用他人的結(jié)果.這種做法在今天看來，是較粗糙的.目前，國(guó)際地震中心(International Seismological Centre，簡(jiǎn)稱“ISC”，ISS是其前身)對(duì)歷史地震和現(xiàn)在的地震，全部采用先進(jìn)的測(cè)定方法和技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)一處理，進(jìn)而提供寶貴的基礎(chǔ)數(shù)據(jù).2011年，ISC發(fā)表了其最新的定位方法和技術(shù)并且利用它對(duì)1964─2010年所有收集到的全球地震進(jìn)行統(tǒng)一的測(cè)定(Bondár and Storchak，2011；http:∥www.isc.ac.uk/).但是，ISC的這項(xiàng)工作不包含20世紀(jì)50年代的地震.在我國(guó)，目前還沒有對(duì)歷史地震進(jìn)行統(tǒng)一測(cè)定的工作.

察隅M8.6強(qiáng)震序列發(fā)生在印度大陸與亞洲大陸碰撞最強(qiáng)烈的前緣地區(qū)——喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)處.這里有獨(dú)特的地球物理場(chǎng)特征，一直是研究的熱點(diǎn)地區(qū)(Li et al.，2008；Lei et al.，2009，2014；Zhao et al.，2013；鄧起東等，2014；McCaffrey and Nabelek，1998；Ding et al.，2001；Bilham et al.，2001；張培震等，2004；鄭來林等，2004；滕吉文等，2006；王椿鏞等，2006；Kapp et al.，2008；Hung et al.，2010；丁林和鐘大賚，2013).因?yàn)樵搹?qiáng)震序列的發(fā)震時(shí)間、震中等基本參數(shù)測(cè)定的精度低、可靠性差，會(huì)影響對(duì)這一地區(qū)多方面的研究.

本文將利用我國(guó)國(guó)家測(cè)震臺(tái)網(wǎng)常規(guī)的定位方法和技術(shù)(陳培善和李強(qiáng), 1989; 陳培善等， 1993；李保昆等，2004；http:∥data.earthquake.cn/data/)，對(duì)察隅M8.6地震的強(qiáng)震序列(M≥6.0)進(jìn)行重新定位，并在此基礎(chǔ)上重新計(jì)算震源機(jī)制解.一方面是力求提高這些地震的參數(shù)測(cè)定精度，為多方面的相關(guān)研究提供資料基礎(chǔ)；另一方面是在此基礎(chǔ)上提出對(duì)察隅M8.6強(qiáng)震序列的時(shí)空分布特征、應(yīng)力場(chǎng)特征等方面的認(rèn)識(shí).

2 資料的選取

根據(jù)《中國(guó)地震目錄》(顧功敘，1983)和ISS觀測(cè)報(bào)告，我們選取1950年8月15日西藏察隅M8.6主震及其前后各一年內(nèi)發(fā)生的M≥6.0 的前震和強(qiáng)余震共計(jì)16次地震，進(jìn)行震源參數(shù)的重新測(cè)定.見表1.

表1中地震的震中分布見圖1，圖中斷層(黃線所示)數(shù)據(jù)來源于《中國(guó)活動(dòng)構(gòu)造圖》(鄧起東，2007，下圖同).

從表1和圖1看出，以前的地震報(bào)告中，該序列里許多地震的震中位置完全一樣，并且全無震源深度值.ISS直到處理1954年的地震時(shí)，才首次使用計(jì)算機(jī)定位技術(shù).在此之前，借助于地震圖和地球儀交切確定震中位置.對(duì)于少數(shù)的記錄臺(tái)站很多、包圍震中很好的地震，使用計(jì)算器(例如手搖計(jì)算器)采用最小二乘法計(jì)算震源參數(shù)，包含發(fā)震時(shí)刻、震中經(jīng)緯度，有時(shí)也包括震源深度.在ISS觀測(cè)報(bào)告中，有許多地震的震中位置是完全相同的.這是因?yàn)橛行┑卣鸬呐_(tái)站記錄不是很好，臺(tái)站記錄也不是很多，但能確定這些地震與那些記錄很好、能通過反演計(jì)算得到震源參數(shù)的大地震是相近位置的地震.因而，對(duì)這些記錄不夠好的地震，便直接采用大地震的震中參數(shù)，造成多次地震的震中被置于同一個(gè)點(diǎn).我國(guó)在匯編《中國(guó)地震目錄》(顧功敘，1983)時(shí)，對(duì)20世紀(jì)50年代初期的地震，震中參數(shù)多直接引用ISS、文獻(xiàn)記錄或國(guó)外其他地震觀測(cè)報(bào)告測(cè)定的結(jié)果.因此，對(duì)于察隅M8.6強(qiáng)震序列，《中國(guó)地震目錄》中許多地震的震中位置與ISS發(fā)布的結(jié)果相同.

20世紀(jì)50年代初期，我國(guó)還沒有建立起自己的地震臺(tái)網(wǎng)，對(duì)于察隅M8.6強(qiáng)震序列，僅有上海徐家匯和南京水晶臺(tái)兩個(gè)臺(tái)站有記錄.記錄到這次強(qiáng)震序列的絕大部分臺(tái)站是國(guó)外臺(tái)站，以歐美和日本

表1 西藏察隅M8.6強(qiáng)震序列的原始目錄，選自《中國(guó)地震目錄》(顧功敘，1983)和ISSTable 1 The original catalogue of Zayü, TibetM8.6 strong earthquake sequence, selected from the Catalogue of China Earthquakes(Gu, 1983)and ISS

注：資料來源：1—《中國(guó)地震目錄》(顧功敘，1983)；2—ISS觀測(cè)報(bào)告.

的臺(tái)站居多.因此，我們重新測(cè)定震源參數(shù)所用的數(shù)據(jù)全部取自ISS觀測(cè)報(bào)告.共收集到全球臺(tái)站239個(gè)，臺(tái)站分布見圖2.

3 對(duì)西藏察隅M8.6強(qiáng)震序列的重新定位

3.1 定位方法和模型的選取

察隅M8.6強(qiáng)震序列中，無近臺(tái)記錄，少數(shù)為區(qū)域臺(tái)記錄，大多數(shù)是遠(yuǎn)臺(tái)記錄(Δ>20°).對(duì)這樣的地震，適合使用大臺(tái)網(wǎng)的定位方法和一維走時(shí)模型.我們采用我國(guó)國(guó)家測(cè)震臺(tái)網(wǎng)常規(guī)的定位方法和模型：改進(jìn)的Geiger法和J-B走時(shí)表.

Geiger法是一種對(duì)理想地球在時(shí)間域內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)震源定位方法(Geiger, 1912)，應(yīng)用十分廣泛.在美國(guó)USGS NEIC(U.S. Geological Survey，National Earthquake Information Center，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局國(guó)家地震信息中心)和ISC出版的觀測(cè)報(bào)告中，Geiger法是常規(guī)的定位方法.從20世紀(jì)80年代中期至今，中國(guó)地震局地球物理研究所出版的《中國(guó)地震臺(tái)臨時(shí)報(bào)告》和《中國(guó)地震年報(bào)》等報(bào)告，中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心出版的《中國(guó)數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)報(bào)告》等報(bào)告，其日常定位也都是采用這種方法(陳培善和李強(qiáng), 1989; 陳培善等，1993).中國(guó)地震局“十五”重大工程項(xiàng)目“中國(guó)數(shù)字地震觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)”于2008年4月通過國(guó)家驗(yàn)收，從2009年1月1日開始實(shí)現(xiàn)了國(guó)家地震臺(tái)網(wǎng)和各區(qū)域地震臺(tái)網(wǎng)的統(tǒng)一編目，產(chǎn)出統(tǒng)一的中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)地震目錄(簡(jiǎn)稱“統(tǒng)一編目”)(http:∥data.earthquake.cn).統(tǒng)一編目中，處理全球MS4.0以上的地震仍然沿用Geiger法和J-B走時(shí)表.因此，在我國(guó)國(guó)家測(cè)震臺(tái)網(wǎng)的日常編目中，基于Geiger法和J-B走時(shí)表產(chǎn)出的觀測(cè)報(bào)告已有30年的系統(tǒng)性和連貫性.

我們用改進(jìn)的Geiger法求解如下方程組：

AX=b,

(1)

式中，A是(N×M)階的包含N個(gè)觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)M個(gè)變量的偏導(dǎo)數(shù)的矩陣，X是(M×1)階的震源參數(shù)的修正量[δx,δy,δh,δt]T,b是(N×1)階的走時(shí)殘差.

采用奇異值分解直接求解方程(1)，就得到震源參數(shù)的修正量，把這些修正量加到初始的震源參數(shù)中，就得到修定一次后的震源參數(shù)，將修定一次后的結(jié)果作為下次迭代的初值，當(dāng)滿足一定的精度要求時(shí)，即可停止迭代.

3.2 重新定位后的地震參數(shù)及其時(shí)空分布特征

我們使用收集到的全球臺(tái)站的震相數(shù)據(jù)和3.1節(jié)中的定位方法和模型，重新測(cè)定了表1中16次地震的參數(shù).所得新的結(jié)果見表2.

ISS報(bào)告中，缺乏體波和面波的振幅和周期資料，無法重新計(jì)算震級(jí)M，所以表2中M一項(xiàng)仍取自《中國(guó)地震目錄》(顧功敘，1983).其余參數(shù)都是本文重新計(jì)算后的結(jié)果.我們選擇了我國(guó)國(guó)家測(cè)震臺(tái)網(wǎng)的常規(guī)定位方法和技術(shù)，但在其日常定位產(chǎn)出的數(shù)據(jù)中，沒有相應(yīng)的誤差計(jì)算這一項(xiàng)內(nèi)容，這是國(guó)家臺(tái)網(wǎng)亟待解決的問題之一.對(duì)于西藏察隅M8.6強(qiáng)震序列，我們?cè)谥匦露ㄎ缓螅瑢?duì)發(fā)震時(shí)間、震中和深度各項(xiàng)參數(shù)都進(jìn)行了相應(yīng)的誤差計(jì)算(萬永革等，2008a，2008b；盛書中和萬永革，2011；Jackson，1979；Jackson and Matsu′ura，1985).考慮到當(dāng)時(shí)的地震監(jiān)測(cè)水平，為保證重新定位后的結(jié)果達(dá)到一定的精度，我們?cè)谥囟ㄎ粫r(shí)全部采用初始的P震相到時(shí)數(shù)據(jù)，并且P波到時(shí)殘差大于10 s的臺(tái)站數(shù)據(jù)不參與定位.從表2中看出，察隅主震的GAP值(臺(tái)站張角空隔)只有56°，有9次余震的GAP值小于180°，察隅主震和多半余震經(jīng)重新定位后，取得了較好的結(jié)果.而有些余震的可用臺(tái)站數(shù)據(jù)較少，GAP值大，并且當(dāng)時(shí)有些臺(tái)站的時(shí)間服務(wù)差，震相識(shí)別精度差(這一點(diǎn)從20世紀(jì)60年代在ISC工作的老專家處得知)，這些根本性的原因?qū)е铝四承┯嗾鸬恼鹬卸ㄎ徽`差較大.

圖1 西藏察隅M8.6強(qiáng)震序列中16次地震的原始震中分布Fig.1 The distribution of 16 original epicenters in Zayü, Tibet M8.6 strong earthquake sequence

圖2 察隅M8.6主震震中和本文重新測(cè)定震源參數(shù)所用的全球臺(tái)站分布圖Fig.2 The distribution of the epicenter of Zayü M8.6 mainshock and global stations used to redetermine the source parameters in this study

在深度測(cè)定方面，我們僅有遠(yuǎn)臺(tái)的P到時(shí)數(shù)據(jù).沒有近臺(tái)的數(shù)據(jù)約束，沒有可利用的深度震相數(shù)據(jù)，例如pP、sP等，也沒有可用的核面反射震相，例

表2 修訂后的西藏察隅M8.6強(qiáng)震序列目錄Table 2 The catalogue of Zayü, TibetM8.6 strong earthquake sequence after relocation

如PcP、PcS、ScP等等.因此可用數(shù)據(jù)對(duì)深度值的約束性差，造成某些地震的深度值誤差大，可靠性低，如表2中第4、5、7余震.根據(jù)計(jì)算結(jié)果，我們選擇了1960年1月─2012年9月ISC觀測(cè)報(bào)告中相應(yīng)研究區(qū)域內(nèi)有自由深度值的地震(http:∥www.isc.ac.uk/iscbulletin/)，其震中和震源深度的分布情況見圖3，50余年的數(shù)據(jù)可反映出該地區(qū)的地震活動(dòng)性.經(jīng)比較，我們所得的自由深度值與該地區(qū)的地震活動(dòng)性相符，因此，盡管某些余震的誤差大，我們還是保留了反演所得的自由深度值，沒有采用固定默認(rèn)深度值的做法.

察隅M8.6主震發(fā)生約半年前有一次6級(jí)的前震，強(qiáng)余震持續(xù)8個(gè)月.該序列的M-T圖和震中分布分別示于圖4和圖5.

圖4 西藏察隅M8.6強(qiáng)震序列M-T圖Fig.4 The M-T distribution of Zayü, Tibet M8.6 strong earthquake sequence

由圖5中可見，察隅M8.6強(qiáng)震序列整體上不是沿某一斷裂分布而顯示出分時(shí)段分區(qū)分布的特征.根據(jù)表2、圖4和圖5中地震的時(shí)空分布，察隅M8.6強(qiáng)震序列可以劃分為4個(gè)階段，對(duì)應(yīng)于空間分布為4個(gè)區(qū).第一階段(1區(qū))：察隅主震前173天在墨脫北部有一次6級(jí)前震(地震序號(hào)1)；第二階段(2區(qū))：發(fā)生主震(地震序號(hào)2)和其后3天的7次余震(地震序號(hào)3～9)；第三階段(3區(qū))：主震之后第7～29天在南部的印度和緬甸地區(qū)發(fā)生3次余震(地震序號(hào)10～12)；第四階段(4區(qū))：主震之后第46～243天在西部的墨脫、錯(cuò)那發(fā)生3次余震(地震序號(hào)13、14、16).與ISS觀測(cè)報(bào)告和我國(guó)早期地震目錄中許多地震震中重疊的結(jié)果不同，所有地震的震中位置相互分離，而且4個(gè)階段的余震區(qū)明確顯示出順時(shí)針旋移的過程，如圖5中黃色圓線所示意.主震之后第110天又有1次余震(地震序號(hào)15)在主震附近發(fā)生.

4 重新測(cè)定震源機(jī)制解

我們?nèi)SS報(bào)告中能收集到的全球臺(tái)站的P波初動(dòng)資料，由重定位后的震源位置計(jì)算方位角、離源角，重新測(cè)定察隅M8.6強(qiáng)震序列的震源機(jī)制解.所得察隅M8.6主震的震源機(jī)制解見圖6.

圖3 1960年1月—2012年9月ISC 觀測(cè)報(bào)告中本文研究的西藏區(qū)域內(nèi)有自由深度值的地震震中和震源深度分布Fig.3 The distribution of epicenters and focal depths of the events with free depth solutions in ISC bulletin from Jan 1960 to Sep 2012 in the research region

圖5 察隅M8.6強(qiáng)震序列中16次地震的震中分布(標(biāo)注地震序號(hào)和階段)Fig.5 The distribution of 16 epicenters in Zayü, Tibet M8.6 strong earthquake sequence(The serial number of the events and the period are given)

圖6 察隅M8.6主震的震源機(jī)制解Fig.6 The focal mechanism of Zayü M8.6 mainshock

對(duì)于察隅M8.6主震，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者都計(jì)算過其震源機(jī)制.Ben-Menahem等(1974)利用全球33個(gè)臺(tái)站的P波初動(dòng)，Tokyo臺(tái)站的P波振幅和PP/P的振幅比，Pasadena臺(tái)站的R/L頻譜幅度比等計(jì)算了察隅主震的震源機(jī)制解.并且結(jié)合Tandon(1954，1955) 和Herrin等(1962) 給出的余震分布和當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)特征確定其中NNW向節(jié)面是發(fā)震斷層面：走向334°、傾角60°、滑動(dòng)角176°，為右旋走滑錯(cuò)動(dòng).

1972年，我國(guó)國(guó)家地震局組織震源機(jī)制研究小組，對(duì)我國(guó)20世紀(jì)30年代以來約二百次較強(qiáng)地震的震源情況進(jìn)行了研究.利用在烏爾福網(wǎng)上作圖求解和解析計(jì)算，得到我國(guó)強(qiáng)地震震源機(jī)制結(jié)果，匯編為《中國(guó)地震震源機(jī)制的研究 第一集》和《中國(guó)地震震源機(jī)制的研究 第二集》(國(guó)家地震局震源機(jī)制研究小組，1973a,1973b)，其中包括西藏察隅M8.6主震.張立敏等(1980)也對(duì)這次巨震作出了P波初動(dòng)斷層面解.

我們重新計(jì)算后的震源機(jī)制解(圖6)與上述機(jī)構(gòu)和學(xué)者們的結(jié)果都很相近.不同時(shí)期、不同作者的計(jì)算結(jié)果相近，這相互支持了察隅M8.6主震震源機(jī)制結(jié)果的可靠性.Wan(2010)對(duì)整個(gè)中國(guó)大陸的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)給出了一個(gè)全貌.他把中國(guó)大陸分成

2°× 2°的網(wǎng)格，圍繞每個(gè)格點(diǎn)取5°× 5°的小區(qū)，使用中國(guó)大陸地殼應(yīng)力環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的資料和哈佛矩張量解，求出格點(diǎn)的滑動(dòng)平均應(yīng)力參數(shù).在最靠近察隅M8.6主震震中的格點(diǎn)(28°N, 97°E)處，壓應(yīng)力主軸方位180°、傾伏角30°，張應(yīng)力主軸296°、傾伏角20°.這個(gè)基礎(chǔ)應(yīng)力場(chǎng)數(shù)據(jù)與察隅M8.6主震震源機(jī)制解也是很一致的.

察隅M8.6強(qiáng)震序列中，余震的情況與主震不同.每一個(gè)余震的P波初動(dòng)符號(hào)都很少甚至沒有，不足以計(jì)算獨(dú)立的震源機(jī)制解.因此，我們按照?qǐng)D5中的分區(qū)余震，將各區(qū)的余震震源球疊加，計(jì)算3個(gè)余震區(qū)的綜合震源機(jī)制解.計(jì)算結(jié)果見圖7，其中2區(qū)余震的結(jié)果與主震震源機(jī)制解基本相同.

圖6和圖7的結(jié)果一并列入表3中.

由上述震源機(jī)制解判斷，東部主震所在NWW斷層(條帶)為右旋；西部余震呈NE走向，其所在的墨脫斷裂屬于左旋.4個(gè)解顯示，張、壓應(yīng)力軸的傾伏角都不大，即都以水平作用為主.主震和東部余震(即2區(qū))是受近南北向的壓應(yīng)力作用，而南部和西部的余震(即3區(qū)和4區(qū))則受近東西向壓應(yīng)力作用.我國(guó)大地震序列中，余震的震源機(jī)制與主震的震源機(jī)制不一致的情形，早有研究報(bào)道.顧浩鼎等(1976)研究1975年海城地震震源機(jī)制時(shí)，做出了24次較大余震的斷層面解，發(fā)現(xiàn)其中相當(dāng)多余震的參數(shù)偏離于主震.李欽祖等(1983)做出的1976年唐山地震序列的震源機(jī)制解中，也表明余震震源機(jī)制很離散，其中相當(dāng)多的結(jié)果與主震不一致.

圖7 3個(gè)分區(qū)余震的綜合震源機(jī)制解Fig.7 The composite focal mechanism of 3 subregions

地震節(jié)面Ⅰ節(jié)面ⅡP軸T軸走向(°)傾角(°)滑動(dòng)角(°)走向(°)傾角(°)滑動(dòng)角(°)方位(°)傾伏角(°)方位(°)傾伏角(°)察隅主震40.3175.8026.97303.2063.92164.15170.008.00264.0029.002區(qū)余震306.3983.23-163.84214.4473.95-7.04173.0016.0078.006.003區(qū)余震231.5090.00-177.20141.5087.200.0096.002.007.002.004區(qū)余震112.0784.54-20.17204.0769.92-174.1866.0018.00160.0010.00

6500萬年以來印度大陸始終向NNE 方向移動(dòng)，與歐亞大陸碰撞，在東、西兩個(gè)構(gòu)造結(jié)處楔入.在東構(gòu)造結(jié)，形成NWW走向的喜瑪拉雅弧和NS向的緬甸弧.前者是近南北向壓應(yīng)力作用，后者是近東西向壓應(yīng)力作用，看來察隅M8.6強(qiáng)震序列先后體現(xiàn)了這2種作用方式.

察隅M8.6主震的震中處于2區(qū)內(nèi)，并且其斷層面解和2區(qū)余震震中呈NWW帶分布一致，可能意味著2區(qū)的余震是由主震直接引發(fā)的.西部和南部的余震可能屬于調(diào)整性地震.可以把2區(qū)的余震稱之為直接余震；將3區(qū)和4區(qū)的余震稱之為間接余震，屬于外圍遠(yuǎn)距離調(diào)整或者觸發(fā)性質(zhì).由于東構(gòu)造結(jié)(阿薩姆角)的楔入，青藏高原的地殼運(yùn)動(dòng)在東構(gòu)造結(jié)附近呈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(Hirn et al.，1995；Royden et al.，1997；曹建玲等，2009)，導(dǎo)致察隅M8.6強(qiáng)震序列各個(gè)分區(qū)的應(yīng)力場(chǎng)呈不同的取向.

5 討論和結(jié)論

我們利用收集到的全球臺(tái)站的P波觀測(cè)數(shù)據(jù)，采用我國(guó)國(guó)家測(cè)震臺(tái)網(wǎng)的常規(guī)定位方法和技術(shù)，對(duì)1950年8月15日西藏察隅M8.6主震和其前后各一年內(nèi)的M≥6.0的前震和強(qiáng)余震共計(jì)16次地震進(jìn)行了重新定位，并在此基礎(chǔ)上重新計(jì)算了震源機(jī)制解.得到的結(jié)果示于圖8.

(1)重新定位后，察隅M8.6強(qiáng)震序列中16次6級(jí)以上地震，都有了各自的參數(shù)，包括自由深度值.因?yàn)楫?dāng)時(shí)對(duì)西藏地區(qū)的地震監(jiān)測(cè)能力很弱，受到可用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和質(zhì)量的制約尤其對(duì)深度值的約束性差，達(dá)不到現(xiàn)代監(jiān)測(cè)條件下的高精度，但我們重新定位后的參數(shù)比早期版本的地震目錄有了較大改善.察隅M8.6主震和多半余震經(jīng)重新定位后，都取得了較好的結(jié)果.盡管有些余震的定位誤差特別是深度誤差大，但我們得到的自由深度值與該地區(qū)的地震活動(dòng)性相符合，比起早期地震目錄中多次地震震中重疊于一點(diǎn)且無深度測(cè)定的情況，我們的定位結(jié)果也可作為使用者的參考之一.我們目前收集全球數(shù)據(jù)的途徑僅有ISS觀測(cè)報(bào)告，以后隨工作的深入，如能從其他國(guó)家和地區(qū)補(bǔ)充到可用的數(shù)據(jù)，對(duì)這些地震的重定位精度還可能進(jìn)一步改善.

如圖8所示，察隅M8.6強(qiáng)震序列中的前震、主震和強(qiáng)余震顯示出分時(shí)段分區(qū)分布的特征，即本文中劃分的4個(gè)區(qū).1區(qū)是前震，在墨脫北部雅魯藏布江大拐彎的頂部發(fā)生.2區(qū)發(fā)生了主震和之后3天內(nèi)的余震，都分布在察隅附近，并且2區(qū)中的地震震中呈北西條帶分布.3區(qū)的余震擴(kuò)展到南部的印度和緬甸，尤其在印度的平原，6級(jí)余震存在場(chǎng)地放大效應(yīng)，造成高烈度分布，導(dǎo)致高烈度區(qū)延伸(Tandon，1954).4區(qū)的余震發(fā)生在西部的墨脫、錯(cuò)那等地.本序列中，有4次較大的余震(2次61/4，2次61/2).其中3次集中在4區(qū)，這里也是高烈度異常區(qū)，活動(dòng)很強(qiáng)(郭增建和馬宗晉，1988).整體上看，察隅M8.6主震和3天內(nèi)的東部余震呈NWW向條帶分布，西部的余震呈NE向條帶分布，南部的余震位于歐亞板塊之外.有趣的是4個(gè)階段時(shí)序上明確顯示出4個(gè)分區(qū)順時(shí)針旋移的過程.

圖8 西藏察隅M8.6地震強(qiáng)震序列的震中分布和震源機(jī)制解Fig.8 The distribution of epicenters and the focal mechanism of Zayü, Tibet M8.6 strong earthquake sequence

(2)根據(jù)重定位后的震源位置，我們重新計(jì)算了察隅M8.6主震的震源機(jī)制解和分區(qū)余震的綜合震源機(jī)制解.①主震的NWW走向的節(jié)面，走向?yàn)?03°、傾向北東、傾角為64°，右旋走滑為主，有一點(diǎn)正斷分量.它與2區(qū)內(nèi)余震震中的NWW分布方向一致.在《西藏察隅當(dāng)雄大地震》一書中(西藏自治區(qū)科學(xué)技術(shù)委員會(huì)和國(guó)家地震局科技監(jiān)測(cè)司，1988)和西安地質(zhì)學(xué)院劉玉海(1985)繪制的察隅M8.6地震烈度圖中，在極震區(qū)的等震線都呈現(xiàn)出向北北西偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，NWW走向的節(jié)面是否就是主震的發(fā)震斷層面，還有待更多的工作證實(shí).②所有的壓應(yīng)力軸P、張應(yīng)力軸T，都接近于水平向.其傾伏角大都小于20°.這是察隅M8.6強(qiáng)震序列中震源機(jī)制所顯示的地殼應(yīng)力場(chǎng)的基本特征.③主震和東部余震(2區(qū)余震)的壓應(yīng)力軸P為近南北向，張應(yīng)力軸T為近東西向；但南部和西部余震(3區(qū)和4區(qū))的P軸為近東西向，T軸為近南北向.反映出該強(qiáng)震序列中余震震源機(jī)制解的空間變化比較劇烈.察隅M8.6主震發(fā)生后，介質(zhì)的破裂嚴(yán)重?cái)_動(dòng)了應(yīng)力場(chǎng)，應(yīng)力的調(diào)整過程較復(fù)雜，使應(yīng)力釋放調(diào)整過程中的一些余震的震源機(jī)制與主震的震源機(jī)制不一致.雖然由于觀測(cè)資料不足，無法做出單次余震的震源機(jī)制，但在綜合斷層面解中仍有所體現(xiàn).另一個(gè)原因是，這次特大地震的余震范圍廣大，其中的構(gòu)造又不單一，每個(gè)小區(qū)域內(nèi)余震的震源機(jī)制，可能與當(dāng)?shù)鼐植繕?gòu)造因素有關(guān).

(3)察隅M8.6強(qiáng)震序列的時(shí)間空間過程所體現(xiàn)的規(guī)則性分布及其應(yīng)力場(chǎng)作用方式的區(qū)域差異現(xiàn)象對(duì)于理解板塊相互作用、分析區(qū)域構(gòu)造變形、研究其動(dòng)力成因，提供了極其重要的基礎(chǔ)認(rèn)識(shí).有利于提出基本假設(shè)，進(jìn)而采用數(shù)值和物理模擬，給出理論解釋.

(4)我國(guó)早期歷史地震的參數(shù)測(cè)定，存在著很多不確定性.本文的方法和思路可以應(yīng)用到其他地區(qū)，提高對(duì)歷史地震的參數(shù)測(cè)定精度，將有利于后續(xù)對(duì)地震活動(dòng)性、發(fā)震構(gòu)造、應(yīng)力場(chǎng)等多方面的研究和認(rèn)識(shí).

致謝 感謝兩位審稿專家提出的寶貴意見.感謝中國(guó)地震局地球物理研究所陳培善研究員和ISC István Bondár博士給予的指導(dǎo)和幫助.

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(本文編輯 何燕)

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Redetermination of the source parameters of the Zayü, TibetM8.6 earthquake sequence in 1950

LI Bao-Kun1, DIAO Gui-Ling2, XU Xi-Wei3, WAN Yong-Ge4, FENG Xiang-Dong2, ZOU Li-Ye1, MIAO Chun-Lan1

1ChinaEarthquakeNetworksCenter,Beijing100045,China2HebeiSeismologicalBureau,Shijiazhuang050021,China3InstituteofGeology,ChinaEarthquakeAdministration,Beijing100029,China4InstituteofDisaster-PreventionScienceandTechnology,BeijingYanjiao101601,China

The location parameters of the Zayü, TibetM8.6 earthquake sequence in 1950 in the published catalogues are poor, which cannot help further study of this great event. In order to provide more precise location results and some features of their spatial-temporal distributions, and to reveal the stress field in the corresponding region, we attempted to relocate this earthquake sequence and to determine the focal mechanisms.

The data of global seismic stations from International Seismological Summary (ISS) and the Catalogue of China Earthquakes (BC 1831─AD 1969) were collected. The 16 events withM≥6 of the Zayü, TibetM8.6 sequence were relocated by P arrivals at 239 worldwide stations using the routine location method and model of Chinese National Seismographic Network: Improved Geiger and the JB time tables. The corresponding fault plane solutions and composite fault plane solutions were determined by first motions of P waves based on the new relocations.

(1) The relocations of 16 strong earthquakes of the ZayüM8.6 sequence have been completed. It is shown that the epicenters in different periods appeared in different sub-regions: A foreshock which occurred on 23 Feb 1950 appeared in the 1stsub-region, the top of the great bend of the Yarlung Zangbo River, which lies at the north of Motuo. The mainshock and the following 7 aftershocks in 3 days which occurred from 15 Aug 1950 to 18 Aug 1950 were located in the 2stsub-region near Zayü and distributed along the north-west belt. The 3 aftershocks in period 3 which occurred from 22 Aug 1950 to 13 Sep 1950, were located in the 3stsub-region extending to the south, India and Myanmar. The 3 aftershocks in period 4 which occurred from 30 Sep 1950 to 15 Apr 1951 appeared in the 4stsub-region at Motuo and Cuona, west of the aftershock epicenter area. Another aftershock occurred on the 110thday after the mainshock, the epicenter of which returned to the place near the mainshock. (2) The focal mechanism solutions determined based on the relocations indicate that the NWW strike of a nodal plane of the mainshock is consistent with the NWW direction of the major axis of the aftershock epicenter area in the 2stsub-region. All compressive axesPand tensional axesTof the earthquake sequence are nearly horizontal, of which most dip angles are less than 20°. The compressive axes of the mainshock and the aftershocks in the 2stsub-region are nearly north-south direction, and tension axes are nearly east-west direction. But in the 3stand 4stsub-region, the compressive axes of aftershocks are nearly east-west direction, and tensional axes are nearly north-south direction.

The 16 events of the Zayü, TibetM8.6 earthquake sequence in 1950 have been relocated. The new results are quite different from the parameters in the previous catalogues of which the locations of many aftershocks were exactly the same as the mainshock, i.e. only one point. The relocations indicate that the epicenters in different periods appeared in 4 different sub-regions rather than distributing along the determined rupture. The obvious correlation of these 4 sub-regions is clockwise rotation movement. The focal mechanism solutions determined based on the relocations display that the differences of focal mechanisms among the aftershocks of the sequence are large.

Zayü, TibetM8.6 strong earthquake sequence; Source parameters; Relocation; Focal mechanism; Spatial-temporal distributions

10.6038/cjg20151130

P315

2014-10-31，2015-07-31收修定稿

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(40821160550，91214201)資助.

李保昆，女，1968年生，副研究員，主要從事地震監(jiān)測(cè)研究.E-mail:libk@seis.ac.cn