2016年青海門源 MS6.4地震序列重定位研究

包淑嫻 王長(zhǎng)在

（中國(guó)北京 100081 中國(guó)地震局地球物理研究所）

2016年青海門源 MS6.4地震序列重定位研究

包淑嫻 王長(zhǎng)在

（中國(guó)北京 100081 中國(guó)地震局地球物理研究所）

北京時(shí)間2016年1月21日1時(shí)13分，在青海省門源縣發(fā)生MS6.4地震。利用喜馬拉雅臺(tái)陣二期部分臺(tái)站和青海地震臺(tái)網(wǎng)震后2個(gè)月的震相觀測(cè)數(shù)據(jù)，采用雙差定位方法，對(duì)門源地震序列進(jìn)行重定位研究。重定位結(jié)果表明，余震序列呈北西向分布，大致平行于冷龍嶺斷裂走向，余震展布長(zhǎng)度約12 km，90%的余震發(fā)生在5—13 km深度范圍內(nèi)。結(jié)合震源機(jī)制，認(rèn)為此次地震為向西南傾的高傾角逆沖地震，發(fā)震斷層為冷龍嶺北東側(cè)的次級(jí)斷裂，斷層面走向約131°。震源深度剖面顯示，門源地震的余震分布與常見的逆沖型地震余震分布存在差異，可能與該區(qū)域深部地質(zhì)構(gòu)造和介質(zhì)結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜有關(guān)。

門源地震；余震序列；雙差定位；冷龍嶺斷裂

0 引言

冷龍嶺斷裂帶地處青藏高原隆起區(qū)東北緣，屬于北祁連山活動(dòng)斷裂帶，北側(cè)為走廊過(guò)渡帶，南側(cè)為中祁連隆起帶，斷裂東端與古浪斷裂及毛毛山斷裂相接，西端與托來(lái)山斷裂相連（何文貴等，2000），構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)主要受到印度板塊和歐亞板塊擠壓作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自1900年以來(lái)，冷龍嶺斷裂帶附近發(fā)生多次6級(jí)以上地震，最近一次為1986年8月26日青海門源MS6.4地震（汪進(jìn)等，1992）。

據(jù)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)測(cè)定，北京時(shí)間2016年1月21日1時(shí)13分，在青海省門源縣發(fā)生MS6.4地震，震中位于（101.6°E，37.7°N），震源深度10 km。中國(guó)地震局地球物理研究所在南北地震帶北段布設(shè)的675套流動(dòng)地震觀測(cè)設(shè)備（簡(jiǎn)稱喜馬拉雅臺(tái)陣二期，2014年1月布設(shè)），完整記錄了此次地震序列，由于地震臺(tái)站覆蓋較好、觀測(cè)質(zhì)量較高，為進(jìn)行重定位提供了寶貴的觀測(cè)數(shù)據(jù)。本文利用喜馬拉雅臺(tái)陣二期和青海地震臺(tái)網(wǎng)2016年1月21日至4月8日的震相觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)此次主震及余震序列進(jìn)行重定位研究。

1 計(jì)算方法

采用雙差相對(duì)定位方法（Waldhauser and Ellsworth，2000），對(duì)門源地震序列進(jìn)行重定位。該方法通過(guò)對(duì)一定空間范圍內(nèi)地震事件兩兩組對(duì)，根據(jù)組對(duì)事件之間震相的到時(shí)差獲得事件對(duì)的相對(duì)位置，廣泛應(yīng)用于地震序列重定位研究（Fang et al，2013；王未來(lái)等，2014； Fang et al，2015），基本方程為

式中，Δtik和Δtjk分別對(duì)應(yīng)地震i和j到臺(tái)站k的到時(shí)（走時(shí)）殘差； Xi和Xj分別是兩個(gè)震源的位置矢量；Sik和Sjk是兩個(gè)震源位置到臺(tái)站k的地震射線的慢度矢量，εik和εjk分別為地震在臺(tái)站的到時(shí)拾取誤差。

2 資料選取

2016年1月21日門源縣MS6.4 地震發(fā)生后，至4月8日，青海省地震臺(tái)網(wǎng)觀測(cè)到2 020個(gè)地震，20 352個(gè)震相，其中Pg震相10 065個(gè)，Sg震相10 287個(gè)，地震分布見圖1。對(duì)于此次地震序列，共81個(gè)地震臺(tái)有記錄，其中喜馬拉雅二期地震臺(tái)18個(gè)，平均每個(gè)地震有6個(gè)地震臺(tái)記錄10個(gè)震相，平均最小震中距28 km，平均張角為154°。主震周邊斷層及部分地震臺(tái)分布見圖2。按照地震定位臺(tái)站數(shù)量不小于3個(gè)、震相數(shù)大于6的標(biāo)準(zhǔn)，挑選出1 205個(gè)地震，因選用地殼速度模型Crust1.0（http://igppweb.ucsd.edu/～gabi/crust1.html）進(jìn)行重定位研究，最終選定1 133個(gè)地震。

圖1 門源MS6.4 地震及余震序列原始震中分布Fig.1 Original epicenter map of Menyuan MS6.4 earthquake and its aftershock sequence around

圖2 門源MS6.4地震周邊斷層和臺(tái)站分布Fig.2 Distribution of active faults and seismic stations Menyuan MS6.4 earthquake

3 地震重定位結(jié)果

對(duì)選取的1 133個(gè)地震進(jìn)行重定位，空間分布見圖3（圖中色標(biāo)表中余震相對(duì)主震的時(shí)間差）。南北、東西和垂直向平均定位誤差分別為0.17 km、0.20 km和0.24 km，平均走時(shí)殘差0.10 s。重定位結(jié)果顯示，余震序列呈北西向分布（約310°），與冷龍嶺斷裂走向基本一致。USGS給出的震源機(jī)制解顯示，此次地震發(fā)震斷層的兩個(gè)節(jié)面參數(shù)分別為：走向134°，傾角43°和走向343°，傾角51°。余震重定位結(jié)果顯示，余震分布走向約131°，與震源機(jī)制解中走向134°的節(jié)面基本一致（圖3），與走向343°的節(jié)面存在較大夾角，因此認(rèn)為，走向134°、傾角43°的節(jié)面為門源地震破裂面。

沿走向和傾向，給出此次地震序列震源深度剖面，見圖3。AA′剖面顯示，此次地震破裂長(zhǎng)度約12 km； BB′剖面顯示（地震距剖面為±2 km），余震大致分布在一個(gè)三角形區(qū)域內(nèi)，與常見逆沖型地震的余震大多分布在斷層上盤的特征存在明顯差異，可能是因?yàn)檎鹪磪^(qū)斷層系統(tǒng)和周邊介質(zhì)較為復(fù)雜。

圖3 門源MS6.4地震重定位震中和震源深度剖面Fig.3 Distribution of the Menyuan MS6.4 earthquake sequences after relocation

圖4 震源深度Fig.4 Histogram of the focal depths

對(duì)于此次門源MS6.4地震序列，統(tǒng)計(jì)不同震源深度分布百分比，見圖4。由圖4可知，90%的余震震源深度主要分布在5—13 km。綜合震源機(jī)制解和余震精定位結(jié)果，認(rèn)為此次地震是高傾角逆沖為主的地震。1986年門源6.4級(jí)地震與本次地震震中相近，但其震源機(jī)制與地質(zhì)考察均顯示為正斷性質(zhì)（胡朝忠等，2016）?？梢姡谛》秶鷥?nèi)發(fā)生兩次震源性質(zhì)截然不同的地震，表明區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，值得今后開展深入研究。

4 結(jié)論

利用喜馬拉雅臺(tái)陣二期和青海地震臺(tái)網(wǎng)的震相觀測(cè)數(shù)據(jù)，采用雙差定位方法，對(duì)2016年門源MS6.6地震序列進(jìn)行重定位，結(jié)果表明，余震序列呈北西向分布，大致平行于冷龍嶺斷裂走向，余震展布長(zhǎng)度約12 km，90%的余震發(fā)生在5—13 km深度范圍內(nèi)。結(jié)合震源機(jī)制，認(rèn)為此次地震為向西南傾的高傾角逆沖地震，發(fā)震斷層為冷龍嶺東北側(cè)次級(jí)斷裂。震源深度剖面顯示，與一般逆沖型地震余震主要發(fā)生在斷裂面上盤不同，難以判定此次門源地震余震序列發(fā)震斷層傾向及沿深度方向的展布，可能與該地區(qū)復(fù)雜的深部介質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān)。

由于本研究只選用喜馬拉雅臺(tái)陣二期部分地震臺(tái)站數(shù)據(jù)，若使用更多地震臺(tái)波形記錄，并結(jié)合地震層析成像進(jìn)行研究，可以更加清楚地揭示此次地震的發(fā)震構(gòu)造。

感謝青海省地震臺(tái)網(wǎng)提供2016年門源MS6.6地震序列震相數(shù)據(jù)。

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Relocation of Menyuan MS6.4 earthquake sequence in Qinghai Province in 2016

Bao Shuxian and Wang Changzai
(Institute of Geophysics,China Earthquake Administration,Beijing 100081,China)

At 1∶13 on 21 January 2016 (Beijing time),an MS6.4 earthquake struck Menyuan County of Qinghai Province.Using the earthquake phase data recorded by Himalaya seismic array and Qinghai seismic network,we relocated the aftershock sequence of Menyuan earthquake with double-difference location algorithm.The relocation results show that the aftershock sequence is in northwest direction,which is roughly parallel to the direction of the Lenglongling fault.The length of the aftershock zone is about 12 km,and 90% of the aftershocks occur in the depth range of 5 to 13 km.Combined with the focal mechanism,we propose that the thrust earthquake dips to southwest with high angle and the seismogenic fault is a secondary fault on the northeast side of the Lenglongling fault.The strike of the seismogenic fault is about 131°.Focal depth profi les show that the aftershock distribution is different with that of typical thrust earthquakeswhich may be related with the complex geological and medium structure in this region.

Menyuan earthquake，aftershock sequence，double-difference location，Lenglongling fault

10.3969/j.issn.1003-3246.2016.05.003

包淑嫻，女，工程師，主要從事地震臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理工作。E-mail： baosx@cea-igp.ac.cn

王長(zhǎng)在，助理研究員，主要從事地震定位和層析成像。E-mail： wangchangzai@cea-igp.ac.cn

地震行業(yè)專項(xiàng)（201308011）和中國(guó)地震局地球物理研究所基本科研業(yè)務(wù)專項(xiàng)（DQJB14C08）

本文收到日期：2016-05-17