2019年四川榮縣MS4.9地震序列監(jiān)測(cè)與活動(dòng)特征研究＊

劉成明

（自貢市地震監(jiān)測(cè)中心，四川自貢 643000）

引言

2019年2月25日13時(shí)15分四川榮縣發(fā)生MS4.9地震，這是2019年四川省境內(nèi)發(fā)生的一次較大地震，也是四川榮縣自1475年有地震記錄以來發(fā)生的最大地震，宏觀震中位于四川自貢市榮縣東端的高山鎮(zhèn)與相鄰的內(nèi)江市威遠(yuǎn)縣西端的鎮(zhèn)西鎮(zhèn)間，震中烈度為Ⅵ度，等震線長軸呈南北走向，長軸24 km，短軸14 km，Ⅵ度區(qū)面積為268 km2。榮縣MS4.9地震序列2019年2月24—25日共有3次4級(jí)以上地震，即2月24日05時(shí)38分MS4.7、25日08時(shí)40分MS4.3和25日13時(shí)15分MS4.9地震。3次地震共造成2人死亡，13人受傷，受災(zāi)人數(shù)36165人，房屋倒塌9間，損壞53566間，高山鎮(zhèn)水打溝水庫等5座小型水庫壩頂防浪墻出現(xiàn)裂紋，造成直接經(jīng)濟(jì)損失約2.4億元。地震有感范圍較大，北至四川成都，南至云南昆明，東至重慶榮昌，西至四川樂山，包括自貢市四區(qū)兩縣均有明顯震感，造成了極大的社會(huì)影響[1]。

榮縣MS4.9地震震中區(qū)位于四川盆地川中的自流井凹陷向威遠(yuǎn)隆起的過渡帶，是威遠(yuǎn)旋卷構(gòu)造邊界西南附近的北東向榮縣—威遠(yuǎn)隱伏基底斷裂與北西向榮縣墨林場(chǎng)斷裂帶的交匯部位，基底處于自流井凹陷沉積負(fù)變質(zhì)巖基底向威遠(yuǎn)隆起花崗石正變質(zhì)巖基底的過渡帶；自流井凹陷基底埋深約5—6 km，威遠(yuǎn)隆起基底埋深約3—4 km，震中地表出露的地層主要是三疊紀(jì)上統(tǒng)須家河組至侏羅紀(jì)中統(tǒng)上、下沙溪廟組砂巖，傾角較大，為地層陡級(jí)帶。震區(qū)地表構(gòu)造形跡北面為寬緩的穹窿狀的威遠(yuǎn)背斜，背斜上小褶曲發(fā)育；南部為自流井凹陷大規(guī)模的北東向褶皺構(gòu)造。

北東向榮縣—威遠(yuǎn)基底斷裂位于威遠(yuǎn)隆起南側(cè)，是自流井凹陷向威遠(yuǎn)隆起過渡的邊界斷裂，西起犍為金石井鎮(zhèn)，向東經(jīng)榮縣、威遠(yuǎn)，至內(nèi)江銀山鎮(zhèn)，全長約200 km，是中小地震活動(dòng)帶，歷史上發(fā)生過2次4級(jí)以上地震，即1632年1月20日資陽內(nèi)江間4.7級(jí)和1979年7月29日犍為4.2級(jí)地震。北西向的榮縣墨林場(chǎng)斷裂帶位于自流井凹陷中段，北起榮縣墨林場(chǎng)，向南經(jīng)榮縣正安場(chǎng)、高山鎮(zhèn)至榮縣壽中村附近消失，在榮縣高山鎮(zhèn)附近與北東向榮縣—威遠(yuǎn)隱伏基底大斷裂相交，全長約18 km，是中小地震活動(dòng)帶，歷史上僅發(fā)生1次4級(jí)以上地震，即1967年7月29日榮縣4.0級(jí)地震[2]。自1475年自貢地區(qū)有地震史料記錄以來，榮縣地區(qū)地震活動(dòng)一直較弱，國家地震烈度區(qū)劃圖2016版定為地震烈度Ⅵ度區(qū)。因此，2019年2月25日榮縣MS4.9地震是榮縣地區(qū)有史以來的最大地震。

本文就榮縣MS4.9地震序列監(jiān)測(cè)和活動(dòng)特征進(jìn)行研究，并對(duì)榮縣MS4.9地震的成因進(jìn)行了初步分析。

1 榮縣MS4.9地震參數(shù)、序列活動(dòng)特征及震源機(jī)制解

1.1 地震基本參數(shù)

榮縣MS4.9地震序列MS≥4.0地震基本參數(shù)見表1。

表1 2019年2月榮縣MS4.9地震序列MS≥4.0地震基本參數(shù)表Table 1 Basic parameters of the Rong County MS4.9 earthquake sequence with MS≥4.0 earthquakes in February 2019

1.2 震源機(jī)制解

采用吳爾夫網(wǎng)上半球投影方法，利用自貢遙測(cè)地震臺(tái)網(wǎng)接入臺(tái)站及四川地震臺(tái)網(wǎng)部分子臺(tái)的初動(dòng)符號(hào)，求得榮縣MS4.7、MS4.3、MS4.9地震的震源機(jī)制解（表2，圖1）。

圖1 2019年2月榮縣MS4.7、MS4.3、MS4.9地震的震源機(jī)制解（吳爾夫網(wǎng)上半球投影：+初動(dòng)向上，?初動(dòng)向下）Fig.1 Focal mechanism solutions of MS4.7，MS4.3 and MS4.9 earthquakes in Rong County in February 2019（the Wulff net of the upper hemisphere projection：+upward first motion，? downward first motion）

表2 2019年2月榮縣MS4.9地震序列3次MS≥4.0地震震源機(jī)制解Table 2 Focal mechanism solutions of 3 MS≥4.0 earthquakes of Rong County MS4.9 earthquake sequence in February 2019

榮縣MS4.9地震主壓應(yīng)力方向?yàn)楸蔽魑飨?91°，節(jié)面Ⅰ走向北東東向71°，為MS4.9地震的主破裂面，地震斷面傾向南東25°，震時(shí)有一定傾滑分量，是傾滑右旋逆沖斷層。榮縣3次地震的主壓應(yīng)力P、主張應(yīng)力T和中間應(yīng)力B方位接近一致，表明3個(gè)地震所受應(yīng)力來源基本相同。

1.3 余震序列及其監(jiān)測(cè)

加強(qiáng)對(duì)榮縣MS4.9地震序列的監(jiān)測(cè)可以為地震現(xiàn)場(chǎng)工作組提供準(zhǔn)確地震參數(shù)，四川省地震局在榮縣、威遠(yuǎn)縣緊急布設(shè)了21個(gè)流動(dòng)微震臺(tái)，自貢市地震監(jiān)測(cè)中心緊急布設(shè)了6個(gè)流動(dòng)微震臺(tái)，加上自貢市地震監(jiān)測(cè)中心已建設(shè)和接入的自貢及周邊12個(gè)固定微震臺(tái)站，自貢市地震監(jiān)測(cè)中心共接入39個(gè)地震監(jiān)測(cè)臺(tái)站的地震連續(xù)波形數(shù)字信號(hào)（圖2），并將監(jiān)測(cè)中心使用的廣震MSDP監(jiān)測(cè)分析速報(bào)軟件中地震超級(jí)快報(bào)的起始震級(jí)由MS2.0降為MS1.5。自貢市地震監(jiān)測(cè)中心原來只有12個(gè)地震監(jiān)測(cè)臺(tái)站接入的情況下只能定位榮縣MS4.9地震中心MS1.0以上的地震；接入流動(dòng)臺(tái)后，能準(zhǔn)確定位地震中心MS0.5以上的地震。通過以上工作，自貢市地震監(jiān)測(cè)中心為榮縣MS4.9地震序列的微震監(jiān)測(cè)和信息及時(shí)準(zhǔn)確報(bào)送提供了充分的技術(shù)保障。

圖2 自貢數(shù)字遙測(cè)地震臺(tái)站分布圖（含流動(dòng)臺(tái)）Fig.2 Distribution of the digital remote seismic stations in Zigong（including the portable stations）

自貢數(shù)字遙測(cè)地震臺(tái)網(wǎng)對(duì)榮縣MS4.9地震震中地區(qū)小震監(jiān)測(cè)能力和定位精度均較好，現(xiàn)給出榮縣MS4.9地震地震序列2019年2月24日—12月31日基本結(jié)束時(shí)ML3以上地震參數(shù)（表3）。

表3 榮縣MS4.9地震序列ML≥3.0地震（據(jù)自貢地震臺(tái)網(wǎng)）Table 3 ML≥3.0 earthquakes of Rong County MS4.9 seismic sequence（according to Zigong seismic network）

榮縣MS4.9地震序列從2019年2月24日至12月底由自貢遙測(cè)地震臺(tái)網(wǎng)記錄到ML≥0.0地震7645次，其中：1.0—1.9級(jí)地震3938次，2.0—2.9級(jí)地震360次，3.0—3.9級(jí)地震22次，4.0—4.9地震4次，最大余震為2019年9月8日10時(shí)36分的MS4.3地震，最大地震MS4.9與另外3個(gè)4級(jí)以上地震的震級(jí)差均在0.6級(jí)以內(nèi)，因此，該地震序列為震群型。震群衰減緩慢，呈現(xiàn)有起伏的活動(dòng)。震群序列在8—9月、11—12月頻次有明顯的起伏。9月8日威遠(yuǎn)MS5.4地震發(fā)生后僅間隔3小時(shí)56分，在榮縣MS4.9地震震群區(qū)再次發(fā)生MS4.3級(jí)地震。榮縣MS4.9地震序列2019年1—12月，僅11月無ML≥3.0地震發(fā)生，衰減不明顯。

地震序列的M-t圖和應(yīng)變釋放曲線圖見圖3。

圖3 榮縣MS4.9地震序列（a）M-t圖、（b）應(yīng)變釋放曲線圖（2019年）Fig.3 MS4.9 seismic sequence in Rong County（a）M-t diagram，（b）strain release curve（2019）

以最小二乘法計(jì)算b值，震級(jí)區(qū)間劃分為0.5級(jí)，求得地震序列b值為0.6954（圖4）。

圖4 榮縣MS4.9地震序列b值截距圖Fig.4 b value intercept diagram of MS4.9 seismic sequence in Rong County

對(duì)榮縣MS4.9地震序列2019年2月自貢地震臺(tái)網(wǎng)記錄的MS1.0以上地震計(jì)算地震衰減系數(shù)h=0.9＞0.8，因此，榮縣MS4.9地震序列為一般震群型（圖5）。

圖5 榮縣MS4.9地震序列h值頻度曲線圖Fig.5 h value frequency curve diagram of MS4.9 seismic sequence in Rong County

2 地震活動(dòng)背景與異常特征分析

2.1 地震活動(dòng)背景

2015年9月，榮縣高山鎮(zhèn)附近開始地震活動(dòng)，到2017年11月進(jìn)入活躍期，2018年7月23日發(fā)生4.2級(jí)地震，2019年2月24—25日發(fā)生MS4.9震群型地震后，地震活動(dòng)衰減緩慢（表4、圖6）。

圖6 榮縣高山鎮(zhèn)附近MS≥2.0地震M-t圖、N-t圖（2015-01—2020-06）Fig.6 M-t and N-t diagrams of MS≥2.0 earthquakes near Gaoshan Town,Rong County（2015-01—2020-06）

表4 榮縣高山鎮(zhèn)附近MS≥4.0地震參數(shù)（2015-01—2020-06，據(jù)四川臺(tái)網(wǎng)）Table 4 MS≥4.0 earthquake parameters near Gaoshan Town，Rong County（2015-01—2020-06，according to Sichuan network）

2017年8月8日，位于東昆侖斷裂帶的四川九寨溝發(fā)生MS7.0強(qiáng)震后，位于華鎣山斷裂帶中南段及其附近的地震活動(dòng)強(qiáng)度也有所增強(qiáng)：2018年12月16日四川興文發(fā)生MS5.7地震，2019年又相繼發(fā)生1月3日珙縣MS5.3、6月17日長寧MS6.0和珙縣MS5.1、6月18日長寧MS5.3、6月22日珙縣MS5.6地震；榮縣—威遠(yuǎn)—資中區(qū)2019年相繼發(fā)生2月24—25日榮縣MS4.7、MS4.3、MS4.9、9月8日威遠(yuǎn)MS5.4、12月18日資中MS5.2地震。因此，榮縣MS4.9地震是在川東南華鎣山斷裂帶及其附近地震活動(dòng)由平靜轉(zhuǎn)向非?；钴S、應(yīng)變釋放曲線加速階段發(fā)生的（圖7）[3-4]。

圖7 川南MS≥3.0地震震中分布、地震應(yīng)變釋放曲線圖（2015-01—2020-06，據(jù)四川臺(tái)網(wǎng)）Fig.7 Epicenter distribution and strain release curve of MS≥3.0 earthquakes in southern Sichuan（2015-01—2020-06，according to Sichuan network）

2.2 四川2019年地震活動(dòng)特點(diǎn)

2019年我國大陸和鄰區(qū)地震活動(dòng)表現(xiàn)出頻次低、強(qiáng)度弱的特點(diǎn)，我國大陸地震分布總體顯示強(qiáng)度西強(qiáng)東弱，區(qū)域上顯示MS≥5.0地震分布于青藏地塊、西域地塊和華南地塊；臺(tái)灣及其附近海域，四川地區(qū)突出地震事件全部集中在川東南的華鎣山斷裂帶及其附近地區(qū)。

四川地震臺(tái)網(wǎng)測(cè)定，2019年四川及鄰區(qū)（25°—35°N，96°—110°E）共記錄ML4.0以上地震67次（包括汶川、蘆山和九寨溝余震序列）。其中，ML4.0—4.9地震54次（鄰省5次）；ML5.0—5.9地震12次（鄰省1次）；ML6.4（MS6.0）1次（鄰省0次）。四川及鄰區(qū)4.0級(jí)以上地震主要集中于川東南地區(qū)、龍門山斷裂帶、川滇菱形塊體東邊界和川滇交界東西側(cè)。2019年四川省境內(nèi)5級(jí)地震均集中在川東南地區(qū)（表5）。

表5 2019年華鎣山斷裂帶中南段及其附近MS≥5.0地震（據(jù)四川地震臺(tái)網(wǎng)）Table 5 MS≥5.0 earthquakes in the middle and southern section of Mt.Huaying fault zone and its vicinity in 2019（according to Sichuan seismic network）

2019年四川省地震活動(dòng)的頻次和強(qiáng)度均高于2018年。四川境內(nèi)地震活動(dòng)主要集中在3個(gè)區(qū)域（帶）：一是川東南華鎣山斷裂帶中南段及其附近地震集中活躍區(qū)，主要在長寧—興文—珙縣和榮縣—威遠(yuǎn)—資中兩個(gè)集中區(qū)域。二是龍門山斷裂帶地震活動(dòng)，主要分布在汶川MS8.0地震和蘆山MS7.0地震的兩個(gè)余震區(qū)。三是地震較為活躍的川滇菱形地塊東邊界[5]。

2.3 華鎣山中南段、馬邊地震帶震后地震學(xué)參數(shù)正常

根據(jù)四川地震臺(tái)網(wǎng)月報(bào)資料，對(duì)華鎣山中南段和馬邊地震帶ML≥2.0地震，用Mapsis分析預(yù)報(bào)軟件進(jìn)行地震學(xué)參數(shù)分析，2019年2月25日榮縣MS4.9地震后，榮縣MS4.9地震震中附近的華鎣山中南段b值曲線（圖8a）、地震活動(dòng)度S曲線（圖8b）均正常；馬邊地震帶b值曲線（圖8c）、斷層總面積曲線（圖8d）均正常[4]。

圖8 華鎣山中南段和馬邊地震帶MS≥2.0地震活動(dòng)性曲線圖Fig.8 Seismicity curve of MS≥2.0 in the middle south section of Mt.Huaying and Mabian seismic zone

3 榮縣MS4.9地震成因分析

如前所述，2019年2月25日四川榮縣MS4.9地震是四川榮縣自1475年有地震記錄以來發(fā)生的最大地震。其震源深度為5 km，地震發(fā)生在基底斷裂上。榮縣MS4.9地震震源機(jī)制解結(jié)果表明，這次地震是由北東向榮縣—威遠(yuǎn)隱伏基底大斷裂錯(cuò)動(dòng)引起的。當(dāng)?shù)夭甥}注水和采氣注酸注水深度都沒有達(dá)到基底斷裂的深度。

華鎣山斷裂帶北起巫山，向南經(jīng)達(dá)縣、合川、銅梁、榮昌、富順、宜賓北、南溪、高縣等地區(qū)到云南境內(nèi)與南北向構(gòu)造帶交匯，全長約600 km，因此，南北構(gòu)造帶上的應(yīng)力能傳遞到華鎣山斷裂帶。所以，當(dāng)南北地震帶上發(fā)生了強(qiáng)震時(shí)，部分應(yīng)力可能通過華鎣山斷裂帶釋放，于是華鎣山斷裂帶上中強(qiáng)震活動(dòng)與南北地震帶強(qiáng)震有較高的呼應(yīng)關(guān)系。根據(jù)《四川省地震前兆預(yù)報(bào)方法實(shí)用化研究成果匯編》[6]，四川長寧是一個(gè)地震活動(dòng)窗，在以（28°46′N，104°57′E）為圓心，50 km為半徑區(qū)域內(nèi)發(fā)生3.8級(jí)以上地震對(duì)應(yīng)四川西部發(fā)生6.0級(jí)以上地震，表5的前6個(gè)5級(jí)以上地震都在長寧窗內(nèi)，因此，2018—2019年川東南華鎣山斷裂帶中南段5—6級(jí)地震異常活躍可能與2017年九寨溝MS7.0地震有一定的呼應(yīng)關(guān)系[6]。

4 結(jié)論

2019年2月25日榮縣MS4.9地震是榮縣有地震記錄以來的最大地震。震中區(qū)位于四川盆地川中的自流井凹陷向威遠(yuǎn)隆起的過渡帶，處于威遠(yuǎn)旋卷構(gòu)造邊界南側(cè)的北東向榮縣—威遠(yuǎn)隱伏基底大斷裂與北西向的榮縣墨林場(chǎng)斷裂帶的交匯部位。四川省地震局和自貢市地震監(jiān)測(cè)中心架設(shè)流動(dòng)臺(tái)，加強(qiáng)地震監(jiān)測(cè)。自貢市監(jiān)測(cè)中心共接入39個(gè)固定和流動(dòng)臺(tái)站的連續(xù)波形數(shù)字信號(hào)，可準(zhǔn)確定位震區(qū)MS0.5以上的地震。

榮縣MS4.9地震震源深度較淺，結(jié)合震源機(jī)制解結(jié)果表明，這次地震是由四川威遠(yuǎn)隆起南側(cè)的北東向榮縣—威遠(yuǎn)隱伏基底大斷裂錯(cuò)動(dòng)引起的。當(dāng)?shù)夭甥}注水和采氣注酸注水深度并沒有達(dá)到基底斷裂的深度。榮縣MS4.7、MS4.3和MS4.9地震的震源機(jī)制解結(jié)果顯示，3次地震的主壓應(yīng)力P、主張應(yīng)力T和中間應(yīng)力B方位接近一致，表明3次地震所受應(yīng)力來源基本相同。

榮縣MS4.9地震發(fā)生前，周邊地區(qū)川東南華鎣山斷裂帶中南段地震活動(dòng)經(jīng)歷了一個(gè)由平靜轉(zhuǎn)為活躍的階段，榮縣MS4.9地震就是在川南地震異?；钴S期間發(fā)生的。

而地震發(fā)生后，榮縣MS4.9地震序列、川東南華鎣山中南段地震和馬邊地震帶的b值、h值、S值及斷層總面積等地震活動(dòng)性參數(shù)均正常，因此，榮縣MS4.9地震序列為正常的震群型地震序列。

由于華鎣山斷裂帶上中強(qiáng)震活動(dòng)與南北地震帶強(qiáng)震有較高的呼應(yīng)關(guān)系，且四川長寧及其附近是一個(gè)地震活動(dòng)窗，2019年川東南華鎣山斷裂帶中南段及其附近5—6級(jí)地震異?；钴S可能與2017年九寨溝MS7.0地震有一定的呼應(yīng)關(guān)系。