2016年8月11日重慶墊江MS4.4級(jí)地震特征分析

黃世源 ，王宏超 ，秦 娟 ，高 見(jiàn)

(1.地球和空間科學(xué)學(xué)院 中國(guó)科技大學(xué)，安徽 合肥 230026；2. 重慶市地震局，重慶 401147)

2016年8月11日重慶墊江MS4.4級(jí)地震特征分析

黃世源1,2，王宏超2，秦 娟2，高 見(jiàn)2

(1.地球和空間科學(xué)學(xué)院 中國(guó)科技大學(xué)，安徽 合肥 230026；2. 重慶市地震局，重慶 401147)

本文分析了2016年8月11日重慶墊江MS4.4級(jí)地震的基本參數(shù)和基于P波初動(dòng)和波形反演兩種方法計(jì)算得到震源機(jī)制解，并結(jié)合本次地震的地質(zhì)構(gòu)造和歷史地震活動(dòng)背景、烈度長(zhǎng)軸衰減方向等資料，顯示本次地震的發(fā)震構(gòu)造不清晰，可能是在區(qū)域應(yīng)力作用下，地表蓋層內(nèi)局部層間產(chǎn)生滑脫作用而發(fā)生的淺地表地震。

墊江MS4.4級(jí)地震；地震參數(shù)；震源機(jī)制解；地震烈度

重慶地域構(gòu)造分區(qū)可劃分為揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)和秦嶺地槽褶皺系兩個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元，重慶大部分地區(qū)處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)的二級(jí)構(gòu)造單元─四川臺(tái)拗東南側(cè)的川東陷褶束(三級(jí)構(gòu)造單元)內(nèi)，屬相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域。重慶地域具有中國(guó)大陸內(nèi)部東、西構(gòu)造運(yùn)動(dòng)“中間過(guò)渡地區(qū)”的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)特點(diǎn)，即渝西應(yīng)力場(chǎng)與我國(guó)西南地區(qū)北西西主壓應(yīng)力場(chǎng)方向一致，而渝東應(yīng)力場(chǎng)與秦嶺—大巴山地區(qū)的北北西、北北東主壓應(yīng)力場(chǎng)方向相同[1]。2016年8月11日11時(shí)49分重慶市墊江縣(30.27°N，107.38°E)發(fā)生MS4.4級(jí)地震，震源深度10千米，震中位于四川臺(tái)拗東南側(cè)的川東陷褶束內(nèi)，屬渝東少震弱震區(qū)，歷史上無(wú)5級(jí)以上地震記載，記錄的最大一次地震為1878年4.0級(jí)。本文綜合了震源機(jī)制、區(qū)域構(gòu)造、歷史地震背景和現(xiàn)場(chǎng)震害等資料就該地震的基本特征進(jìn)行分析探討。

1 地震基本參數(shù)

1.1 地震三要素

(▲表示CAP方法反演選取的臺(tái)站)圖1 墊江MS4.4級(jí)地震震中附近測(cè)震臺(tái)網(wǎng)分布

墊江MS4.4級(jí)地震震中200 km范圍內(nèi)共有測(cè)震臺(tái)33個(gè)(包括重慶轄區(qū)臺(tái)站27個(gè)，四川省內(nèi)臺(tái)站4個(gè)，湖北省臺(tái)站2個(gè))，100 km范圍內(nèi)有地震臺(tái)11個(gè)(參見(jiàn)圖1)，震中區(qū)測(cè)震臺(tái)網(wǎng)監(jiān)控能力為ML1.0。本次地震發(fā)生時(shí)，中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)、重慶地震臺(tái)網(wǎng)和四川地震臺(tái)網(wǎng)報(bào)送了地震的基本參數(shù)，見(jiàn)表1。

圖2 墊江4.8級(jí)地震震源隨不同深度變化與最佳深度波形擬合

編號(hào)發(fā)震日期發(fā)震時(shí)刻震中位置年月日時(shí)分秒φN/°λE/°震級(jí)ML深度/km震中地名結(jié)果來(lái)源120160811114902.830.28107.384.58重慶墊江重慶臺(tái)網(wǎng)220160811114902.330.27107.414.310重慶墊江四川臺(tái)網(wǎng)320160811114902.030.25107.414.810重慶墊江國(guó)家臺(tái)網(wǎng)

1.2 震源機(jī)制與深度

CAP(Cut-and-Paste)是一種全波形的反演方法[2-3],是目前確定地震震源機(jī)制解和震源深度較為可靠的方法[4-5]。本文利用CAP法反演了墊江MS4.4級(jí)地震震源機(jī)制，得到本次地震矩震級(jí)為Mw4.09，震源機(jī)制解參數(shù)見(jiàn)表2。圖2給出了反演方差和震源機(jī)制解隨不同深度值的變化，震源深度0.8 km左右時(shí)震源機(jī)制解的反演方差達(dá)到極小值，反演選取的臺(tái)站見(jiàn)圖1。本文得到的墊江MS4.4級(jí)地震震源深度與中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心(www.csndmc.ac.cn)測(cè)定的10 km深度差別較大，即使考慮到速度模型的誤差，也基本可以認(rèn)為此次地震震源深度在1 km左右，是發(fā)生在地殼內(nèi)部極其淺層的一次地震。

墊江MS4.4級(jí)地震P軸方位為184°，仰角15.57°，T軸方位為326°，仰角為70.70°，主壓應(yīng)力北南方向與該區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)北北西方向接近[1]，地震震源錯(cuò)動(dòng)類型具有明顯的逆沖性質(zhì)。震區(qū)主體構(gòu)造方向?yàn)楸北睎|，但計(jì)算得到的震源節(jié)面為近東西方向，與主體構(gòu)造方向有明顯差異。據(jù)資料顯示，墊江MS4.4級(jí)地震的發(fā)震區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造行跡不明顯，無(wú)法準(zhǔn)確選取震源節(jié)面方向。但震源節(jié)面與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查得到的震區(qū)等震線長(zhǎng)軸近東西方向非常一致①。另外，本次研究也給出了利用震中周邊27個(gè)臺(tái)站記錄的清晰P波初動(dòng)資料，計(jì)算得到的震源機(jī)制解結(jié)果，矛盾比為0.083,與CAP方法反演得到的結(jié)果基本一致(參見(jiàn)表2，圖3)。

表2 墊江MS4.4地震震源機(jī)制解參數(shù)

圖3 不同方法得到的墊江MS4.4級(jí)地震的震源機(jī)制解

1.3 余震活動(dòng)

8月11日墊江MS4.4級(jí)地震后，重慶市地震局迅速趕往震區(qū)黃沙鎮(zhèn)架設(shè)2套流動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，8月11日20時(shí)30分?jǐn)?shù)據(jù)開(kāi)始實(shí)時(shí)傳回重慶市地震臺(tái)網(wǎng)中心。據(jù)重慶地震臺(tái)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，截至8月20日，未記錄到震區(qū)有余震活動(dòng)，為孤立型地震。

1.4 前兆變化特征

墊江MS4.4級(jí)地震震中200 km范圍內(nèi)的前兆定點(diǎn)觀測(cè)主要以重慶前兆臺(tái)網(wǎng)的形變和流體測(cè)項(xiàng)為主，其中有10個(gè)形變觀測(cè)項(xiàng)目和6個(gè)流體觀測(cè)項(xiàng)目。在本次地震前，前兆觀測(cè)均未出現(xiàn)明顯的異常變化，僅石柱魚(yú)池水位、石柱黃水鉆孔應(yīng)變、黔江垂直擺和巴南石龍鉆孔應(yīng)變記錄到同震變化，參見(jiàn)圖4。

2 震害與等震線特征

圖5 2016年8月11日墊江MS4.4級(jí)地震烈度分布圖

在墊江MS4.4級(jí)地震震中周邊抽取了20余個(gè)居民點(diǎn)，查看了數(shù)十棟房屋，圈定了本次地震的烈度圈范圍(參見(jiàn)圖5)。震中烈度為Ⅴ度強(qiáng)(Ⅴ+)，宏觀震中為30°15.3′N(xiāo)，107°24.4′E，位于微觀震中以東2 km的黃沙鎮(zhèn)一帶。Ⅴ度區(qū)呈近東西走向的長(zhǎng)橢圓形，長(zhǎng)軸19千米，短軸11 km，面積約165 km2。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，當(dāng)?shù)亟ㄖ远鄬哟u混結(jié)構(gòu)房屋為主，有少量單層磚木結(jié)構(gòu)房屋，也有少量年久失修的瓦房和簡(jiǎn)易房屋。本次地震Ⅴ度區(qū)受損的主要是年久失修的瓦房和簡(jiǎn)易房屋，表現(xiàn)為墻體產(chǎn)生裂縫或原有裂縫擴(kuò)張，個(gè)別女兒墻外閃或產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫，新建房屋產(chǎn)生瓷磚裂縫，瓦房梭瓦、掉瓦相對(duì)普遍，灶臺(tái)垮塌，石桌支撐產(chǎn)生構(gòu)建裂縫等。受傷人員為掉瓦所砸傷。室內(nèi)財(cái)產(chǎn)損失主要為貨柜物品掉落，燈具掉落，碗碟掉落，吹風(fēng)扇傾倒損壞等。

3 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造與歷史地震活動(dòng)背景

3.1 地質(zhì)構(gòu)造

重慶墊江地區(qū)位于新華夏系第三沉降帶之四川盆地東部，屬于川東弧形構(gòu)造帶的組成部分。區(qū)內(nèi)構(gòu)造行跡以北北東—北東向梳妝褶皺為主，南部因川黔徑向構(gòu)造帶伸入，成生了一系列復(fù)合構(gòu)造行跡關(guān)系。震區(qū)地處川東褶皺束萬(wàn)州凹褶束第四級(jí)構(gòu)造單元分界線附近，地表構(gòu)造十分簡(jiǎn)單，以構(gòu)造地貌為主，背斜軸翼為山，向斜軸翼大部為丘，未見(jiàn)斷裂發(fā)育[1]。震區(qū)及附近地層從新至老依次為新生界第四系全新統(tǒng)，中生界侏羅系上、中、下統(tǒng)及中生界三疊系上、中、下統(tǒng)。境內(nèi)從北西至南東依次發(fā)育四個(gè)背斜和三個(gè)向斜，它們分別是：明月峽背斜、梁平向斜、臥龍河背斜、高峰向斜、黃泥塘背斜、拔山寺向斜、茍家場(chǎng)背斜[6]。本次地震位于北東走向的臥龍河背斜北端。

3.2 地震活動(dòng)背景

墊江地區(qū)歷史少有地震活動(dòng)，震中周邊50 km范圍內(nèi)有歷史記錄以來(lái)僅有一次4級(jí)地震記錄，為1878年6月12日4.0級(jí)地震，其震中位于本次地震震中以北約4 km。1993年重慶臺(tái)網(wǎng)建成以來(lái)，墊江縣附近記錄到的較大地震是2009年1月17日ML3.1級(jí)地震，其震中位于此次地震震中西約3 km，其它大多數(shù)是2.0級(jí)以下小震。由此可知，墊江及其附近地區(qū)主要以微、小震活動(dòng)為主，歷史上無(wú)5級(jí)以上地震活動(dòng)，屬少震弱震區(qū)。

3.3 發(fā)震構(gòu)造探討

墊江MS4.4級(jí)地震區(qū)域內(nèi)構(gòu)造行跡以北北東—北東向梳妝褶皺為主，由地震基本參數(shù)與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果來(lái)綜合判定本次地震的發(fā)震構(gòu)造，認(rèn)為震源機(jī)制解(參見(jiàn)表2)節(jié)面I走向290°，節(jié)面Ⅱ走向85°，震源節(jié)面的走向?yàn)榻鼥|西向，與震中的臥龍河背斜構(gòu)造方向不一致，與區(qū)域以北東向?yàn)橹鞯臉?gòu)造行跡也不一致。震源機(jī)制節(jié)面走向與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的等震線長(zhǎng)軸衰減方向非常一致，同為近東西方向，而衰減較慢的方向一般與發(fā)震斷層走向或破裂擴(kuò)展方向一致[7-8]，因此可以基本判定此次地震的發(fā)震節(jié)面為近東西走向。

經(jīng)CAP全波形反演方法得到的墊江MS4.4級(jí)地震主壓應(yīng)力P軸方向?yàn)槟媳毕颍c區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力北北東方向接近。最佳擬合深度約0.8 km，即使考慮到速度模型的誤差，也基本可以認(rèn)為此次地震震源深度在1～2 km。據(jù)相關(guān)資料研究顯示，墊江地區(qū)整體蓋層厚度約3～7 km[1,9]，蓋層為一套較完整的海相—內(nèi)陸湖盆相沉積層構(gòu)造，以下為隱伏結(jié)晶基底單層結(jié)構(gòu)。而在蓋層上往往表現(xiàn)出“可塑性”很強(qiáng)的褶皺地震構(gòu)造，形成不同深度分布的滑脫現(xiàn)象，而不同深度的地震機(jī)制可能與蓋層的不同層位介質(zhì)的構(gòu)造有直接關(guān)系。由此推測(cè)，此次墊江MS4.4級(jí)地震震中區(qū)域無(wú)明顯構(gòu)造行跡，可能是在區(qū)域應(yīng)力作用下，地表蓋層內(nèi)局部層間的應(yīng)力集中加載，產(chǎn)生滑脫作用而在淺地表形成了此次地震。

4 結(jié)論

2016年8月11日重慶墊江MS4.4級(jí)地震發(fā)生在四川盆地川東弧形構(gòu)造區(qū)，震后無(wú)余震，為孤立型地震。宏觀震中位于墊江縣黃沙鎮(zhèn)一帶，極震區(qū)烈度為V+。根據(jù)等震線長(zhǎng)軸分布、震源機(jī)制解結(jié)果和震區(qū)地質(zhì)構(gòu)造資料，認(rèn)為本次地震發(fā)震構(gòu)造不清晰，震源機(jī)制為逆沖性質(zhì)，發(fā)震節(jié)面為近東西向，震源深度極淺，在1～2 km以內(nèi)。在現(xiàn)場(chǎng)震害調(diào)查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，盡管墊江MS4.4級(jí)地震震級(jí)不高，但極震區(qū)烈度達(dá)到V度強(qiáng)(V+)，震害比同等強(qiáng)度的其它震級(jí)地震明顯偏重，其原因可能與本次地震的震源深度非常淺有關(guān)。

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The Principal Features Analysis of DianjiangMS4.4 Earthquake on 11 August 2016 in Chongqing

HUANG Shiyuan1,2, WANG Hongchao2, QIN Juan2, GAO Jian2

(1. School of Earth and Space Sciences, University of Science and Technology of China, Anhui Hefei 230027；2. Earthquake Administration of Chongqing, Chongqing 401147，China)

The paper analyses the principal parameters of earthquake occurred on 11 August 2016 in Dianjiang County, Chongqing City. The earthquake focal mechanism is inversed with the method of P-wave first motion and waveform. The geological tectonic background and historical earthquake activity are discussed. In the views of regional tectonics, seismic activities, the major axis of seismic intensity epicenter area are analyzed comprehensively. The result shows that the causative structure of this earthquake is not clear, and the earthquake is probably driven by regional stress adjustment and it results from the detachment surface in the shallow surface cover.

DianjiangMS4.4 earthquake; earthquake parameters; focal mechanism; earthquake intensity

2016-07-08；

2016-11-25

黃世源(1981-)，男，重慶市南川區(qū)人，畢業(yè)于中國(guó)科技大學(xué)(合肥)地質(zhì)工程專業(yè)，工程師.

P315.3

B

1001-8115(2017)02-0001-05

10.13716/j.cnki.1001-8115.2017.02.001