基于H-C方法的地震斷層面快速識(shí)別方法研究
——以2021-05-22青?，敹郙S7.4地震為例

楊彥明 劉興盛 任 靜 戴 勇 張 云 趙文舟

1 內(nèi)蒙古自治區(qū)地震局，呼和浩特市哲里木路80號(hào)，010010 2 青海省應(yīng)急管理廳信息中心，西寧市西關(guān)大街57號(hào)，810001 3 中國地震臺(tái)網(wǎng)中心，北京市三里河南橫街5號(hào)，1000454 上海市地震局，上海市蘭溪路87號(hào)，200062

2021-05-22 02:04:11青海省果洛州瑪多縣(34.59°N, 98.34°E)發(fā)生MS7.4地震，震源深度17 km，是繼達(dá)日MS7.7地震后巴顏喀拉塊體內(nèi)部發(fā)生的又一次7.0級(jí)以上地震活動(dòng)。1900年至今，巴顏喀拉塊體及周緣地區(qū)共發(fā)生22次MS7.0以上地震，繼1997年西藏瑪尼MS7.5地震之后，中國大陸發(fā)生的MS7.0以上地震均位于該塊體及周緣地區(qū)。塊體內(nèi)部活動(dòng)性相對(duì)較弱，發(fā)育眾多北西向斷裂[1]，規(guī)模較大，具有晚第四紀(jì)活動(dòng)性，具備強(qiáng)震孕育和發(fā)生的構(gòu)造條件[2]。

瑪多地震震區(qū)600 km范圍內(nèi)大部分臺(tái)站的寬頻帶波形資料出現(xiàn)限幅現(xiàn)象，對(duì)利用近震數(shù)據(jù)進(jìn)行震源機(jī)制反演和發(fā)震斷層判斷產(chǎn)生一定限制。本文采用文獻(xiàn)[3]方法獲得可靠的震源機(jī)制中心解進(jìn)行后續(xù)分析，利用震源-矩心(hypocenter-centroid, H-C)斷層面快速測(cè)定方法[4]推算發(fā)震斷層面，在不需要參考余震情況下，即可快速識(shí)別地震破裂方向。為驗(yàn)證該方法的準(zhǔn)確性，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、余震序列空間展布、區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)、烈度等震線以及震后科考資料，綜合驗(yàn)證本文的測(cè)定結(jié)果，并進(jìn)一步分析和探討瑪多MS7.4地震可能的發(fā)震構(gòu)造以及發(fā)震機(jī)制，為震區(qū)周邊的地震危險(xiǎn)性分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 研究區(qū)地質(zhì)背景

青藏高原自早古生代以來經(jīng)歷多期構(gòu)造變形事件，發(fā)育5條近東西走向、規(guī)模較大的板塊縫合帶，縫合帶之間是較為穩(wěn)定的構(gòu)造塊體[5]?，敹郙S7.4地震發(fā)生于青藏高原松潘-甘孜地塊(圖1)，該塊體由晚古生代阿尼瑪卿-南昆侖縫合帶、早古生代昆侖山縫合帶以及三疊紀(jì)可可西里-金沙江縫合帶所圍限[6]。地塊總體呈倒三角形，夾持于羌塘地體、東昆侖-西秦嶺造山帶和龍門山逆沖推覆帶之間[7]。塊體內(nèi)部的鮮水河和甘孜-理塘兩條深斷裂將其劃分為3個(gè)部分：鮮水河深斷裂以北區(qū)域?yàn)榘皖伩夭垴薨檸?，甘?理塘深斷裂以西部分為義敦地槽褶皺帶，兩條深大斷裂所夾部分為雅江地槽褶皺帶[1,8]。研究學(xué)者又將松潘-甘孜地塊統(tǒng)一成獨(dú)立的構(gòu)造單元，稱為巴顏喀拉塊體，塊體巖石層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造以及地球物理場(chǎng)特征與周邊相鄰塊體均存在較為明顯的差別[9]。

(a)主要地質(zhì)構(gòu)造及震中分布，紅色五角星為瑪多MS7.4地震，紅色圓點(diǎn)為巴彥喀拉塊體周緣及內(nèi)部MS7.0以上歷史強(qiáng)震，紫色虛線代表構(gòu)造分區(qū)邊界線，藍(lán)色實(shí)線為斷裂，藍(lán)色陰影區(qū)為巴顏喀拉塊體，①、②為揚(yáng)子克拉通；(b)不同機(jī)構(gòu)給出的瑪多MS7.4地震震中位置，USGS為美國地質(zhì)調(diào)查局，GCMT為全球矩心矩張量，CENC為中國地震臺(tái)網(wǎng)中心，QHEA為青海省地震局；(c)余震分布，紅色五角星為瑪多MS7.4地震，藍(lán)色圓點(diǎn)代表余震震中圖1 研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造及地震分布Fig.1 Geological structures and epicenter distribution in the study area

青藏高原受到印度板塊向北東方向推擠，而其北側(cè)以及北西和北東側(cè)邊界受到阻擋，使得青藏高原沿北東方向縮短，存在擠壓隆升作用，內(nèi)部物質(zhì)向東逃逸，從而使青藏高原周邊產(chǎn)生一系列北西向斷裂以及褶皺構(gòu)造系，而在高原內(nèi)部則形成一系列裂谷和大型走滑斷裂系[10]。深部物質(zhì)向東逃逸過程中受到四川盆地的剛性阻擋，逃逸流分裂為兩個(gè)方向，繞四川盆地分別向東南和東北方向擠出[11]。因此，巴顏喀拉塊體成為青藏高原地殼運(yùn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)變的樞紐地帶，也是中國大陸構(gòu)造運(yùn)動(dòng)劇烈的地區(qū)之一。

瑪多MS7.4地震發(fā)生于昆侖山口-江錯(cuò)斷裂東段附近，該斷裂走向?yàn)镹WW，傾向NE，高傾角，總長度近700km，以左旋走滑性質(zhì)為主[12]。其西段位于巴顏喀拉塊體北部邊界帶上，向西與東昆侖斷裂帶相連接，交匯處為帚狀特征，東昆侖斷裂帶依次與瑪多-甘德斷裂、昆侖山口-江錯(cuò)斷裂、達(dá)日斷裂、巴顏喀拉山主峰斷裂等一系列NW走向斷裂帶相交匯。昆侖山口-江錯(cuò)斷裂作為東昆侖斷裂帶分支斷裂，向SE方向延伸，其東段逐漸與NW走向的瑪多-甘德斷裂靠近?，敹?甘德斷裂規(guī)模較大，位于東昆侖斷裂帶和達(dá)日斷裂之間，呈明顯的線性特征。斷裂西起曲麻萊，經(jīng)扎陵湖和鄂陵湖北部地區(qū)，至瑪多以西區(qū)域，斷裂展布近EW向，進(jìn)入瑪多盆地北緣向東延展，走向轉(zhuǎn)為NW向，經(jīng)甘德、班瑪延伸至青海省外，全長近650 km。震源區(qū)附近展布瑪多-甘德斷裂中段，走向310°～315°[13]，與昆侖山口-江錯(cuò)斷裂走向角度相差30°～40°，兩者存在明顯的走向角度差異。

2 資料與方法

本文搜集國內(nèi)外眾多研究機(jī)構(gòu)給出的地震點(diǎn)源參數(shù)(表1)和震源參數(shù)(圖1(b)、表2)。地震序列初始定位結(jié)果來源于中國地震臺(tái)網(wǎng)中心和青海地震局地震目錄。選取2021-05-22～31震源區(qū)發(fā)生的余震進(jìn)行分布特征研究，為保證結(jié)果的可靠性，篩選臺(tái)站記錄最小個(gè)數(shù)為3的定位結(jié)果，最終獲得1 343次地震事件，最小震級(jí)為ML0.7，最大震級(jí)為MS5.2。

表1 不同機(jī)構(gòu)給出的地震點(diǎn)源參數(shù)

表2 不同機(jī)構(gòu)給出的震源基本參數(shù)

采用萬永革[3]提出的方法確定震源機(jī)制中心解，利用H-C斷層節(jié)面快速測(cè)定方法[4]對(duì)瑪多地震的發(fā)震斷層進(jìn)行快速判斷。震源位置由臺(tái)站到時(shí)確定，用來表征地震破裂傳播的起點(diǎn)。矩張量解提供矩心位置，可反映破裂斷層面的重心。將震源、矩心、震源機(jī)制解節(jié)面同時(shí)投影到三維空間，矩心設(shè)置在節(jié)面Ⅰ和節(jié)面Ⅱ交線上，若震源正好處在某一個(gè)節(jié)面上，則該節(jié)面就為發(fā)震斷層面；若震源不處在任何一個(gè)節(jié)面上，需要分別計(jì)算震源與節(jié)面Ⅰ和節(jié)面Ⅱ的距離，將距離較小的節(jié)面判斷為發(fā)震斷層面。該方法在獲得較為可靠的震源初始位置以及矩心矩張量解的情況下，能夠快速測(cè)定發(fā)震節(jié)面。

3 震源機(jī)制中心解及穩(wěn)定性

將表1中不同機(jī)構(gòu)和學(xué)者給出的瑪多地震震源機(jī)制解結(jié)果以震源球形式繪制成圖(圖2)?？梢钥闯觯敹嘀髡鹗且宰呋再|(zhì)為主的地震。利用各震源機(jī)制解計(jì)算震源機(jī)制中心解[3]，確定適宜的結(jié)果進(jìn)行后續(xù)分析。

圖2 不同機(jī)構(gòu)給出的震源機(jī)制以及震源機(jī)制中心解Fig.2 Focal mechanism and central focal mechanism from different institutions

表3為計(jì)算結(jié)果，可以看出，以不同震源機(jī)制解作為初始值，計(jì)算得到的震源機(jī)制中心解的標(biāo)準(zhǔn)差最小值為17.744645，最終確定震源機(jī)制中心解節(jié)面Ⅰ為101.60°/82.95°/-3.89°，節(jié)面Ⅱ?yàn)?92.08°/86.14°/-172.94°(計(jì)算自節(jié)面Ⅰ結(jié)果)。

表3 不同震源機(jī)制解結(jié)果獲得的中心解及其誤差

如表3所示，除序號(hào)1和8外，其余6組震源機(jī)制解的標(biāo)準(zhǔn)差均在萬分位出現(xiàn)差異，表明各機(jī)構(gòu)的震源機(jī)制解較穩(wěn)定。GCMT和文獻(xiàn)[14]給出的震源機(jī)制解與其余6組之間的差異偏大，造成偏差的原因與選取的臺(tái)站波形資料、速度結(jié)構(gòu)模型、反演方法有關(guān)。由圖3可知，各震源機(jī)制解分布較為集中，表明各震源機(jī)制解結(jié)果具有穩(wěn)定性和可靠性。選取的震源機(jī)制中心解是與所有解的偏差平方最小的結(jié)果，也表明震源機(jī)制中心解可信度較高，可以代表各結(jié)果進(jìn)行后續(xù)發(fā)震構(gòu)造分析。

圖3 震源機(jī)制中心解及空間三維輻射花樣Fig.3 Central focal mechanism and its 3D radiation pattern

4 發(fā)震斷層面快速測(cè)定

分別利用中國地震臺(tái)網(wǎng)中心(CENC)和GCMT發(fā)布的震源定位信息，以及上述矩心位置和震源機(jī)制解兩個(gè)節(jié)面進(jìn)行發(fā)震斷層面測(cè)定，其中矩心三維空間坐標(biāo)分別為A(34.586 4°N, 98.554 8°E, 18 km)和B(34.65°N, 98.46°E, 12 km)。

將上述兩組矩心位置和相應(yīng)的震源機(jī)制解兩個(gè)節(jié)面以及CENC和GCMT發(fā)布的主震震源位置分別投影到三維空間，計(jì)算震源與兩個(gè)節(jié)面以及震源與矩心的距離。首先設(shè)定矩心位置為A，如圖4(a)和4(b)所示， CENC定位結(jié)果(34.59°N, 98.34°E, 17 km)與節(jié)面Ⅰ(NWW走向)距離為3.54 km，與節(jié)面Ⅱ(NNE走向)距離為19.52 km，震源和矩心相距19.74 km；GCMT定位結(jié)果(34.59°N, 98.25°E, 10 km)與節(jié)面Ⅰ距離為5.58 km，與節(jié)面Ⅱ距離為27.78 km，震源和矩心相距29.09 km。

設(shè)定矩心位置為B，如圖4(c)和4(d)所示， CENC定位結(jié)果(34.59°N, 98.34°E, 17 km)與節(jié)面Ⅰ(NWW走向)距離為9.42 km，與節(jié)面Ⅱ(NNE走向)距離為10.07 km，震源和矩心相距13.80 km；GCMT定位結(jié)果(34.59°N, 98.25°E, 10 km)與節(jié)面Ⅰ距離為10.61 km，與節(jié)面Ⅱ距離為16.78 km，震源和矩心相距20.47 km。上述兩組測(cè)定結(jié)果均顯示，與節(jié)面Ⅰ的距離最小，因此判斷節(jié)面Ⅰ為發(fā)震斷層面。

圖4 H-C方法結(jié)果Fig.4 The H-C plot of preferred solution

為進(jìn)一步驗(yàn)證結(jié)果的可靠性，分別利用USGS和青海地震局(QHEA)給出的震源參數(shù)(表2)進(jìn)行H-C計(jì)算，結(jié)果見圖4?？梢钥闯?，當(dāng)設(shè)定矩心位置為A時(shí)，USGS給出的震源位置與矩心、節(jié)面Ⅰ、節(jié)面Ⅱ的距離分別為5.66 km、27.25 km 和28.65 km，QHEA的震源定位結(jié)果與矩心、節(jié)面Ⅰ、節(jié)面Ⅱ的距離分別為3.16 km、19.21 km 和20.26 km。當(dāng)設(shè)定矩心位置為B時(shí)，USGS給出的震源位置與矩心、節(jié)面Ⅰ、節(jié)面Ⅱ的距離分別為10.82 km、 16.26 km 和20.20 km，QHEA的震源定位結(jié)果與矩心、節(jié)面Ⅰ、節(jié)面Ⅱ的距離分別為7.92 km、9.01 km 和11.82 km。結(jié)果表明，震源位置與節(jié)面Ⅰ的距離最短。

綜合分析認(rèn)為，上述4個(gè)機(jī)構(gòu)給出的震源定位結(jié)果存在偏差，但均顯示節(jié)面Ⅰ為發(fā)震斷層面。

各機(jī)構(gòu)給出的震源機(jī)制解結(jié)果所對(duì)應(yīng)的參數(shù)數(shù)值之間存在一定差異，因此利用本文給出的震源機(jī)制中心解的兩個(gè)節(jié)面參數(shù)，重新采用H-C方法進(jìn)行發(fā)震斷層面測(cè)算。

設(shè)定矩心位置為A，如圖5(a)和5(b)所示，CENC定位結(jié)果(34.59°N, 98.34°E, 17 km)與節(jié)面Ⅰ距離為3.74 km，與節(jié)面Ⅱ距離為19.41 km；GCMT定位結(jié)果(34.59° N, 98.25°E, 10 km)與節(jié)面Ⅰ距離為7.00 km，與節(jié)面Ⅱ距離為28.05 km。利用USGS和QHEA給出的震源參數(shù)(表2)進(jìn)行H-C計(jì)算。USGS給出的震源位置與節(jié)面Ⅰ、節(jié)面Ⅱ的距離分別為7.10 km和27.54 km，QHEA定位結(jié)果與節(jié)面Ⅰ、節(jié)面Ⅱ的距離分別為3.92 km和19.51 km。上述4組主震定位結(jié)果均顯示，震源位置與震源機(jī)制中心解節(jié)面Ⅰ(101.60°/82.95°/-3.89°)的距離最小。設(shè)定矩心位置為B，如圖5(c)和5(d)所示，測(cè)定結(jié)果均顯示，CENC、GCMT、USGS、QHEA等4組定位結(jié)果與震源機(jī)制中心解節(jié)面Ⅰ的距離最小。其中QHEA定位結(jié)果與節(jié)面Ⅰ的距離最近，僅為7.85 km；USGS定位結(jié)果與節(jié)面Ⅰ的距離最遠(yuǎn)，為11.05 km。綜合上述8組測(cè)定結(jié)果認(rèn)為，震源位置與節(jié)面Ⅰ的距離最小，均顯示NWW走向的節(jié)面Ⅰ為發(fā)震斷層面。

圖5 震源機(jī)制中心解的H-C方法結(jié)果Fig.5 The H-C plot ofcentral focal mechanism

根據(jù)上述16組H-C方法測(cè)定結(jié)果可知，所有結(jié)論均一致，各機(jī)構(gòu)給出的震源位置與NWW走向的節(jié)面距離最小，與NNE走向的節(jié)面距離較遠(yuǎn)。16組詳細(xì)測(cè)定結(jié)果見表4(序號(hào)1～16)。綜合分析認(rèn)為， NWW走向的節(jié)面Ⅰ為本次青?，敹郙S7.4地震的發(fā)震斷層面。

表4 H-C方法測(cè)定結(jié)果

5 分析與討論

5.1 發(fā)震構(gòu)造分析

本次地震震源機(jī)制中心解獲得的兩組節(jié)面參數(shù)均可能為實(shí)際發(fā)震斷層，H-C方法判斷節(jié)面Ⅰ為發(fā)震斷層，為保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要綜合震源區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征、余震震中分布、地震烈度等震線以及野外調(diào)查資料等信息進(jìn)行驗(yàn)證。

對(duì)余震序列的分布特征進(jìn)行分析，能夠較為直觀地表示發(fā)震斷層面的破裂延伸方向。截至2021-05-31，共發(fā)生ML0.5以上余震事件1 343次。從主震和余震的分布特征來看(圖1(c))，余震序列展布方向?yàn)镹WW向，存在一條明顯的線性集中帶，優(yōu)勢(shì)分布方向約為270°～290°。主震位于余震區(qū)偏中央部位，余震沿NWW方向雙側(cè)擴(kuò)展。震源機(jī)制中心解節(jié)面Ⅰ走向?yàn)镹WW向，與本次地震序列的線狀優(yōu)勢(shì)分布方向一致。

余震區(qū)發(fā)育兩條主要斷裂，分別為昆侖山口-江錯(cuò)斷裂和瑪多-甘德斷裂。余震序列主要沿江錯(cuò)斷裂分布，兩者走向基本一致。而接近主震震源的瑪多-甘德斷裂，其走向與昆侖山口-江錯(cuò)斷裂相差30°～40°，存在明顯角度差(圖1(c))。

地震烈度等震線也是判斷發(fā)震構(gòu)造的重要參考因素之一。根據(jù)中國應(yīng)急管理部地震和地質(zhì)災(zāi)害救援司發(fā)布的地震烈度調(diào)查結(jié)果可知，青?，敹嗟卣鹱罡吡叶葹?0度，烈度圈長軸為NWW走向，極震區(qū)長軸走向與烈度圈長軸走向一致。極震區(qū)烈度圈長軸方向、震源機(jī)制中心解節(jié)面Ⅰ走向以及昆侖山口-江錯(cuò)斷裂三者走向基本一致，與瑪多-甘德斷裂走向存在較大的角度差別(圖6)。余震序列優(yōu)勢(shì)分布方向以及精定位后的序列分布方向[15]與本次10度烈度圈的長軸方向一致。根據(jù)地震地質(zhì)應(yīng)急科學(xué)考察最新成果可知，地震地表宏觀破裂帶西起鄂陵湖南部，向東延伸，止于昌麻河鄉(xiāng)以東，整體走向NW，總長約160 km。調(diào)查結(jié)果表明，發(fā)震斷層為昆侖山口-江錯(cuò)斷層，走向NW，左旋走滑性質(zhì)，破裂段為江錯(cuò)段[16]。

圖中烈度數(shù)據(jù)來源于中國應(yīng)急管理部地震和地質(zhì)災(zāi)害救援司圖6 瑪多地震余震序列、烈度分布和震源機(jī)制Fig.6 The aftershock sequences,intensity distribution and focal mechanisms of Maduo earthquake

根據(jù)上述分析初步認(rèn)為，震源機(jī)制中心解節(jié)面Ⅰ(101.60°/ 82.95°/ -3.89°)與昆侖山口-江錯(cuò)斷裂屬性一致，走向基本相符，同為高傾角。節(jié)面Ⅰ為發(fā)震斷層節(jié)面，昆侖山口-江錯(cuò)斷裂作為青?，敹郙S7.4地震的發(fā)震斷層更為合理。

為進(jìn)一步精確分析發(fā)震構(gòu)造，利用王未來等[15]對(duì)瑪多MS7.4地震序列重定位的研究結(jié)果，再次利用重定位結(jié)果以及矩心數(shù)據(jù)進(jìn)行H-C計(jì)算(見表4，序號(hào)17、18)。兩組測(cè)定結(jié)果(圖7)均顯示，震源位置與震源機(jī)制中心解節(jié)面Ⅰ的距離最小，NWW走向的節(jié)面Ⅰ為發(fā)震斷層面。

圖7 重定位后的H-C方法結(jié)果Fig.7 The H-C plot after relocation

王未來等[15]的重定位結(jié)果顯示，余震序列具有明顯的NWW線性走向分布特征，平均走向約為285°，認(rèn)為昆侖山口-江錯(cuò)斷裂為主要的發(fā)震斷層，該研究成果與本文利用H-C斷層面快速測(cè)定方法推算的發(fā)震斷層面一致。

根據(jù)GPS速度觀測(cè)數(shù)據(jù)可知，青藏高原東緣的運(yùn)動(dòng)總體上具有順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變形特征[5]。青藏高原東緣構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)顯示，最大主應(yīng)力、最小主應(yīng)力方向分布具有明顯的差異性，最大主應(yīng)力方向由北向南呈現(xiàn)出 NNE-NE-EW-NW向的變化特征；最小主應(yīng)力方向空間差異明顯，也存在順時(shí)針旋轉(zhuǎn)特征[17]。本次地震震源機(jī)制中心解P、T軸方位角分別為56.99°和326.69°，與震源區(qū)最大主應(yīng)力方向基本一致。

巴顏喀拉塊體是我國主要的地震活動(dòng)區(qū)之一，昆侖山口-江錯(cuò)斷裂屬于該塊體內(nèi)部斷裂，為東昆侖斷裂帶的一條帚狀分支斷裂，主要表現(xiàn)為左旋水平滑動(dòng)[12]?，敹嗟卣鸢l(fā)生在昆侖山口-江錯(cuò)斷裂的東延伸段，震源區(qū)內(nèi)剪切作用是最重要的發(fā)震力學(xué)因素，由于北西向斷裂構(gòu)造受到的剪切應(yīng)力較北東向大，北西向受到的正壓力比北東向小[1]，因此容易產(chǎn)生剪切滑動(dòng)。

綜合以上分析，根據(jù)震源區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征、震后余震序列分布特征、區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)特征、烈度等震線特征以及野外地質(zhì)考察結(jié)果認(rèn)為，震源機(jī)制中心解節(jié)面Ⅰ(101.60°/82.95°/-3.89°)與昆侖山口-江錯(cuò)斷裂屬性一致，余震序列優(yōu)勢(shì)分布方向、極震區(qū)烈度圈長軸方向與節(jié)面Ⅰ性質(zhì)相吻合，區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)最大主應(yīng)力方向和最小主應(yīng)力方向與震源機(jī)制中心解P軸和T軸方位角一致。因此本文推測(cè)，2021年青?，敹郙S7.4地震的發(fā)震斷層為昆侖山口-江錯(cuò)斷裂，是一次以左旋走滑為主的地震事件。

5.2 發(fā)震機(jī)制初探

從主震和余震序列的分布特征來看(圖1(c))，地震余震序列展布方向?yàn)镹WW向，存在明顯的線性集中帶，優(yōu)勢(shì)分布方向約為270°～290°。主震位于余震區(qū)近中央部位，余震在主震兩側(cè)分布；破裂沿NWW向延伸，向雙側(cè)發(fā)展。此外，根據(jù)王未來等[15]的重定位結(jié)果可知，主震震源深度為7.6 km，余震序列震源深度分布范圍為4～16 km，在垂直深度上，主破裂同時(shí)向上、下延展。

青藏高原平均地殼厚度約為65 km，面波成像結(jié)果表明，巴顏喀拉地塊的中地殼主要處于20～40 km深度范圍[18]，深地震探測(cè)剖面顯示該區(qū)上地殼的下邊界在17 km左右[19]。中地殼廣泛存在低速層[20]，分布部分熔融或含水物質(zhì)的粘滯性流體，具有低速、高導(dǎo)性質(zhì)，其物質(zhì)結(jié)構(gòu)與上地殼脆性層明顯不同[21]。研究表明，破壞性地震常發(fā)生于地殼內(nèi)波速高、低轉(zhuǎn)換的過渡區(qū)，大多數(shù)位于高速體一側(cè)[22]。本次地震序列主要發(fā)生在4～16 km深處[15]，位于偏脆性的上地殼范圍內(nèi)，而中地殼以韌性變形為主，且上、中地殼介質(zhì)參數(shù)差異較大，上地殼波速高于中地殼?，敹嗟卣鹌屏哑鹗忌疃葹? km左右，同時(shí)向上、下兩側(cè)破裂，未延伸至中地殼低速層，進(jìn)一步表明本次地震發(fā)生于殼內(nèi)波速高、低轉(zhuǎn)換區(qū)，位于波速較高的上地殼一側(cè)。瑪多地震屬板內(nèi)地震，發(fā)生于巴顏喀拉塊體內(nèi)部活斷層附近。震源區(qū)廣泛存在中地殼低速層，可能會(huì)促使脆性層與韌性層之間相互作用的復(fù)雜化。在板塊內(nèi)部各塊體之間相互作用以及運(yùn)動(dòng)過程中，具有低速、高導(dǎo)性質(zhì)的中地殼層可能會(huì)起到底部邊界作用和解耦作用，為應(yīng)力集中、調(diào)整以及釋放提供必要條件[23]。

由于青藏高原整體由印度板塊向北東方向推擠，巴顏喀拉塊體以北地區(qū)受到強(qiáng)烈的擠壓隆升作用，塊體以南區(qū)域主要表現(xiàn)為內(nèi)部物質(zhì)向東-東南方向擠出，巴顏喀拉塊體下部地殼受到劇烈的形變作用。此外，由于低速層中存在部分熔融或含水物質(zhì)的粘滯性流體，導(dǎo)致脆性與韌性轉(zhuǎn)換區(qū)附近強(qiáng)度降低，在區(qū)域應(yīng)力作用下，強(qiáng)度降低的弱化帶持續(xù)變形，有利于應(yīng)力進(jìn)一步集中。因此，巴顏喀拉塊體周緣以及內(nèi)部斷裂帶活動(dòng)尤為強(qiáng)烈，是易發(fā)生破壞性強(qiáng)震的地區(qū)。

6 結(jié) 語

1)利用各機(jī)構(gòu)給出的瑪多MS7.4地震震源機(jī)制解獲得震源機(jī)制中心解，結(jié)果表明，此次地震以走滑為主，震源機(jī)制中心解節(jié)面Ⅰ為101.60°/ 82.95°/ -3.89°，節(jié)面Ⅱ?yàn)?92.08°/86.14°/-172.94°；P軸走向和傾角分別為56.99°和7.72°，T軸走向和傾角分別為326.69°和2.24°，B軸走向和傾角分別為220.62°和81.95°。

2)使用H-C方法進(jìn)行地震發(fā)震斷層快速判斷。根據(jù)18組H-C方法測(cè)定結(jié)果可知，各機(jī)構(gòu)給出的震源位置與NWW走向的節(jié)面Ⅰ距離最小，與NNE走向的節(jié)面Ⅱ距離較遠(yuǎn)，均顯示節(jié)面Ⅰ為發(fā)震斷層面。

3)利用震源區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、震后余震序列分布、區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)、烈度等震線以及野外地質(zhì)考察成果對(duì)H-C方法測(cè)定結(jié)果進(jìn)行綜合驗(yàn)證，初步判斷此次地震斷層面為NWW走向的節(jié)面Ⅰ，昆侖山口-江錯(cuò)斷裂為發(fā)震斷層，是一次以左旋走滑為主的地震事件。地震發(fā)生于地殼內(nèi)波速高、低轉(zhuǎn)換的過渡區(qū)，位于高速體一側(cè)，是巴顏喀拉塊體周緣以及內(nèi)部斷裂帶強(qiáng)烈活動(dòng)的表現(xiàn)。

致謝:中國地震臺(tái)網(wǎng)中心提供地震事件目錄，余震序列地震目錄從青海省地震臺(tái)網(wǎng)獲得，防災(zāi)科技學(xué)院萬永革教授提供震源機(jī)制中心解程序，部分圖件使用GMT進(jìn)行繪制，斷層數(shù)據(jù)來源于2003年由鄧起東院士編制的斷裂資料，烈度數(shù)據(jù)來源于中國應(yīng)急管理部地震和地質(zhì)災(zāi)害救援司，在此一并表示感謝。