2022年3月17日皮山MS5.2地震序列重定位研究
2023-04-29 00:44:03金花張鵬程周斌
內(nèi)陸地震 2023年2期
金花 張鵬程 周斌
摘要：運用雙差定位法對2022年3月17日新疆皮山MS5.2地震及254個余震序列重新定位，結(jié)果顯示：（1） 皮山MS5.2地震重定位結(jié)果為36.025°N，77.839°E，震源深度為17 km。（2） 皮山地震的破裂沿斷層向WS向遷移，破裂區(qū)能量釋放較為充分，序列主要呈NE或SW向分布。（3） 皮山MS5.2地震主震發(fā)生在天神達坂斷裂的北側(cè)，其余震大多數(shù)分布在主震南側(cè)。由定位結(jié)果判斷發(fā)震構(gòu)造是近NE-SW向的隱伏斷層，斷層破裂不均勻且深部破裂尺度較小。
關(guān)鍵詞：? 皮山地震；? 雙差定位；? 余震序列
doi：10.16256/j.issn.1001-8956.2023.02.001
2022年3月17日21時41分新疆和田地區(qū)皮山縣（36.1°N，77.86°E）發(fā)生MS5.2地震，是繼2021年9月4日皮山MS5.1地震和9月5日的葉城MS5.0地震后今年首次出現(xiàn)的MS≥5.0地震，震源深度為10 km，地震震中距皮山縣城173 km，和田市區(qū)216 km。此次地震周邊分布有天神達坂斷裂，康西瓦斷裂和喀喇昆侖斷裂，這些斷裂均為全新世斷層。同2021年的皮山MS5.1地震相比，此次皮山地震發(fā)震斷層為NE-SW向，發(fā)震斷層為天神達坂附近的隱伏斷層，余震深度分布在30 km內(nèi)，相對較深，而2021年的皮山MS5.1地震發(fā)震構(gòu)造為澤普隱伏斷裂，斷層近NW-SE向且其余震深度分布在20 km內(nèi)，因此兩次地震是獨立的斷層。結(jié)合已有資料分析認為2022年3月17日皮山MS5.2地震與2021年的皮山MS5.1地震不是同一發(fā)震構(gòu)造。近些年來皮山地區(qū)強震活動較為活躍，說明印度板塊向北推擠造成歐亞板塊的活動性在不斷增強，值得進一步關(guān)注此區(qū)域的構(gòu)造變化。截止2022年5月16日，震源區(qū)共記錄余震254次，其中ML3.0～3.9余震17次，ML4.0～4.9余震5次，最大余震為ML4.3。此次皮山主震發(fā)生在天神達坂斷裂的上方，其余震絕大多數(shù)分布于天神達坂斷裂與喀喇昆侖斷裂之間。天神達坂斷裂與喀喇昆侖斷裂組成了喀喇昆侖構(gòu)造帶的南北邊界，均以右旋逆斷性質(zhì)為主。其中喀喇昆侖斷裂帶附近歷史構(gòu)造運動強烈，歷史上發(fā)生過不少大地震，如1895年塔什庫爾干MS7.0地震，1996年和田MS7.1地震，2008年于田MS7.3地震等［1］。
為得到更高精度的地震定位結(jié)果，本文中利用新疆地震臺網(wǎng)波形資料，采用雙差定位法對皮山MS5.2地震及序列進行重定位，分析其余震活動的發(fā)震構(gòu)造及分布特征。地震的精確定位是研究地殼內(nèi)部構(gòu)造和地震預(yù)報研究的基礎(chǔ)，能夠為震后減災(zāi)工作提供依據(jù)。大多數(shù)的地震事件會發(fā)生在活動斷裂帶上，具有一定的規(guī)律，而部分地震可能會發(fā)生在隱伏斷裂帶上，隱伏斷裂活動時代較新，需要進一步研究其發(fā)震斷層走向及地震活動變化。因此本文中使用雙差定位法來提高地震事件的定位精度，對皮山MS5.2地震及其余震序列進行精定位，對重定位前后的深度及震源分布位置進行比較，有利于進一步研究該地區(qū)的地震空間變化特征［2-5］。目前，雙差定位法已在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。如冉慧敏等將雙差定位法應(yīng)用于2021年9月新疆皮山MS5.1、葉城MS5.0前震及余震序列的精定位研究，得出可靠的定位結(jié)果［6］，唐明帥等對于田MS7.3地震序列重定位，獲得其震源位置信息，并推斷震區(qū)地殼內(nèi)可能存在脆—韌轉(zhuǎn)換帶［7］。張志斌等對呼圖壁MS6.2地震發(fā)震構(gòu)造進行研究，計算得到發(fā)震斷層為一個反沖斷層［8］。前人的研究成果有效提升了地震定位精度，為提升地震臺網(wǎng)實時監(jiān)測及精準定位具有實際意義。
1雙差定位法
雙差定位法由Waldhauser和Ellsworth在2000年提出，由主事件定位法改進而來，不取決于主事件位置，而是由每兩個地震結(jié)合成一個地震對，然后建立觀測走時差方程，定義主地震為空間從集里一群地震的中心，通過計算走時方程組，獲取每個地震對相對中心的位置（相對位置），然后從空間分布上還原地理位置（絕對位置）。與通常使用的單個地震定位法相比，雙差定位法利用信號走時差計算地震震源位置，可有效剔除震源至觀測臺站的共同傳播路徑效應(yīng)，對地殼速度模型依賴性也相對較小［9］。
2數(shù)據(jù)分析
本文中使用新疆地震臺網(wǎng)記錄的數(shù)字波形對皮山MS5.2地震及其余震序列進行精定位，選取ML≥1.0的254次余震事件，重定位前后地震分布圖（圖2），由圖可見主震和余震序列主要分布在天神達坂斷裂兩側(cè)，主震位于斷裂北東側(cè)，余震主要集中在主震下方。本次皮山震群發(fā)生在甜水海地體內(nèi)，甜水海地區(qū)構(gòu)造上位于喀喇昆侖中生陸緣盆地和阿克賽欽古生代陸緣盆地結(jié)合處，北邊為甜水海微陸塊，呈NW-SE向延伸，巖石變形強烈。南邊為神仙灣古生代邊緣裂陷帶，主要呈NW-SE向短軸向斜、背斜構(gòu)造［17］。甜水海地體在10～40 km內(nèi)為低速擾動覆蓋，存在局部范圍的熔融；在100 km以下的地幔中存在向北傾的高速體，認為塔里木地體插入昆侖山下的時候同時受南部印度板塊作用，使得北部的巖石圈裂解［18］。雙差定位得到的主震結(jié)果與定位前得到的結(jié)果相比，更接近天神達坂斷裂和余震震群，且余震分布也更為集中（圖2）。多數(shù)余震位于主震下方，主震上方地震很少，說明主震破裂使得破裂區(qū)能量釋放較為充分。重定位后皮山地震主震經(jīng)緯度為36.025°N，77.839°E，震源深度為16 km。和重定位前相比，與天神達坂斷裂距離縮短了6 km左右，震源深度增加了7 km。從地震序列時間分布特征來看（圖3），主震前一個月前震由少變多，較強前震主要集中于主震前兩周，較強余震主要集中在震后25 d，前震和余震主要以ML1.0～3.0左右地震活動為主，震后30 d余震頻次顯著減少，但從4月26日起地震強度有所上升，此區(qū)域仍值得關(guān)注。
為分析重定位后的地震震源深度剖面，沿余震主要分布方向和其垂直方向做2個地震震源深度剖面（圖4）。皮山地震的余震分布由NNE向向SSW向遷移，初步推斷可能存在斷層分段破裂活動，斷裂擴展活動中可能遇到早期存在的巖橋障礙體，突破障礙后進一步向SSW向擴展［19］。深度沿剖面的分布與該剖面的地形起伏相關(guān)，地勢低的地方多集中于15～20 km，而地勢高的地方多集中于5～13 km。AB剖面寬約38 km，AB剖面走向為NW-SE，在沿NW方向的剖面上，序列的深度由A至B，由淺至深分布，西北端地勢較高，深度從中段開始逐漸變深，此后在東南段，優(yōu)勢深度分布7～15 km。CD剖面走向為NE-SW，剖面長約36 km序列深度從C到D北東端在10～17 km深度范圍明顯缺震，且北東段和南西段地震密度差異大，初步推斷受到此區(qū)域基地與蓋層之間的影響［20］。
3結(jié)束語
本文應(yīng)用雙差定位法對2022年3月17日皮山MS5.2地震及其序列進行重定位，得出如下結(jié)論：（1） 定位結(jié)果顯示，重定位后余震分布更加密集，主震與天神達坂斷裂的距離明顯縮短，皮山序列主要呈NE向展布，NE向的長軸為優(yōu)勢方向，沿優(yōu)勢方向無明顯的出露斷層，推測可能存在隱性斷層，與周邊的天神達坂斷裂，康西瓦斷裂等共同作用有關(guān)。（2） 從深度上看，此次地震為淺源地震。重定位后震源深度較重定位前震源深度分布呈近正態(tài)分布，震源深度主要集中在6～15 km。從震源深度剖面上看，皮山地震主要位于序列上方，其下方分布大量余震，主震破裂使得破裂區(qū)能量釋放較為充分。沿AB剖面，地勢由高到低，沿CD剖面地勢較低。
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PISHAN MS5.2 EARTHQUAKE SEQUENCE RELOCATION
RESEARCH ON MARCH 17， 2022
JIN Hua， ZHANG Peng-cheng，? ZHOU Bin
（Earthquake Agency of Xinjiang Uygur Autonomous Region，Urumqi 830011，Xinjiang，China）
Abstract： Double difference positioning method is used to reposition Pishan MS5.2 earthquake on March 17，2022 and its 254 aftershock sequences. The results show that：（1）The location results of Pishan MS5.2 earthquake are 36.025°N， 77.839°E， and the focal depth is 17 km. （2） The rupture of Pishan earthquake migrated along the fault to SW direction， and the energy in the rupture area was fully released， and the sequence mainly showed NE or SW direction distribution. （3） The main earthquake of Pishan MS5.2 earthquake occurred on the north side of Tianshen Daban fault， and most of the other earthquakes were distributed on the south side of the main earthquake. According to the location results， it is judged that the seismogenic structure is a hidden fault with nearly NE-SW direction， with uneven fault rupture and small deep fracture scale.
Key words： Pishan earthquake; Double difference positioning;Aftershock sequence
