2022年四川馬爾康6.0級(jí)震群序列震源機(jī)制特征分析

王瑩 金昭娣 趙韜

摘要：采用近震全波形矩張量方法反演了2022年四川馬爾康6.0級(jí)震群序列22次地震的震源機(jī)制解，結(jié)果顯示：這22次地震全部為走滑型，斷層面走向呈NNW和NE兩個(gè)優(yōu)勢(shì)方向，斷層面傾角近似直立，滑動(dòng)角分布在0°和180°附近，P軸優(yōu)勢(shì)方位為NWW-SEE向，傾伏角接近水平，表明此次地震事件主要受區(qū)域NWW-SEE向水平擠壓應(yīng)力場(chǎng)控制。3次5級(jí)以上地震震源機(jī)制均與序列其他地震的總體震源機(jī)制差異較小，說明序列震源機(jī)制較為一致。結(jié)合精定位結(jié)果綜合分析認(rèn)為：馬爾康震群屬于多斷層面觸發(fā)性震群，3次5級(jí)以上地震是不同斷裂的破裂事件，其中5.8級(jí)和6.0級(jí)地震發(fā)震斷層面走向?yàn)镹NW，為左旋走滑破裂事件；5.2級(jí)地震發(fā)震斷層面走向?yàn)镹E，為右旋走滑破裂事件，3個(gè)發(fā)震斷層均以走滑錯(cuò)動(dòng)為主，斷層面近似直立。

關(guān)鍵詞：馬爾康6.0級(jí)震群；震源機(jī)制解；矩張量反演；地震序列；發(fā)震構(gòu)造

中圖分類號(hào)：P315.72文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-0666（2024）03-0379-12

doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2024.0035

0引言

巴顏喀拉塊體是位于青藏地塊中部的長(zhǎng)條狀活動(dòng)塊體，是我國(guó)大陸強(qiáng)震的主體活動(dòng)地區(qū)（鄧起東等，2010；程佳等，2011）。近年來，隨著巴顏喀拉塊體邊界斷裂帶發(fā)生一系列強(qiáng)震，人們對(duì)其周緣主控邊界斷裂的研究程度也越來越高（聞學(xué)澤，2011，2018；陳君賢等，2021；任俊杰等，2017；李平恩等，2019；Jia et al，2021；劉雷等，2021）。2021年巴顏喀拉塊體內(nèi)部發(fā)生瑪多7.4級(jí)地震，2022年又發(fā)生馬爾康6.0級(jí)震群，巴顏喀拉地塊內(nèi)部活動(dòng)斷裂及其強(qiáng)震孕育能力再一次引起了地震學(xué)家的關(guān)注。

地震發(fā)生后，快速準(zhǔn)確地確定該地震的發(fā)震斷裂，可以為地震災(zāi)害評(píng)估和震后快速救援提供有用的參考資料。地震的震源機(jī)制解可以直觀地反映地震破裂的幾何特征和運(yùn)動(dòng)學(xué)特征，有助于了解震源區(qū)應(yīng)力狀態(tài)和發(fā)震構(gòu)造，而余震序列的震源機(jī)制則攜帶著應(yīng)力在空間和時(shí)間上的變化信息（易桂喜等，2019，2020，2021；陳俊磊等，2020；王宇璽，宮悅，2021；張建勇等，2022）。本文采用近震全波形矩張量反演方法反演馬爾康6.0級(jí)震群序列22次地震的震源機(jī)制解，討論分析此次序列的震源機(jī)制特征和震源區(qū)應(yīng)力狀態(tài)等，并結(jié)合精定位和區(qū)域構(gòu)造背景，進(jìn)一步探討馬爾康6.0級(jí)震群的發(fā)震構(gòu)造，為分析此次地震的孕震機(jī)理以及區(qū)域構(gòu)造動(dòng)力學(xué)環(huán)境提供參考。

1方法與數(shù)據(jù)

本文使用中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心提供的寬頻帶數(shù)字波形記錄，計(jì)算馬爾康6.0級(jí)震群3級(jí)以上地震震源機(jī)制（圖1）。對(duì)于4級(jí)以上地震，挑選震中距100～300 km范圍內(nèi)質(zhì)量良好、方位覆蓋均勻的地震臺(tái)站的波形資料，4級(jí)以下地震則挑選50～150 km范圍內(nèi)的臺(tái)站記錄，最終選取22個(gè)地震事件。去除儀器響應(yīng)后，進(jìn)行矩張量反演。其中，3次5級(jí)以上地震反演采用的濾波頻段為0.01～0.07 Hz，4級(jí)地震為0.02～0.08 Hz，3級(jí)地震為0.03～0.1 Hz。反演使用的速度模型為Crust 2.0模型。

地震震源機(jī)制解的計(jì)算采用近震全波形矩張量反演方法。在雙力偶點(diǎn)源模型中，矩張量反演方法可表示為（Kawakatsu，1998；Tajima et al，2002）：

∑[DD（X]i[DD）]Gski（t）msi=dk（t）[JY]（1）

式中：Gski（t）和dk（t）分別表示震源s至臺(tái)站k的理論格林函數(shù)和臺(tái)站k的實(shí)際觀測(cè)記錄；msi表示矩張量的第i個(gè)分量。當(dāng)?shù)貧に俣饶Ｐ痛_定時(shí)，可通過F-K法（頻率波數(shù)法）（Wang，Herrmann，1980）計(jì)算得到格林函數(shù)。然后利用最小二乘法將觀測(cè)波形與不同深度的格林函數(shù)進(jìn)行擬合，最后根據(jù)目標(biāo)函數(shù)VR確定最佳解（Dreger，Helmberger，1993；Fukuyama et al，1998），計(jì)算如下：

VR=[JB<4［][KG-*4]1[KG-*4]-[KG-*4]∑[DD（X]k[DD）][KG-*4][SX（][KF（]∫（dk（t）-ok（t））2dt[KF）][][KF（]∫dk（t）2dt[KF）][SX）][JB>4］]×100%[JY]（2）

式中：ok（t）表示理論波形記。VR值越大，表明理論波形與實(shí)際波形擬合程度越高，結(jié)果越可靠。VR值最大時(shí)對(duì)應(yīng)的深度即為最佳深度。

本文計(jì)算的核心程序?yàn)镸TINV程序。在臺(tái)站方位角分布較為均勻的情況下，此方法使用3個(gè)臺(tái)站的記錄就可以得到較好的矩張量解，且P、T軸方位的偏差可控制在10°以內(nèi)（Ichinose et al，2003）。該方法也已成功應(yīng)用于陜西及鄰區(qū)中強(qiáng)地震的矩張量快速實(shí)時(shí)反演中，并取得了較好的效果（趙韜等，2016）。

2地震序列震源機(jī)制解結(jié)果

本文采用全波形矩張量反演方法最終反演得到馬爾康6.0級(jí)震群序列22個(gè)中強(qiáng)地震的震源機(jī)制解（表1），其中MS≥5地震3個(gè)，4.0≤MS<5.0地震3個(gè)，3.0≤MS<4.0地震16個(gè)。

2.13次5級(jí)以上地震震源機(jī)制解

圖2～4分別是反演的馬爾康6月10日0時(shí)3分5.8級(jí)、1時(shí)28分6.0級(jí)和3時(shí)27分5.2級(jí)地震震源機(jī)制解的結(jié)果，每個(gè)結(jié)果包括各地震事件震源機(jī)制深度誤差圖、最佳深度處的波形擬合圖和反演結(jié)果。

圖2顯示6月10日0時(shí)3分馬爾康5.8級(jí)地震，在深度約為7 km時(shí)，反演方差達(dá)到最小值。7 km深度對(duì)應(yīng)的波形擬合圖共使用了15個(gè)臺(tái)站的波形記錄，用于反演此地震事件的震源機(jī)制?？梢钥闯觯^大多數(shù)分量的擬合度均大于90％，7 km深度的實(shí)際波形與理論波形擬合結(jié)果較好，反演結(jié)果可信。反演的震源機(jī)制為走滑性質(zhì)，節(jié)面Ⅰ走向NNW，節(jié)面Ⅱ走向NE。

6月10日1時(shí)28分馬爾康6.0級(jí)地震的反演方差和震源機(jī)制解隨深度的變化結(jié)果顯示（圖3），在深度約為7 km時(shí)，反演方差達(dá)到最小值。7 km深度波形擬合時(shí)，共使用了16個(gè)臺(tái)站的波形記錄，實(shí)際波形與理論波形擬合結(jié)果較好，反演結(jié)果可信。反演的震源機(jī)制同為走滑性質(zhì)，兩個(gè)節(jié)面走向與5.8級(jí)地震類似。

6月10日3時(shí)27分馬爾康5.2級(jí)地震的反演結(jié)果顯示（圖4），矩心深度約為7 km時(shí)，波形擬合結(jié)果較好。反演得到的矩震級(jí)為MW5.18，最佳雙力偶解的節(jié)面Ⅰ走向?yàn)镹NW向，節(jié)面Ⅱ走向?yàn)镹E向。震源機(jī)制性質(zhì)同前兩次地震一致，均為走滑型。

2.2序列其他地震震源機(jī)制解

表1列出了本文計(jì)算得到的馬爾康6.0級(jí)地震序列中22次地震事件的震源機(jī)制解結(jié)果，以及反演每個(gè)事件所使用的臺(tái)站數(shù)目和反演擬合度VR值。序列其他地震事件反演過程與3次5級(jí)以上地震一致，每個(gè)地震事件的反演過程中至少有4個(gè)臺(tái)站參與，臺(tái)站對(duì)震中的包圍較好，平均VR值為64％以上。除2次地震外，序列矩心深度主要集中在（7±2）km，與3次5級(jí)以上地震深度較為接近。

根據(jù)萬永革（2022）提出的震源機(jī)制水平應(yīng)變花面應(yīng)變的地震震源機(jī)制分類方法，對(duì)本文計(jì)算所得的馬爾康地震序列震源機(jī)制解進(jìn)行分類，并將分類結(jié)果用球面三角形圖的方式表示（圖5）。圖中，三角形的三條邊分別為震源機(jī)制P、T、B軸傾伏角的刻度，三角形中的白色線條為網(wǎng)格線，黑色虛線表示震源機(jī)制類型分類的界限，SS表示走滑型，NS表示正走滑型，N表示正斷型，RS表示逆走滑型，R表示逆斷型。背景顏色表示相對(duì)面應(yīng)變AS值的大小，序列震源機(jī)制在球面三角形分類中用沙灘球表示。如圖5所示，馬爾康6.0級(jí)震群序列的22個(gè)震源機(jī)制全部為走滑型。

3地震序列震源機(jī)制解特征分析

為了進(jìn)一步研究馬爾康6.0級(jí)震群震源機(jī)制的總體特性，本文還分別對(duì)比分析了序列中3次5級(jí)以上地震震源機(jī)制和其他地震總體震源機(jī)制的特征（萬永革，2019，2022）。序列其他地震的總體震源機(jī)制是指將所有地震所釋放的標(biāo)量地震矩進(jìn)行累加，得到序列地震的總體矩張量，再將總體矩張量轉(zhuǎn)換為序列的整體走向、傾角、滑動(dòng)角以及P、T、B軸的走向和傾伏角，從而得到總體震源機(jī)制。圖6分別是序列中3次5級(jí)以上地震和序列其他地震事件總體震源機(jī)制的對(duì)比結(jié)果，可以看出結(jié)果差異不顯著。表2列出了計(jì)算得到的序列其他地震總體震源機(jī)制的各項(xiàng)參數(shù)，可以看出與3次5級(jí)以上地震事件對(duì)應(yīng)的序列其他地震事件總體震源機(jī)制類型均為走滑型，且與5級(jí)以上地震的最小三維空間旋轉(zhuǎn)角較小，說明3次5級(jí)以上地震與序列其他地震的整體釋放相對(duì)差別較小。

圖7是本文計(jì)算所得的馬爾康6.0級(jí)震群序列22次地震震源機(jī)制解的節(jié)面和力軸參數(shù)玫瑰圖。節(jié)面走向呈現(xiàn)兩個(gè)優(yōu)勢(shì)方位為NNW向和NE向，以NNW向?yàn)橹鳌９?jié)面傾角變化集中在70°～90°，顯示序列具有高傾角特征，斷層面近直立；滑動(dòng)角分布在0°和180°附近，表明馬爾康地震序列震源性質(zhì)以走滑為主。P軸優(yōu)勢(shì)方位為NWW-SEE向，傾伏角在15°以內(nèi)，近似水平；T軸優(yōu)勢(shì)方位NNE-SSW向，傾伏角在20°以內(nèi)，也接近水平，表明馬爾康地震序列活動(dòng)主要受區(qū)域NWW-SEE向水平擠壓應(yīng)力場(chǎng)控制。由于印度板塊NNE向的推擠，青藏高原物質(zhì)向東擠出，遇到穩(wěn)定的華南地塊的阻擋，高原東南部物質(zhì)轉(zhuǎn)向SE方向，繼而向南運(yùn)動(dòng)（王閻昭等，2008）。崔子健等（2019）用小震震源機(jī)制反演了青藏高原東部—南北地震帶的區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)，認(rèn)為受塊體運(yùn)動(dòng)的控制，南北地震帶的應(yīng)力場(chǎng)方向自南向北發(fā)生了順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，最大主應(yīng)力方向由NW向逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻麰W向，再旋轉(zhuǎn)至NE向，甚至近NS向，且絕大多數(shù)地區(qū)最大主應(yīng)力仰角近水平。此次馬爾康震群位于巴顏喀拉塊體東部、南北地震帶中段附近，崔子健等（2019）在該區(qū)域附近的研究結(jié)果與本文計(jì)算的馬爾康震群序列的P軸優(yōu)勢(shì)方位基本一致。

4討論

杜方等（2022）采用多階段定位方法對(duì)馬爾康震群序列進(jìn)行重定位，并結(jié)合震源機(jī)制解和區(qū)域構(gòu)造研究了震群序列的時(shí)空特征，結(jié)果顯示馬爾康震群屬于多斷層面觸發(fā)性震群，震群包含的3次5級(jí)地震是發(fā)生在不同斷裂的破裂事件。馬爾康6.0級(jí)震群序列整體展布于松崗斷裂和其分支斷裂的北東側(cè)，以3次5級(jí)以上地震為代表形成了3個(gè)條帶分布，勾勒出3條斷層破裂，顯示出松崗斷裂北東側(cè)的3條更次一級(jí)斷裂活動(dòng)（圖8）。5.8級(jí)和6.0級(jí)地震位于松崗斷裂及其分支斷裂北東側(cè)的NNW走向的兩條斷裂面上，是兩次左旋走滑的破裂事件，其中6.0級(jí)地震相對(duì)5.8級(jí)地震向NE方向偏移。5.2級(jí)地震再向SE方向偏移，分布于NE走向的斷裂面上，為右旋走滑的破裂事件。根據(jù)上述研究結(jié)果，對(duì)于5.8級(jí)和6.0級(jí)地震，推斷NNW向的節(jié)面Ⅰ為發(fā)震斷層面；對(duì)于5.2級(jí)地震，推斷NE走向的節(jié)面Ⅱ?yàn)榘l(fā)震斷層面。本文統(tǒng)計(jì)得出的序列節(jié)面走向呈現(xiàn)兩個(gè)優(yōu)勢(shì)方位：NNW向和NE向，這應(yīng)該也與震源區(qū)存在3個(gè)不同走向的斷層面有關(guān)。

5結(jié)論

本文對(duì)馬爾康6.0級(jí)震群序列22次地震震源機(jī)制進(jìn)行反演，初步得到以下結(jié)論：

（1）采用全波形矩張量反演得到馬爾康6.0級(jí)震群5.8級(jí)、6.0級(jí)和5.2級(jí)地震矩震級(jí)分別為MW5.58、MW5.89和MW5.18，矩心深度均為7 km，三者震源機(jī)制性質(zhì)一致，均為走滑型。序列震源機(jī)制結(jié)果顯示，反演矩心深度主要集中在（7±2）km，與這3次地震深度較為接近。采用震源機(jī)制水平應(yīng)變花面應(yīng)變的地震震源機(jī)制分類方法進(jìn)行分類，得到序列地震全部為走滑型，與這3次地震一致性較高。

（2）3次5級(jí)以上地震震源機(jī)制均與序列其他地震總體震源機(jī)制結(jié)果較為一致，說明這3次地震與序列其他地震整體釋放相對(duì)差別較小。P軸優(yōu)勢(shì)方位為NWW-SEE向，T軸優(yōu)勢(shì)方位NNE-SSW向，兩者傾伏角均在20°以內(nèi)，接近水平，表明馬爾康震群序列活動(dòng)主要受區(qū)域NWW-SEE向水平擠壓應(yīng)力場(chǎng)控制。

（3）5.8級(jí)和6.0級(jí)地震NNW向的節(jié)面Ⅰ為發(fā)震斷層面，為左旋走滑的破裂事件；5.2級(jí)地震NE走向的節(jié)面Ⅱ?yàn)榘l(fā)震斷層面，為右旋走滑的破裂事件。馬爾康震群序列呈現(xiàn)兩個(gè)優(yōu)勢(shì)走向，分別為NNW向和NE向，以NNW向?yàn)橹?，這應(yīng)該也與震源區(qū)存在3個(gè)不同走向的斷層面有關(guān)。序列傾角變化集中在70°～90°，具有高傾角特征；滑動(dòng)角分布在0°和180°附近，表明馬爾康地震序列的3個(gè)發(fā)震斷層均以走滑錯(cuò)動(dòng)為主，斷層面近似直立。

本文使用了中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心的波形數(shù)據(jù)、美國(guó)內(nèi)華達(dá)大學(xué)Ichinose教授的全波形矩張量反演軟件、萬永革研究員提供的FMclass軟件，參考了四川省地震局杜方研究員的序列重定位結(jié)果，兩位審稿人為本文的修改提出了寶貴的意見和建議，在此一并表示感謝。

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[FL）][SD1，1]

The Characteristics of the Focal Mechanisms of the Maerkang?MS6.0 Earthquake Sequence in 2022

WANG Ying，JIN Zhaodi，ZHAO Tao

（Shaanxi Earthquake Agency，Xian 710068，Shaanxi，China）

Abstract

In this paper，the focal mechanism solutions of 22 events of the Maerkang MS6.0 earthquake sequence were obtained with the method of full-waveform moment tensor inversion.The results show that these 22 earthquakes are strike-slip ones，and the trend of their fault plane is mainly in NNW direction and NE direction.The dip angle of the fault plane is approximately vertical，and the slip angle is close to 0° or 180°.The azimuth of the P-axis is in NWW-SEE direction，and the plunge angle is close to horizontal.This indicates that the activity of the Maerkang MS6.0 earthquake sequence is mainly compressed in NWW-SEE direction by the regional horizontal stress field.The focal mechanisms of the three MS≥5.0 earthquakes are slightly different from the focal mechanisms of other earthquakes in the sequence.According to the results of precise location，we believe that the Maerkang MS6.0 earthquake sequence is triggered by multiple planes.The three MS≥5.0 earthquakes were caused by different faults.The strike of the fault planes of the MS5.8 and the MS6.0 earthquake are in NNW direction；the rupture of the planes is right-lateral and strike-slip.The strike of the fault plane of the MS5.2 earthquake is in NE direction；its rupture is left-lateral and strike-slip.The fault planes of the three earthquakes are approximately vertical.

Keywords：?the Maerkang MS6.0 earthquake swarm；focal mechanism solution；moment tensor inversion；earthquake seqnence；seismogenic structure

收稿日期：2023-03-21.

基金項(xiàng)目：中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)開放基金（XH23079D）；中國(guó)地震局監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)司震情跟蹤定向工作任務(wù)（2024010116）.

第一作者簡(jiǎn)介：王瑩（1987-），高級(jí)工程師，主要從事地震活動(dòng)性和數(shù)字地震學(xué)研究.E-mail：wy200543@163.com.

通信作者簡(jiǎn)介：趙韜（1989-），高級(jí)工程師，主要從事地震監(jiān)測(cè)和震源機(jī)制研究.E-mail：zhaotaowy@163.com.?王瑩，金昭娣，趙韜.2024.2022年四川馬爾康6.0級(jí)震群序列震源機(jī)制特征分析［J］.地震研究，47（3）：379-390，doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2024.0035.

Wang Y，Jin Z D，Zhao T.2024.The characteristics of the focal mechanisms of the Maerkang MS6.0 earthquake sequence in 2022［J］.Journal of Seismological Research，47（3）：379-390，doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2024.0035.