2023年福建連城小震群活動(dòng)分析

摘 要：2023年7月30日至8月15日，福建連城地區(qū)發(fā)生一組小震群活動(dòng)，短時(shí)間內(nèi)共計(jì)發(fā)生69次ML0以上地震，時(shí)空密集特征明顯。該文分別從地震地質(zhì)背景、地震受調(diào)整情況、震源機(jī)制解以及地震視應(yīng)力角度，對(duì)該震群的活動(dòng)特征和震源特征進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，該震群受潮汐引力調(diào)制作用影響相對(duì)較小；震源機(jī)制均為走滑型，且一致性相對(duì)較高；地震視應(yīng)力反映其震區(qū)應(yīng)力目前處于正常水平。

關(guān)鍵詞：小震群；震群活動(dòng)；震源機(jī)制；地震視應(yīng)力；福建連城

中圖分類號(hào)：P315 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2024）28-0098-04

Abstract： From July 30 to August 15， 2023， there was a series of minor seismic cluster activities in Liancheng， Fujian Province， with a total of 69 earthquakes of ML0 and above occurring in a short period， exhibiting distinct spatiotemporal clustering characteristics. This paper analyzes the activity and source characteristics of this seismic cluster from the perspectives of seismic geological background， seismic adjustment situation， focal mechanism solution， and seismic apparent stress. The results indicate that the influence of tidal gravitational modulation on this seismic cluster is relatively small; the source mechanisms are predominantly strike-slip with relatively high consistency; the stress reflected by the seismic apparent stress suggests that the stress level in the seismic zone is currently normal.

Keywords： Minor seismic cluster; Seismic cluster activities; Focal mechanism solution; Seismic apparent stress; Liancheng County， Fujian Province

作為地震活動(dòng)的重要形式之一，震群通常由一組震級(jí)規(guī)模相當(dāng)?shù)牡?strong class="G7RbYwwKUECXnZfYoHBhTkzl470=">震組成[1-2]，突出表現(xiàn)為具有高度的時(shí)空集中特征。震群的發(fā)生不是隨機(jī)事件，而是與特定構(gòu)造應(yīng)力環(huán)境密切相關(guān)。震群通常發(fā)生在某些構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的特殊部位，涉及介質(zhì)不均勻性較強(qiáng)或發(fā)生流體侵入的區(qū)域等，這些區(qū)域?qū)τ趹?yīng)力變化反映相對(duì)較為敏感。如斷層交匯的破碎區(qū)、強(qiáng)震的余震區(qū)、火山及工業(yè)活動(dòng)區(qū)等，由于這些區(qū)域地殼介質(zhì)的裂隙分布相對(duì)較多，且裂隙間隔距離往往較小，當(dāng)區(qū)域應(yīng)力增強(qiáng)時(shí)，更容易發(fā)生時(shí)空密集的弱震活動(dòng)，形成小震群[3]。

根據(jù)福建地震臺(tái)網(wǎng)目錄，2023年7月30日至8月15日，福建連城地區(qū)發(fā)生一組小震群活動(dòng)，震中分布如圖1所示。其中8月13日至14日小震最為密集，截至8月15日共發(fā)生了69次ML0以上地震，其中ML0.0～0.9地震36次，ML1.0～1.9地震25次，ML2.0～2.9地震8次，最大地震為8月2日ML2.9，ML2.0以上地震的震源深度主要集中于8 km左右（表1）。

1 區(qū)域地震地質(zhì)構(gòu)造背景

連城震群發(fā)生于福建閩西南地區(qū)，閩西南位于南嶺和武夷地體的交匯處，大地構(gòu)造屬武夷-云開造山系。該區(qū)域構(gòu)造演化復(fù)雜，經(jīng)歷過多期構(gòu)造變動(dòng)[4]。閩西南地塊內(nèi)花崗巖分布廣泛，主要出露加里東期、印支期及燕山期，其中以燕山期規(guī)模最大[5]。在新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)階段，主要表現(xiàn)在斷裂活動(dòng)上，在新構(gòu)造期以前形成的斷裂，新構(gòu)造期均有不同程度的復(fù)活。閩西南地塊內(nèi)主要發(fā)育NE走向和NW走向斷裂帶，構(gòu)造錯(cuò)綜復(fù)雜，介質(zhì)不均勻性較高。連城震群附近主要涉及永安-梅村頭斷裂、萬安-古田斷裂和小陶-張家山斷裂（圖2）。連城震群距離小陶-張家山斷裂約2 km，距離萬安-古田斷裂約5 km。震群周邊150 km范圍內(nèi)共發(fā)生過歷史地震21次，其中4級(jí)地震4次，5.0～5.9級(jí)地震14次，6.0～6.9級(jí)地震3次，最大地震為1185年6月15日的漳州6 1/2級(jí)地震，距離最近的地震則為1997年5月31日永安5.2級(jí)地震。

2 地震調(diào)制情況分析

潮汐引力對(duì)地震活動(dòng)具有觸發(fā)和調(diào)制作用。調(diào)制日期發(fā)生的地震定義為調(diào)制地震，其他時(shí)段發(fā)生的為非調(diào)制地震。調(diào)制日取每月陰歷的初一、初二，初七至初九，十五至十七，二十二至二十五日，共12日為受調(diào)制時(shí)段[6]。地震調(diào)制情況需要考慮臺(tái)站監(jiān)測(cè)的最小完整震級(jí)，根據(jù)福建臺(tái)網(wǎng)監(jiān)測(cè)能力分析，連城震群地區(qū)ML0.9以上地震相對(duì)完整，而本次連城震群ML0.9以上地震共36次，發(fā)生在調(diào)制時(shí)段13次，調(diào)制比為13/36，略低于自然概率0.4。ML2.0以上地震共8次，僅2次地震發(fā)生在調(diào)制時(shí)段（陰歷六月十五和十六），調(diào)制比為0.25。根據(jù)上述分析，連城震群受調(diào)制影響較小，不屬于高應(yīng)力水平下潮汐引力引起的地震活動(dòng)。

3 震源機(jī)制解分析

本次震群震級(jí)水平較小，不宜采用波形擬合反演震源機(jī)制解，故基于P波初動(dòng)極性和S/P振幅比的HASH方法計(jì)算震源機(jī)制解[7]，該方法同時(shí)考慮了震源位置誤差、速度模型可能的誤差以及極性觀測(cè)誤差的影響，結(jié)果評(píng)價(jià)按信度等級(jí)分檔，更具客觀性。Yang等[8]對(duì)該方法進(jìn)行改進(jìn)，采用信號(hào)窗方法量取振幅，其結(jié)果較為穩(wěn)定，且易于批處理，本文參照該方法，震源機(jī)制解結(jié)果等級(jí)由A到F，質(zhì)量由高到低，各等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)同Yang等[8]。

計(jì)算中使用本次連城震群中ML2.0以上地震事件波形，使用震群附近120 km內(nèi)的臺(tái)站數(shù)據(jù)。首先對(duì)波形進(jìn)行去儀器響應(yīng)、均值、傾斜預(yù)處理，再帶通濾波1～10 Hz。噪聲窗取P波到時(shí)前2.5～0.5 s，P波窗和S波窗取各到時(shí)前0.5 s至到時(shí)后1.5 s。反演參數(shù)設(shè)置：最小觀測(cè)數(shù)為8，網(wǎng)格搜索步長(zhǎng)為2°，振幅比噪聲對(duì)數(shù)取0.3。速度模型參考張路[9]。震源機(jī)制解反演結(jié)果見表2和如圖3所示。

連城震群震中位于NW向小陶-張家山斷裂與NE向萬安-古田斷裂交匯附近，震源機(jī)制解顯示2組節(jié)面走向與該區(qū)域由近場(chǎng)剪切波分裂得到的應(yīng)力場(chǎng)方向一致，但與這2條該斷裂走向均不完全重合。所得的8個(gè)震源機(jī)制解，均為走滑型。其中，8月2日的ML2.9地震的震源機(jī)制解結(jié)果質(zhì)量相對(duì)較高，等級(jí)為B，具有一定參考性。ML2.9地震震源機(jī)制解的節(jié)面Ⅱ與NW向小陶-張家山斷裂走向相對(duì)接近些，傾向一致，但傾角更陡。由于震群距離該斷裂僅2 km左右，綜合考慮本次連城震群的發(fā)震構(gòu)造為小陶-張家山斷裂的可能性較大，但由于傾角及斷裂性質(zhì)有所差異，不排除存在隱伏斷裂的可能。

利用震源機(jī)制解結(jié)果對(duì)震源機(jī)制一致性進(jìn)行分析，通過表2和圖3可以看出，本次震群ML2.0以上震源機(jī)制一致性程度總體相對(duì)較高。

4 地震視應(yīng)力分析

地震視應(yīng)力是表征震源區(qū)應(yīng)力水平的物理量，其大小可作為區(qū)域絕對(duì)應(yīng)力水平的下限估計(jì)[10]，視應(yīng)力值越高，震源區(qū)應(yīng)力水平越高，其定義為

式中：app為地震視應(yīng)力；ES為地震波輻射能量；M0為地震矩；μ為震源區(qū)介質(zhì)剪切模量，通常取3.0×104 MPa。ES與M0之比表示單位地震矩輻射出的地震波能量。

為判斷本次震群視應(yīng)力是否相對(duì)較高，除了計(jì)算本次震群的視應(yīng)力外，還需要計(jì)算該區(qū)域地震視應(yīng)力的背景值。計(jì)算的數(shù)據(jù)選取過程：地震選取時(shí)間為2013年1月1日—2023年8月15日。地震挑選以本次震群為中心，震群周邊10 km范圍內(nèi)，且震級(jí)在ML2.0以上地震，共25個(gè)地震。其中，ML2.0～2.9地震24次，ML3.0～3.9地震1次，考慮到震級(jí)對(duì)視應(yīng)力計(jì)算的影響，且ML3.0以上地震僅1次，實(shí)際計(jì)算只使用ML2.0～2.9地震。每個(gè)地震使用震中距200 km以內(nèi)臺(tái)站（臺(tái)站分布如圖1所示），選取信噪比高、記錄清晰的波形數(shù)據(jù)，由于福建臺(tái)站密集，經(jīng)上述挑選后，每個(gè)地震可使用臺(tái)均仍多于25個(gè)。計(jì)算過程參考李艷娥等[11]，視應(yīng)力計(jì)算的時(shí)序結(jié)果如圖4所示。

根據(jù)圖4，本次震群多數(shù)視應(yīng)力值集中在0.2～1.0 bar，與2023年之前該區(qū)域視應(yīng)力相比，沒有明顯升高。本次震群的最大地震ML2.9的視應(yīng)力為1.04 bar，同樣低于2016年7月1日的ML2.9地震的視應(yīng)力（1.17 bar）。

自2013—2023年，連城震群附近100 km范圍內(nèi)，未發(fā)生過ML4.0以上地震，而從本次震群視應(yīng)力無論是絕對(duì)數(shù)值，亦或是相對(duì)該區(qū)域10年尺度背景來看，未明顯超過正常水平。

5 結(jié)論

2023年福建連城地區(qū)發(fā)生的小震群活動(dòng)，具有短時(shí)密集特征，震級(jí)水平不高，震中周邊歷史強(qiáng)震活動(dòng)相對(duì)較弱，地震調(diào)制性分析表明，該小震群受潮汐引力調(diào)制影響較小。震源機(jī)制解結(jié)果分析顯示，震群中ML2.0以上地震震源機(jī)制一致性較好，均以走滑型為主，結(jié)合區(qū)域斷裂構(gòu)造走向分析，可能的發(fā)震構(gòu)造為小陶-張家山斷裂，但震源機(jī)制的傾角和性質(zhì)與小陶-張家山斷裂不完全一致，也存在隱伏斷裂發(fā)震的可能性。

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