李正芳 周本剛

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利用斷裂帶上的低值識別凹凸體方法的探討——以龍門山斷裂帶和鮮水河斷裂帶為例

李正芳 周本剛

（中國地震局地質(zhì)研究所，活動構(gòu)造與火山實驗室，北京 100029）

本文對龍門山斷裂帶和鮮水河斷裂帶上1970年以來記錄的小震數(shù)據(jù)進(jìn)行了收集、整理和分析，采用基于Matlab平臺的Zmap軟件，去除了斷裂帶上的叢集數(shù)據(jù)和余震，劃定了有效地震數(shù)據(jù)的時間和震級范圍，通過最大似然法求取了斷裂帶所在區(qū)域的值分布圖?；谥荡笮∨c應(yīng)力高低成反比的原理，通過斷裂帶上低值區(qū)識別凹凸體的位置。就龍門山斷裂帶，通過低值區(qū)識別出的凹凸體的位置與汶川地震發(fā)生的起始破裂位置和極震區(qū)的位置基本保持一致；而鮮水河斷裂帶由于受到小震數(shù)據(jù)的限制，部分段缺失值分布，但整條斷裂帶仍可清晰識別出凹凸體位置，且1725年以來的歷史強(qiáng)震和1970年以來5級以上的歷史地震基本上都位于此區(qū)域。斷裂帶的實例分析結(jié)果證明，利用小震數(shù)據(jù)通過最大似然法計算值分布圖，其相對低值區(qū)與歷年強(qiáng)震發(fā)生的位置存在較大的相關(guān)性，為驗證利用低值區(qū)識別凹凸體方法的可行性和實用性提供了有力的證據(jù)。

龍門山斷裂帶 汶川地震 鮮水河斷裂帶值 凹凸體

引言

凹凸體的概念被定義為斷裂系統(tǒng)中應(yīng)力積累的強(qiáng)硬閉鎖段，最終以大震的形式釋放其主要能量（Wyss等，1967；Miyamura等，1964；Lay等，1981），尤其是尺度介于1km到幾十km的凹凸體控制著地震破裂的時間及其滑動幅度等主要方面（Wiemer等，1997），因此，凹凸體的概念在地震破裂模型中被廣泛使用（Lay等，1982；Aki，1984）。對已經(jīng)發(fā)生過大震的凹凸體，可以由地震波分析和地表位錯模型資料聯(lián)合反演的方法確定，而未發(fā)生過地震且地震活動較活躍的段落，該如何識別斷裂帶上的凹凸體，至今為止仍是多數(shù)研究者一直討論的問題。

一般來講，大震發(fā)生前斷裂帶上存在的凹凸體積累了高的應(yīng)力，是未來主震初始破裂形成的地方，即斷裂系統(tǒng)中大震發(fā)生的危險段。在間震期，地震活動區(qū)的斷裂以背景地震（即震級小于5.0級的小震）活動為主，使用背景地震活動性并利用低值確定包含未來大震初始破裂點的凹凸體，是近年來國際地震活動性研究領(lǐng)域中的一個熱點。本文以龍門山斷裂帶和鮮水河斷裂帶強(qiáng)震發(fā)生前后的地震活動性為例，基于值與應(yīng)力成反比的關(guān)系（Scholz，1968；Urbancic等，1992；Wyss等，2000），利用以值為主的地震活動性參數(shù)的空間分布，判定兩條斷裂帶上凹凸體的位置，同時結(jié)合歷史及現(xiàn)今地震活動背景，分析研究利用低值的分布識別斷裂帶上凹凸體位置方法的實用性和局限性。

1 小震數(shù)據(jù)的處理

本文選用的小震數(shù)據(jù)為中國地震目錄1970年以來記錄的小震數(shù)據(jù)，由于大地震序列中主震和余震之間不是獨立的隨機(jī)事件，為了保持地震事件的獨立性和隨機(jī)性，應(yīng)盡可能的刪除大地震前后的前震和余震，同時，為了保證地震數(shù)據(jù)的質(zhì)量，必須清楚地震目錄中高質(zhì)量數(shù)據(jù)的起始時間，且需對比分析在不同時間段內(nèi)地震的活動強(qiáng)弱。下文將具體的以龍門山斷裂帶所在的區(qū)域為例，介紹小震數(shù)據(jù)處理的方法。

1.1 去除叢集數(shù)據(jù)和余震

本文使用的研究數(shù)據(jù)時間段為1970.01.13到2011.02.28，震級為≥1級的數(shù)據(jù)，采用了基于Matlab平臺的Zmap程序，通過修改部分程序代碼的方法，去除了該區(qū)域發(fā)生的叢集數(shù)據(jù)和余震（Zuniga等，1995；1999；Wiemer等，2000）。累計共搜索出1729個叢集性地震集，共去除地震數(shù)據(jù)11237條，得到有效的地震數(shù)據(jù)為32148個（圖1）。

1.2 設(shè)置高質(zhì)量地震數(shù)據(jù)的起始時間

在地震目錄中的地震數(shù)據(jù)，考慮到儀器記錄局限性的影響，如想去評價地震數(shù)據(jù)中是否能反映地震活動率的變化，需要對小震數(shù)據(jù)做出較好的解譯，本步驟不需要求取地震數(shù)據(jù)的最小完整震級，因為小于完整震級的數(shù)據(jù)也可能包含重要的反映變化趨勢的信息。利用選取好的地震目錄中的地震數(shù)據(jù)，筆者制作了累計地震事件隨時間變化以及地震活動幅度隨時間變化的示意圖（圖2、圖3）。從圖2中可發(fā)現(xiàn)，地震目錄中的地震數(shù)據(jù)的震級在5級處可分為2個震級檔，即：震級介于1—5級的地震數(shù)據(jù)與震級介于5—8級的地震數(shù)據(jù)隨時間變化函數(shù)的差別較明顯，震級介于1—5級的地震數(shù)據(jù)在反映地震活動性上更為敏感。同時圖3顯示了從2000年到2008年這段時間地震活動幅度的變化較平穩(wěn)，因此，震級小于5級的地震可以反映該區(qū)域背景地震活動性。為了進(jìn)一步對上述高質(zhì)量起始數(shù)據(jù)時間劃定做一驗證，文中以2000年為分界點，制作了1970—2000年、2000—2008.05.11的地震活動隨震級和時間變化的幅度大小的對比圖（圖4），發(fā)現(xiàn)2000年以后的小震數(shù)據(jù)的活動率的變化較為明顯，更適合用于討論地震活動性。通過上述一系列的分析，文中最后用來計算值的小震數(shù)據(jù)范圍設(shè)定為2000.01—2008.05.11。

圖2 M＞5級和M≤5級分震級檔的累積地震數(shù)隨時間變化圖

圖3 地震活動幅度隨時間變化圖

1.3 最小完整震級（）的確定

在進(jìn)行地震活動性分析中，最小完整震級（）是一個相當(dāng)重要的參數(shù)。在地震目錄中，完整震級是隨著時間而變化的，盡管隨著目前臺網(wǎng)的改進(jìn)和分析技術(shù)的提高，這種變化呈下降的趨勢，但完整震級隨空間變化的函數(shù)在地震活動性分析中仍不容被忽視。在地震活動性研究中，為了獲得高質(zhì)量的數(shù)據(jù)結(jié)果需要處理大量的小地震數(shù)據(jù)，但如果為了保證數(shù)據(jù)的完整性，而估計一個較高的值，可能導(dǎo)致很多有用的資料被舍棄掉。所以針對一個地震目錄進(jìn)行較為系統(tǒng)的分析，給出最小完整震級的時空分布，對地震活動性的分析有實際的意義（Wiemer等，2000；Yadav等，2009）。

首先，對的估計是基于震級頻度分布關(guān)系式的，震級頻度分布關(guān)系式（Gutenberg 等，1944）描繪的是地震發(fā)生的頻度與地震震級之間的關(guān)系：

式中，是震級≥的地震次數(shù)；是地震的震級；、是常數(shù)。

對于值和其置信區(qū)間的研究，前人給出了較多的處理方法（Aki，1965；陳培善等，2003；黃偉瓊等，1997；2001），但目前使用震級頻度關(guān)系式來估計值是較為簡單的一種方法，基于這種關(guān)系式研究的空間分布圖是地震活動分析中一個快速有效的方式。本文采用了Wiemer等（2000）提出的一種正演技術(shù)，通過對部分程序的改變實現(xiàn)了對研究區(qū)數(shù)據(jù)最小完整震級的判斷，具體如圖5和圖6所示。圖中利用了2000年1月到2008年5月11日的1—5級地震數(shù)據(jù)，從圖6中可以求出其最小完整震級為1.8級，由于一條斷裂帶上最小完整震級的確定，需考慮到該斷裂帶所在區(qū)域的地震臺網(wǎng)監(jiān)測能力，從四川地震監(jiān)測臺網(wǎng)資料獲取的該區(qū)域的區(qū)域地震臺網(wǎng)監(jiān)測能力圖顯示（圖7），該斷裂帶所在的區(qū)域基本上處于≥1.6級地震的有效監(jiān)測范圍內(nèi)，因此文中將該斷裂帶的最小完整震級定為1.8級是合理的。

圖5 2000.01—2008.05.11起始震級為1級地震數(shù)據(jù)的累積地震頻數(shù)隨時間變化的函數(shù)分布圖

圖6 2000.01—2008.05.11起始震級為1級地震數(shù)據(jù)的累積地震頻數(shù)隨震級變化的函數(shù)分布圖

2 龍門山斷裂帶汶川地震前的b值分布圖

龍門山逆沖斷裂帶位于四川盆地西緣，是青藏高原的東界，屬于松潘—甘孜造山帶前緣逆沖帶（許志琴等，2007）。它由三條主要的逆沖斷裂帶組成，自西向東分別為后龍門山斷裂（汶川-茂縣斷裂）、龍門山中央斷裂（映秀-北川斷裂）和（安縣-灌縣斷裂）龍門山前山斷裂（王二七等，2001）。龍門山逆沖斷裂帶的運(yùn)動性質(zhì)為走滑-逆沖型，自晚三疊世至古近紀(jì)時期，以逆沖-左旋走滑作用為特征（王二七等，2001；李勇等，2006；許志琴等，2007），而中新生代以來表現(xiàn)為逆沖-右旋走滑作用為特征（Densmore等，2007）。該斷裂帶在歷史上曾在中、南段發(fā)生過3次6—6.5級強(qiáng)震（馮先岳，1997），在2008年5月12日發(fā)生了8.0級大地震，產(chǎn)生了迄今為止板塊內(nèi)部逆斷層型地震地表破裂最為復(fù)雜、長度最長的地表破裂樣式（徐錫偉等，2008），是研究地震孕震機(jī)理和地表破裂結(jié)構(gòu)特征較好的素材。

在地震研究中，用來計算值的方法通常有兩種：最小二乘法和最大似然法。目前利用這兩種方法計算不同地區(qū)值的文獻(xiàn)較多（李全林等，1978；謝華章，1991；易桂喜等，2006；2007），但對比前人的研究成果發(fā)現(xiàn)，最小二乘法以離散點到擬合直線的距離為權(quán)重，而最大似然法基于概率密度函數(shù)，當(dāng)數(shù)據(jù)的概率分布函數(shù)是正態(tài)分布時，最大似然估計和最小二乘估計基本相同，但在實際應(yīng)用中常常會由于用于計算值的數(shù)據(jù)并不滿足正態(tài)分布，因而會出現(xiàn)二者計算結(jié)果的差異。謝華章（1991）通過數(shù)值模擬對極大似然法計算值的條件進(jìn)行了詳細(xì)研究，認(rèn)為震級范圍和分檔間隔以及參與統(tǒng)計的地震數(shù)都對計算結(jié)果存在影響，并且當(dāng)參與統(tǒng)計的地震數(shù)目較少時，由于個別較大地震隨機(jī)性的影響，用最小二乘法計算值可能會產(chǎn)生相當(dāng)大的系統(tǒng)偏差，這一結(jié)論也進(jìn)一步得到國內(nèi)外大多學(xué)者對值計算方法探討的印證（Wiemer等，1997；Wyss等，2000；朱艾斕等，2009），為此，本文利用最大似然法求取了該斷裂帶所在區(qū)域的值圖，具體方法如下。

首先，利用Wiemer等（2000）提出的網(wǎng)格化技術(shù)將研究區(qū)域平分為等間距的格點和節(jié)點；然后，以每個節(jié)點為圓心，挑選一定半徑范圍內(nèi)大于完整起始震級的地震來代表每個節(jié)點的地震活動性，文中通過多次的反復(fù)試驗，最終選取的常量半徑為=30km（圖8），計算使用≥最小地震數(shù)為30個，對半徑30km范圍內(nèi)≥不足30個地震的節(jié)點，不作值的計算，從而計算每個節(jié)點上的值和其他參數(shù)；最后，以色標(biāo)來表示結(jié)果的分布情況。

理論上，取樣半徑應(yīng)與存在的凹凸體的尺度相當(dāng)，才可能使用掃描得到的值所勾畫出的凹凸體具有可靠的大小，但實際上，由于凹凸體在地表下的復(fù)雜性，我們并不知道斷裂帶上凹凸體的尺度，對一條相對較長的斷裂帶，可能存在不同尺度的凹凸體。且由于沿斷裂帶大部分段落上地震分布較稀疏，空間跨度較大，一般情況下取較小的值時（10—20km），結(jié)果較可靠，而越大計算所得的值覆蓋區(qū)域越大，但同時會將值等參數(shù)在空間上的細(xì)微差異變化模糊掉（Schorlemmer等，2004）。30—50km的半徑尺度與斷裂幾何結(jié)構(gòu)的地表分段尺度基本一致，計算得到的值等參數(shù)的相對差異變化大致能夠反映出不同段落上的應(yīng)力狀態(tài)，但不能反映出在深度上的差異變化（朱艾斕等，2009），而本文上述通過網(wǎng)格化的方法選取的半徑=30km，計算的值基本上與斷裂帶地表幾何結(jié)構(gòu)段落保持一致，可滿足分析斷裂帶上應(yīng)力變化的要求。因此，本文采用最大似然法作值計算，為了驗證結(jié)果的合理性，采用了Shi等（1982）改進(jìn)的公式計算值的標(biāo)準(zhǔn)偏差，其中，為樣本的大小，計算所得的標(biāo)準(zhǔn)偏差介于0.05—0.1之間。通過上述一系列方法筆者最終制作了2008年汶川地震發(fā)生前龍門山斷裂帶的值分布圖（圖9）。

龍門山斷裂帶的值分布圖顯示，值大小的區(qū)間處于0.6—2.2之間，該斷裂帶值的平均值為1.4，文中將值數(shù)據(jù)小于1.4的區(qū)域定為低值區(qū)，可以大致識別出兩個強(qiáng)震危險段，其分別位于龍門山斷裂帶的中段和南段。文中將2008年5月12日發(fā)生的汶川地震的地表破裂帶投到值分布圖上，發(fā)現(xiàn)汶川地震的初始破裂點位于低值區(qū)，破裂終止的地方位于高值區(qū)，且汶川地震發(fā)生后在北川產(chǎn)生的最大位移段也處于一個相對較低的值區(qū)。通過值圖可識別出龍門山斷裂帶上相對的低值區(qū)，基本上與王衛(wèi)民等（2008）利用有限斷層滑動模型模擬出的最大同震位移段和中國地震局制定的汶川地震發(fā)生后的兩個最大烈度區(qū)相對應(yīng)。且識別出的凹凸體的部位：一個位于多條斷裂的交匯處；另一個位于斷裂的急劇轉(zhuǎn)彎處。這間接反映了斷裂的交匯與斷裂的急劇轉(zhuǎn)彎都具備孕育大量地震能量的構(gòu)造背景。

本文所勾畫的汶川地震發(fā)生前龍門山斷裂帶的值圖顯示出，龍門山斷裂帶的南段也處于低值和高應(yīng)力的狀態(tài)，事實上在汶川地震發(fā)生前，關(guān)于龍門山斷裂帶的南段不少研究者發(fā)現(xiàn)了其南段晚第四紀(jì)活動的證據(jù)（楊曉平等，1999；陳國光等，2007）。2013年4月20日發(fā)生的蘆山7.0級地震就發(fā)生在龍門山斷裂帶的南段，但野外的科考工作并沒有發(fā)現(xiàn)明顯的地震地表破裂帶，屬典型的盲逆斷層型地震。筆者將該地震起始破裂點的位置投到值分布圖上，正好位于斷裂帶上低值區(qū)，可以證明該區(qū)域震前為一個高應(yīng)力的集中區(qū)，才可能誘發(fā)如此大的地震。因此，通過選擇好的小震數(shù)據(jù)并利用最大似然法制作的值分布圖顯示的低值區(qū)，可以為識別一條大型斷裂帶上的強(qiáng)震危險段及凹凸體提供理論依據(jù)。

3 鮮水河斷裂帶的b值分布圖

鮮水河斷裂帶作為青藏高原東緣的一條重要的左旋走滑邊界斷裂帶，同時又是川滇菱形塊體與巴彥喀拉塊體的邊界斷裂，在地質(zhì)、地貌、地震活動、地球物理以及地殼形變等方面均有其獨特顯著的特點。該斷裂帶歷史地震資料充實，強(qiáng)震發(fā)生頻繁，地表破裂比較清晰，許多研究者（李玶，1993；李天袑等，1997；聞學(xué)澤，2000；2001）已經(jīng)在該斷裂帶區(qū)域進(jìn)行過大量的地質(zhì)調(diào)查研究工作并取得了較好的成果。同時，針對鮮水河斷裂帶上值圖的繪制工作，易桂喜等（2005）利用1978年1月至2003年6月共25.5年的區(qū)域臺網(wǎng)地震資料，采用最小二乘法計算了該斷裂帶上的值圖；朱艾斕等（2009）基于1992—2002年小震雙差重新定位的結(jié)果，分別利用最大似然法和最小二乘法沿鮮水河-安寧河-則木河斷裂帶制作了值掃描結(jié)果圖。這在一定程度上為我們驗證低值識別凹凸體方法的可行性提供了理論和現(xiàn)實基礎(chǔ)。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，重新選擇小震數(shù)據(jù)制作了該斷裂帶上的值平面圖，對前人的研究進(jìn)行合理的補(bǔ)充說明。

對于鮮水河斷裂帶所在區(qū)域小震數(shù)據(jù)的選取，我們與上兩節(jié)對龍門山斷裂帶小震數(shù)據(jù)的選取方法基本保持一致，因此，本節(jié)對數(shù)據(jù)的選取方法將不做太多的探討。通過對該斷裂帶上1970年到2011.03.11的起始震級為1級的小震數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理（圖10）發(fā)現(xiàn)，2000—2010.03.11的小震數(shù)據(jù)累積地震頻數(shù)隨時間變化的函數(shù)的斜率為常量，且該時間段的震級均小于5級。根據(jù)四川省區(qū)域臺站資料，筆者認(rèn)為自1978年以來鮮水河斷裂帶中—南段震級大于等于2.0級的小震記錄基本是完整的。本文利用上述選定的2000—2010.03.31的小震數(shù)據(jù)，通過Wiemer等（2001）提出的一種正演技術(shù)，求取該區(qū)域小震數(shù)據(jù)的最小完整震級為1.9級（圖11）。同時結(jié)合該斷裂帶所在的臺網(wǎng)監(jiān)測能力（圖7）發(fā)現(xiàn)，鮮水河斷裂帶北西段的臺網(wǎng)監(jiān)測能力較弱，為2.2級，但中段和南東段的臺網(wǎng)監(jiān)測能力均為1.9級，因此本文最終將該斷裂帶的最小完整震級分段進(jìn)行考慮，將北西段的最小完整震級定為2.2級，中段和南東段的最小完整震級定為1.9級。

圖10 1970—2011.03.31的起始震級為1級的地震數(shù)據(jù)的累積地震頻數(shù)隨時間變化函數(shù)分布圖

圖11 2000.01—2010.03.31地震數(shù)據(jù)的累積地震頻數(shù)隨震級變化的函數(shù)分布圖

本文將上述選取好的小震數(shù)據(jù)（2000.01—2010.03.31）投到鮮水河斷裂帶的分布圖上發(fā)現(xiàn)，整個鮮水河斷裂在北西段的小震數(shù)據(jù)比較少（圖12）。文中通過對小震數(shù)據(jù)的有效性進(jìn)行半徑的圈定，利用小地震數(shù)據(jù)通過最大似然法制作了鮮水河斷裂帶上的值分布圖（圖13）。由于受到斷裂帶上小震數(shù)據(jù)分布的限制，得到的值分布圖只能在宏觀上反映出該斷裂帶上應(yīng)力的非均勻分配，值分布圖顯示值大小的區(qū)間處于0.6—1.8之間，該斷裂帶值的平均值為1.2，文中將值數(shù)據(jù)小于1.2的區(qū)域定為低值區(qū)，從而勾畫出凹凸體的位置。如圖12所示，在鮮水河斷裂帶上小震位置相對較少的段得到的值分布圖顯示為空白，例如爐霍段；而小震數(shù)據(jù)分布較多的段，得到的值分布圖整體呈現(xiàn)出明顯的非均勻性，發(fā)現(xiàn)道孚和康定附近的道孚段、折多塘段出現(xiàn)了兩個異常低值的地段，雅拉河段和色拉河段的值次之，而鮮水河斷裂帶南段中的雪門坎段和磨西段具有偏高的值分布。本文所給出的低值區(qū)和高值區(qū)與該斷裂帶前人研究給出的低值區(qū)和高值區(qū)存在著一定的差異。易桂喜等（2005）繪制的該斷裂帶的中南段認(rèn)為，康定北西的斷裂部分以低至中偏低的值為特征，而康定至磨西間的區(qū)域出現(xiàn)偏高的值區(qū)；朱艾斕等（2009）給出的該斷裂帶上的值掃描圖認(rèn)為，爐霍—道孚間處于較低的值區(qū)，其次是石棉—冕寧間處于較低的值區(qū)，而乾寧—康定—石棉一帶處于較高的值。結(jié)合鮮水河斷裂帶地表幾何結(jié)構(gòu)的分段結(jié)構(gòu)特征和該斷裂帶近期發(fā)生地震的活躍程度，本文給出的值分布圖與斷裂帶幾何結(jié)構(gòu)的分段差異和地震的活躍程度較相符，且1725年以來的歷史強(qiáng)震和1970年以來5級以上的歷史地震基本上都發(fā)生在這四個大的凹凸體段上，可見利用低值區(qū)識別凹凸體對未來地震危險性研究的重要性。

圖12 鮮水河斷裂的小震分布（2000—2011.03.31）示意圖

圖13 鮮水河斷裂帶b值分布示意圖（2000.01—2010.03.31）

4 結(jié)論和討論

本文以收集的龍門山斷裂帶和鮮水河斷裂帶上1970年以來記錄的地震數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過對數(shù)據(jù)的整理和分析，去除了地震數(shù)據(jù)中的叢集數(shù)據(jù)和余震，設(shè)置了高質(zhì)量地震數(shù)據(jù)的起始時間，完成了區(qū)域地震數(shù)據(jù)最小完整震級的確定。利用最大似然法求取了震級-頻度分布關(guān)系式中上述兩條斷裂帶的值分布圖，同時利用相對低值區(qū)識別出了斷裂帶上凹凸體的位置，并與前人的研究結(jié)果進(jìn)行了對比分析。實例證明，求取相對低值區(qū)可反映出斷裂帶上凹凸體的位置，與地震活動性的強(qiáng)弱和區(qū)域地震構(gòu)造地震背景對應(yīng)的較好。主要結(jié)論如下：

（1）龍門山斷裂帶的值圖反映了整個斷裂帶主要存在兩個相對低值區(qū)，其分別位于龍門山斷裂帶的中段和南段。文中將汶川地震地表破裂帶投到值分布圖上發(fā)現(xiàn)，汶川地震的初始破裂位置位于低值區(qū)，破裂終止的地方處于高值區(qū)，且識別出的低值區(qū)基本上與王衛(wèi)明等（2008）利用有限斷層滑動模型模擬出的最大同震位移段和中國地震局制定的汶川地震發(fā)生后的兩個最大烈度區(qū)相對應(yīng)。識別出的凹凸體的部位：一個位于多條斷裂的交匯處；另一個位于斷裂的急劇轉(zhuǎn)彎處。這反映出斷裂的交匯處和斷裂的急劇轉(zhuǎn)彎處，都具備孕育大量地震能量的構(gòu)造背景。

（2）鮮水河斷裂帶上的值圖由于受到該斷裂帶上小震數(shù)據(jù)稀密的影響，斷裂帶上北西段的b值圖效果較差，中段和南東段的值圖呈現(xiàn)出明顯的非均勻性，可識別出幾個低值區(qū)，其分別位于該斷裂帶的道孚段、折多塘段、雅拉河段和色拉河段，基本與該斷裂帶地表幾何結(jié)構(gòu)的分段結(jié)構(gòu)特征和該斷裂帶近期發(fā)生地震的活躍程度較相符，且1725年以來的歷史強(qiáng)震和1970年以來5級以上的歷史地震，基本上都發(fā)生在這四個大的凹凸體段上。說明利用低值區(qū)判定一條斷裂帶上強(qiáng)震危險區(qū)的方法具有一定的可行性。

（3）通過對龍門山斷裂帶和鮮水河斷裂帶上值圖的繪制，說明采用大量的小地震數(shù)據(jù)利用最大似然法識別斷裂帶上的凹凸體的方法是可行的。不足之處是這種方法對研究的斷裂帶及其上的小震數(shù)據(jù)的要求非常高，該斷裂帶上必須有足夠多的小震數(shù)據(jù)可供選擇，且選取的數(shù)據(jù)需除去5級以上震級對小震的影響及余震對結(jié)果的影響；且由于斷裂帶上值圖的制作完全依賴于斷裂帶上小震數(shù)據(jù)的選取，因此對于小震數(shù)據(jù)源本身獲取的不確定性將直接影響到值圖的分布。目前為了減少這種不確定性，很多研究學(xué)者在利用小震數(shù)據(jù)之前，都對其進(jìn)行精定位，但由于目前對精定位的方法多數(shù)研究學(xué)者都持有不同的觀點，而本文的目的只是利用小震數(shù)據(jù)從宏觀上反映其值圖的分布，研究其與斷裂帶上應(yīng)力分布的關(guān)系，精定位會大量減少小震數(shù)據(jù)的數(shù)量，從而影響結(jié)果的判定。

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Asperity Identification Based on Low b-value: Application to the Longmenshan and Xianshuihe Fault Zone

Li Zhengfang and Zhou Bengang

(Key Laboratory of Active Tectonics and Volcano, Institute of Geology,China Earthquake Administration, Beijing 100029, China)

In this paper, we collected, collated and analyzed small earthquakes recorded since 1970 in the Longmen Shan fault zone and the Xianshuihe fault zone. By using zmap software from the Matlab platform, we removed cluster data and aftershocks, selected small earthquake data and magnitude range, at last, we made the b-value map by the maximum likelihood method. Taking low or highvalues as an indication of high or low applied shear stresses, we identified asperity position in the fault zone. The asperity position in the Longmenshan fault zone identified in our study is consistent with the initial rupture position before the Wenchuan earthquake happened. Due to the limitations of small earthquake data distribution, we can not identify asperity position along the whole Xianshuihe fault, but we still can identify four asperity in the middle and northern segment in the Xianshuihe fault, where historical strong earthquake since 1725 and historical earthquake which was larger than five since 1970 occurred.

Longmenshan fault zone; Wenchuan earthquake; Xianshuihe fault zone;value; Asperity

科技支撐項目“特大地震危險區(qū)識別及危險性評價方法研究（2012BAK15B01）”和“中國地震局地質(zhì)研究所中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)專項（IGCEA1310）”共同資助

2013-08-05

李正芳，女，生于1981年。中國地震局地質(zhì)研究所，助研。主要研究方向：工程地震和地震危險性評價。E-mail：lizhengfang07@163.com

李正芳，周本剛，2014．利用斷裂帶上的低值識別凹凸體方法的探討——以龍門山斷裂帶和鮮水河斷裂帶為例. 震災(zāi)防御技術(shù)，9（2）：213—225.