鄧文澤，陳九輝，郭飚，劉啟元，李順成，李昱，尹昕忠，齊少華

中國(guó)地震局地質(zhì)研究所地震動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029

1 引言

2008年5月12日在我國(guó)四川省汶川縣發(fā)生了Mw7.9級(jí)地震，地震造成了巨大的人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失和地質(zhì)災(zāi)害（Burchfiel etal.，2008；張培震等，2008）.地震發(fā)生之后，許多學(xué)者對(duì)此次地震的地質(zhì)背景、發(fā)震構(gòu)造、發(fā)震機(jī)理等方面進(jìn)行了研究并取得了許多重要的成果.地表地質(zhì)考察（Xu etal.，2008）和地表破裂過(guò)程反演（Ji and Hayes，2008；王衛(wèi)民等，2008；張勇等，2009）發(fā)現(xiàn)汶川地震起始于龍門山斷裂帶的南段，沿龍門山斷裂帶向北東向單向傳播，在映秀—北川斷裂和灌縣—江油斷裂上形成了長(zhǎng)約300km的破裂，其中有240km出露在地表.余震定位結(jié)果（黃嬡等，2008；陳九輝等，2009）發(fā)現(xiàn)龍門山中央斷裂在近地表傾角達(dá)到70°～80°，隨深度逐漸變緩，三條斷裂在接近地震起始破裂的約20km深度收斂合并.GPS和InSAR反演（Shen etal.，2009）得到的汶川地震震源過(guò)程也證實(shí)了這一觀測(cè)結(jié)果.基于以上觀測(cè)研究結(jié)果推測(cè)，汶川地震是發(fā)生在高角度鏟形斷裂上的逆沖型地震（Zhang etal.，2010；Deng etal.，2011）.但是，盡管有相當(dāng)多的結(jié)果支持這一結(jié)論，關(guān)于汶川地震破裂帶斷層形態(tài)和地震破裂機(jī)理仍然存在很多爭(zhēng)論（Hubbard and Shaw，2009；張竹琪等，2010；姚琪等，2012）.這些爭(zhēng)論的焦點(diǎn)則在于汶川地震破裂斷層的深部展布和形態(tài)，以及龍門山斷裂帶下方和周邊地區(qū)的構(gòu)造環(huán)境.

深部地球物理探測(cè)研究是獲得地震區(qū)深部構(gòu)造環(huán)境和孕震環(huán)境的根本手段.川西龍門山地區(qū)作為青藏高原東部邊界，歷來(lái)備受關(guān)注，并對(duì)其結(jié)構(gòu)和變形進(jìn)行了眾多研究（王椿鏞等，2003；王椿鏞等，2008；Yao etal.，2008；Wang etal.，2008；黃金莉等，2001；朱艾斕等，2005）.汶川地震之后，許多國(guó)內(nèi)外地球物理學(xué)者在龍門山斷裂帶和周邊地區(qū)開(kāi)展了大量深部探測(cè)研究工作，取得了眾多研究成果.Li等（2009）和李昱等（2010）利用地震環(huán)境噪聲成像方法獲得了震區(qū)的面波相速度結(jié)構(gòu)；劉啟元等（2009）利用接收函數(shù)反演方法獲得了穿過(guò)汶川地震震源區(qū)的S波速度結(jié)構(gòu)，結(jié)果給出了四川盆地與松潘—甘孜地塊之間的碰撞變形關(guān)系和速度結(jié)構(gòu)差異.Zhang等（2009）和Robert等（2009）分別利用接收函數(shù)偏移疊加方法獲得了橫跨龍門山的地殼厚度變化和殼內(nèi)間斷面的橫向變化特征.郭飚等（2009），吳建平（2009）等，雷建設(shè)等（2009）以及胥頤等（2009）利用地震層析成像方法研究了震區(qū)P波和S波三維速度結(jié)構(gòu)，給出了橫向分辨率為30～50km的地殼速度結(jié)構(gòu)，結(jié)果顯示龍門山斷裂帶上盤下方中上地殼具有高波速異常.但是，這些深部探測(cè)研究的水平分辨率仍然難以對(duì)寬度僅20～30km的龍門山斷裂帶的深部精細(xì)結(jié)構(gòu)給出滿意的探測(cè)結(jié)果.

伴隨著汶川地震的發(fā)生，在龍門山斷裂帶發(fā)生了大量的余震，利用這些密集分布的余震走時(shí)資料可以獲得龍門山斷裂帶更高分辨率的速度結(jié)構(gòu)探測(cè)結(jié)果.雙差層析成像方法（Zhang etal.，2003；Zhang etal.，2005）是將雙差地震定位方法（Waldhauser and Ellsworth，2000）和傳統(tǒng)走時(shí)層析成像方法相結(jié)合，利用鄰近地震之間相對(duì)走時(shí)差和地震到臺(tái)站之間的絕對(duì)走時(shí)進(jìn)行震源位置和速度結(jié)構(gòu)聯(lián)合反演的方法.雙差層析成像方法被廣泛應(yīng)用于地震區(qū)精細(xì)速度結(jié)構(gòu)研究（Thurber etal.，2006；Shelly etal.，2006；Thurber etal.，2004），獲得了從區(qū)域尺度到幾百米尺度的高分辨率成像和地震定位結(jié)果.Pei等（2010）利用汶川地震余震序列和雙差層析成像方法對(duì)龍門山地區(qū)地殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了相關(guān)研究，但是由于他們并未對(duì)地震震源和速度結(jié)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)合反演，僅僅給出了基于粗糙的初始震源位置得到的速度結(jié)構(gòu)，其結(jié)果仍需要進(jìn)一步確認(rèn).

本文將綜合利用川西流動(dòng)地震臺(tái)陣（劉啟元等，2008）和汶川地震震后應(yīng)急流動(dòng)臺(tái)網(wǎng)記錄到的汶川地震余震序列的走時(shí)資料，對(duì)龍門山斷裂帶中上地殼速度結(jié)構(gòu)進(jìn)行雙差層析成像研究，以便更好地了解龍門山斷裂帶中上地殼速度結(jié)構(gòu)和斷裂構(gòu)造，為研究汶川地震發(fā)生機(jī)理和建立地震動(dòng)力學(xué)模型提供新的證據(jù).

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 雙差層析成像方法與臺(tái)陣分布

所謂雙差層析成像方法是指利用兩射線路徑相似的地震到時(shí)差反演地下速度結(jié)構(gòu)的層析成像方法，Zhang等（2003）研究表明利用到時(shí)差數(shù)據(jù)能提高速度結(jié)構(gòu)反演的精度，但同時(shí)要求更豐富的數(shù)據(jù)，近年來(lái)地震臺(tái)網(wǎng)分布越來(lái)越廣，近震層析成像有了更好的發(fā)展前景，雙差層析成像方法擁有了應(yīng)用基礎(chǔ).

Zhang等（2003）在雙差定位方法的基礎(chǔ)上提出了雙差層析成像方法，假設(shè)有兩個(gè)相鄰的地震，他們到同一個(gè)臺(tái)站的路徑相似，對(duì)這兩個(gè)地震的走時(shí)殘差做差得到雙差，利用該數(shù)據(jù)進(jìn)行速度結(jié)構(gòu)的反演.地震i到地震臺(tái)站k的體波到時(shí)可以表示成積分形式：

τi是地震i的發(fā)震時(shí)刻，u是慢度矢量，ds是路徑積分元.

對(duì)于近震層析成像，震源坐標(biāo)（x1，x2，x3）、發(fā)震時(shí)刻、射線路徑、慢度矢量都是未知的.地震到時(shí)和地震定位的關(guān)系是非線性的，為了方便計(jì)算，采用Taylor展開(kāi)的方法使其線性化，同時(shí)用三維網(wǎng)格速度模型，就可以把上式方程寫成一個(gè)線性的等式：

該方法通過(guò)利用絕對(duì)到時(shí)以及相對(duì)到時(shí)實(shí)現(xiàn)三維速度結(jié)構(gòu)的反演和地震重定位，因?yàn)檎鹪次恢煤退俣冉Y(jié)構(gòu)存在耦合效應(yīng)，并且真實(shí)的速度結(jié)構(gòu)未知，利用絕對(duì)走時(shí)數(shù)據(jù)確定震源區(qū)域以外區(qū)域的速度結(jié)構(gòu)，利用到時(shí)差數(shù)據(jù)確定震源區(qū)的精細(xì)速度結(jié)構(gòu)，雙差層析成像可以通過(guò)適當(dāng)調(diào)整速度結(jié)構(gòu)來(lái)提高地震定位的精度，地震定位的相對(duì)精確可以降低由于射線路徑的不同造成的速度結(jié)構(gòu)反演的誤差，從而提高速度結(jié)構(gòu)反演的精度.因此相比于標(biāo)準(zhǔn)的層析成像方法（僅采用絕對(duì)到時(shí)）雙差層析成像方法可以得到更精確的速度結(jié)構(gòu)和地震定位結(jié)果（Zhang etal.，2003；Zhang etal.，2005）.

圖1給出了本文的研究區(qū)域內(nèi)（102°E—106°E，30°N—34°N）主要地表破裂帶以及聯(lián)合反演使用的臺(tái)站的分布，觀測(cè)臺(tái)站包括了川西流動(dòng)臺(tái)陣51個(gè)臺(tái)站、汶川地震震后應(yīng)急臺(tái)網(wǎng)臺(tái)站和四川省區(qū)域臺(tái)網(wǎng)臺(tái)站76個(gè).觀測(cè)臺(tái)站跨越了松潘—甘孜地塊和華南地塊的四川盆地，覆蓋了包括汶川地震主震區(qū)在內(nèi)的龍門山斷裂帶主要區(qū)域，臺(tái)間距約為10～40km.聯(lián)合反演所用資料為2008年5月至10月記錄到的4000多個(gè)余震，其中，余震序列的初始震源位置利用了陳九輝等（2009）利用雙差地震定位方法獲得的結(jié)果.

2.2 余震數(shù)據(jù)和反演模型

本文選取的數(shù)據(jù)是川西流動(dòng)臺(tái)站和四川固定地震臺(tái)網(wǎng)共127個(gè)臺(tái)站于2008年5月至2008年10月期間記錄到的4184個(gè)地震，為了提高雙差層析成像方法的反演精度，我們限制震中距小于100km，每個(gè)地震對(duì)之間間距小于20km，并且每個(gè)地震最少記錄臺(tái)站數(shù)為6個(gè)，最終用于反演的臺(tái)站數(shù)為96個(gè)，地震事件2973個(gè)，其中P波絕對(duì)到時(shí)41665個(gè)，P波雙差數(shù)據(jù)630343個(gè).在研究區(qū)域建立直角坐標(biāo)系并設(shè)置好反演網(wǎng)格點(diǎn)，其中X軸垂直于龍門山斷裂帶（約NW45°），Y軸平行于龍門山斷裂帶（圖1），坐標(biāo)原點(diǎn)為東經(jīng)104.2105°、北緯31.7217°.Y軸的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)間距為30km，從SW到NE方向分別為-150.0km，-120.0km，-90.0km，-60.0km，-30.0km，0.0km，30.0km，60.0km，90.0km，120.0km，150.0km，180.0km.X軸的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)為不等間距，從NW到SE方向分別為-60.0km，-40.0km，-20.0km，-10.0km，0.0km，10.0km，20.0km，40.0km，60.0km.Z方向垂直向下，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)分別為-5km，0km，5km，10km，15km，20km，25km，30km.本文反演采用的初始模型參考了該地區(qū)前人的研究結(jié)果（趙珠等，1997），見(jiàn)表1，該方法采用了帶阻尼的LSQR算法，該算法中不同阻尼系數(shù)控制的收斂速度和約束模型結(jié)果的平滑程度，通過(guò)分析不同的阻尼系數(shù)對(duì)模型平滑程度和相對(duì)走時(shí)殘差的關(guān)系，可以看到選擇阻尼為200時(shí)，模型相對(duì)平滑，走時(shí)殘差也相對(duì)較小（圖2）.通過(guò)16次迭代數(shù)據(jù)的均方根殘差從0.843s降低到0.156s.

表1 龍門山斷裂帶初始速度模型Table 1 Initial P wave velocity structure of Wenchuan

圖1 川西臺(tái)站分布以及地震余震的分布紅色三角表示地震臺(tái)站，黃色的五星表示汶川地震主震，黑色的十字表示重定位的余震分布，黑色的實(shí)線表示斷層，藍(lán)色的十字表示反演的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)，其中X軸垂直斷裂帶，Y軸平行于斷裂帶.黃色的圓圈表示主要地名.主要的斷層有：①汶川—茂縣斷裂、②映秀—北川斷裂、③灌縣—江油斷裂、④青川斷裂.Fig.1 Station map of western Sichuan seismic array and spatial distribution of Wenchuan earthquake sequence after relocation Red triangles represent the station，yellow star is the main shock of the Wenchuan earthquake，the black line represent faults，the black cross represent aftershocks and the blue cross represent inversion grid，the yellow circle represent main place name.Main fault including：①Wenchuan-Maoxian fault，②Yingxiu-Beichuan fault，③Guanxian-Jiangyou fault，④Qingchuan fault.

圖2 折衷曲線圖中數(shù)字表示阻尼因子.Fig.2 The tradeoff curve The number represent damping factor.

3 結(jié)果

速度結(jié)構(gòu)反演的可靠性主要通過(guò)DWS（Derivative Weight Sum）值來(lái)判定，Thurber and Eberhart-Phillips（1999）研究表明DWS值由于對(duì)每一段射線路徑進(jìn)行了距離加權(quán)，因此反映的模型周圍的相對(duì)射線密度比僅用射線總和更具可靠性，Luciano等（2007）研究表明當(dāng)DWS大于100時(shí)，反演的結(jié)果具有較高的可靠性.圖3首先給出了雙差層析成像反演得到的龍門山斷裂帶附近不同深度P波速度結(jié)構(gòu)的水平剖面圖，圖3中的白線包圍的部分為DWS大于100的區(qū)域.從圖3a可以看出，在10km深度上，四川盆地和松潘高原的速度差異十分明顯，四川盆地表現(xiàn)出明顯的低速特征，四川盆地上地殼沿龍門山斷裂帶在各個(gè)不同段落上偏向松潘高原的距離存在明顯差異，這可能是斷層傾斜角度差異在速度結(jié)構(gòu)上的體現(xiàn).在圖3b給出的15km深度剖面上，從映秀以南到漢旺以北，也就是彭灌雜巖所在區(qū)域和汶川地震地表雙破裂帶（Xu etal.，2008；Deng etal.，2011），斷層上盤一側(cè)P波速度明顯高于斷裂帶兩側(cè)和斷裂帶上其它部分.這一結(jié)果與前期層析成像所得的結(jié)果（吳建平等，2009；雷建設(shè)等，2009；胥頤等，2009）基本一致.在20km深度上（圖3c），整個(gè)區(qū)域的平均速度接近中地殼的正常速度，汶川地震破裂起始段下方表現(xiàn)出了和15km深度剖面一致的強(qiáng)高速異常，這說(shuō)明汶川地震起始于地殼介質(zhì)強(qiáng)度較大的區(qū)域，同時(shí)也在深部構(gòu)造環(huán)境上解釋了汶川地震復(fù)雜的時(shí)空破裂過(guò)程（王衛(wèi)民等，2008）.

圖3 a＝10km、b＝15km和c＝20km深度的水平切片圖黑色的實(shí)線表示斷層，黑色的十字表示重定位的地震余震，震源球表示汶川主震的位置，白色的線表示DWS值大于100的區(qū)域.Fig.3 Map-view slice at 10km，15km and 20km depth The black lines are fault traces shown in Fig.1and the black cross represent relocated aftershocks，focal mechanism represent the main shock of Wenchuan earthquake，the white line represent the region of DWS value（＞100）.

在松潘高原一側(cè)，沿著岷江斷裂和虎牙斷裂之間的區(qū)域從西北方向延伸到龍門山下方的區(qū)域呈現(xiàn)低速異常，這可能是松潘高原中地殼低速體的體現(xiàn).但是，在汶川地震起始破裂發(fā)生的區(qū)域，雙差層析成像方法并未發(fā)現(xiàn)中下地殼低速體的跡象，這表明，在本研究涉及的0～30km深度和向斷層上盤方向延伸50km范圍內(nèi)，松潘地塊中下地殼低速體并未表現(xiàn)出明顯的直接作用.從整體中上地殼速度結(jié)構(gòu)來(lái)看，在淺部15km以上的速度結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)與龍門山斷裂帶基本一致的北東向構(gòu)造，而20km以下深度的深部構(gòu)造則呈現(xiàn)北東向和北西向交錯(cuò)構(gòu)造特征.

圖3同時(shí)給出了各個(gè)深度上（5km深度范圍內(nèi)的余震分布.由圖3可見(jiàn)，深度15km左右是余震分布最為密集的區(qū)域.速度結(jié)構(gòu)與地震震源聯(lián)合定位獲得了與雙差地震定位方法類似的余震空間和深度分布特征（黃嬡等，2008；陳九輝等，2009）.在汶川地震破裂帶南段映秀到漢旺段，余震分布形態(tài)與中央斷裂形態(tài)基本一致，且絕大多數(shù)余震分布于斷裂上盤方向.而在破裂帶中北段，地震破裂過(guò)程（王衛(wèi)民等，2008）由以逆沖位移為主向以走滑位移為主轉(zhuǎn)換的段落，余震并未完全沿北川斷裂和青川斷裂的地表斷層分布，余震分布帶正處于地震波速度差異明顯的區(qū)域，這說(shuō)明速度結(jié)構(gòu)和物性結(jié)構(gòu)差異是控制地震破裂分布的主要因素.從10km和15km深度剖面圖上看，小魚(yú)洞到理縣方向的北西向余震分布帶兩側(cè)存在速度差異，這表明從小魚(yú)洞到理縣方向存在隱伏斷層.

圖4給出了NE-SW（X＝0km）地震重定位的垂直剖面.結(jié)合圖1的地震重定位水平剖面圖和圖4的地震重定位垂直剖面圖可以看出，速度結(jié)構(gòu)與地震震源聯(lián)合反演獲得的地震分布與單純采用雙差定位方法獲得的余震分布（陳九輝等，2009）相當(dāng)一致，但是地震在深度上分布范圍更大一些.地震分布與速度結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的相關(guān)性，這說(shuō)明采用三維速度結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震重新定位取得了更加合理的結(jié)果.

圖5給出了垂直龍門山斷裂帶通過(guò)主震起始破裂位置的北西向垂直剖面圖（Y＝-120km），同時(shí)給出了聯(lián)合反演獲得的剖面兩側(cè)10km范圍內(nèi)的余震分布.這條縱剖面所取位置與Pei等同類研究的剖面位置基本一致（Pei etal.，2010），盡管兩個(gè)研究所用數(shù)據(jù)有很大差異，Pei等也并未對(duì)地震震源和速度結(jié)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)合反演，但是對(duì)比兩個(gè)研究結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)，反演得到的沿剖面P波速度結(jié)構(gòu)特征一致性相當(dāng)高.本文反演得到的剖面附近震源深度和范圍與Pei等使用的總體上相近，與此相應(yīng)地，地震到臺(tái)站的地震射線分布也基本相當(dāng)，由此獲得相似的反演結(jié)果，這證明了雙差層析成像方法在反演地殼速度結(jié)構(gòu)方面的穩(wěn)定性.

由圖5可見(jiàn)，在龍門山斷裂帶下方，中央斷裂和后山斷裂之間包夾著顯著的高速體，該高速體在10km以下深度P波速度已經(jīng)達(dá)到或接近中下地殼的速度.這一結(jié)果與現(xiàn)有P波速度層析成像結(jié)果在總體特征上是一致的（郭飚等，2009；吳建平等，2009；雷建設(shè)等，2009）.高速體的東部邊界位于龍門山斷裂帶中央斷裂下方，以近似垂直的角度向下延伸，這可能是龍門山的原始東部邊界，也是四川盆地與松潘高原地殼厚度出現(xiàn)陡變的位置（劉啟元等，2009）.上地殼高速體在深度15～20km處存在缺口，汶川地震主震正發(fā)生于這個(gè)速度缺口下方.如果將缺口位置看做斷裂向下延伸的底部端點(diǎn)，則可以估計(jì)中央斷裂向北西方向傾斜的平均傾角約為56°～63°，而灌縣—江油斷裂的傾角則約為31°～38°.高速體西側(cè)邊界則向西緩慢變深，進(jìn)入到松潘高原下方.根據(jù)速度結(jié)構(gòu)和沿剖面的余震分布可以大致畫出龍門山斷裂前山斷裂、中央斷裂和后山斷裂的深部展布形態(tài).在20～22km深度，前山斷裂與中央斷裂在余震分布區(qū)底部匯聚，顯示出明顯的脆韌轉(zhuǎn)換帶特征.同時(shí)，余震分布顯示汶川地震造成了龍門山下方20km深度以上的高速體整體發(fā)生破裂.這一結(jié)果在20km以上深度與Burchfiel等給出的龍門山斷裂帶淺部模型（Burchfiel etal.，2008）相當(dāng)一致，但是雙差層析成像結(jié)果得到的龍門山斷裂帶下方的高速異常延伸到了30km以下深度，并未發(fā)現(xiàn)從松潘地塊中下地殼發(fā)展而來(lái)的低速體侵入的跡象，雷建設(shè)等（2009）的結(jié)果表明在中下地殼45km龍門山斷裂帶下方仍然表現(xiàn)為高速，二者具有一定的相似性.

圖6給出了位于研究區(qū)東北部青川斷裂下方（Y＝150km）的速度結(jié)構(gòu)剖面和余震分布，與龍門山中南部地區(qū)相比，這里速度結(jié)構(gòu)雖然相對(duì)簡(jiǎn)單，但也顯示出明顯的橫向變化，余震分布和速度結(jié)構(gòu)均顯示出明顯的走滑斷裂特征.

4 結(jié)論與討論

本文利用川西流動(dòng)地震臺(tái)陣和震后應(yīng)急流動(dòng)臺(tái)網(wǎng)記錄到的汶川地震后約5個(gè)月內(nèi)的余震P波走時(shí)數(shù)據(jù)，利用雙差層析成像方法對(duì)龍門山斷裂帶地殼0～30km深度的P波速度結(jié)構(gòu)和余震震源位置進(jìn)行了聯(lián)合反演，結(jié)果顯示：

（1）速度結(jié)構(gòu)與震源聯(lián)合反演獲得了與基于一維地殼參考模型相近的余震震中和震源深度分布結(jié)果.破裂帶南段地震分布與地表斷層形態(tài)密切相關(guān)，北段則主要受速度結(jié)構(gòu)控制.余震最大深度呈現(xiàn)南段略淺北段略深的分布，余震主要分布在22～24km深度以上，整個(gè)余震帶平均震源深度為15～18km.

（2）反演獲得了龍門山斷裂帶下方0～30km深度的P波速度結(jié)構(gòu).15km以上速度結(jié)構(gòu)與地表斷裂分布密切相關(guān)，20km以下深度呈現(xiàn)北東向和北西向交錯(cuò)結(jié)構(gòu).汶川地震破裂帶南段龍門山斷裂帶之間上地殼呈現(xiàn)高速異常，反演結(jié)果并未探測(cè)到高速體底面邊界.各個(gè)不同深度上速度變化顯示出明顯的龍門山斷裂向北西方向傾斜的特征.對(duì)比速度結(jié)構(gòu)與余震分布可以看出，速度結(jié)構(gòu)的非均勻變化是控制余震分布的主要因素.破裂帶南部的高速異常區(qū)對(duì)應(yīng)以逆沖破裂為主的區(qū)域，同時(shí)高速異常也是影響破裂傳播速度的主要因素之一.

（3）速度結(jié)構(gòu)和余震聯(lián)合定位結(jié)果發(fā)現(xiàn)，小魚(yú)洞—理縣方向的余震帶下方存在明顯的橫向速度變化，我們可以據(jù)此推測(cè)，小魚(yú)洞—理縣方向存在一條隱伏斷裂，并且在汶川地震過(guò)程中其東南段產(chǎn)生了地表破裂（Xu etal.，2008）.余震分布結(jié)果發(fā)現(xiàn)，破裂帶北東段并未沿現(xiàn)有的青川斷裂發(fā)育，速度結(jié)構(gòu)反演結(jié)果發(fā)現(xiàn)余震帶地下速度的橫向變化也與斷層走向存在差異.據(jù)此，我們推測(cè)在破裂北東段上地震沿著一條新破裂發(fā)育.汶川地震的晚期余震主要發(fā)生在破裂的這一段落.

圖4 穿過(guò)汶川主震震源區(qū)的SW-NE向（X＝0km）速度剖面示意圖和地震重定位SW—NE向垂直剖面圖黑色的十字表示重定位的地震余震，震源球表示汶川主震的位置.Fig.4 P-wave tomographic image along SW-NE vertical cross-section orthogonally Through the source area of the Wenchuan main shock and Cross-section of relocated aftershocks black cross represent relocated aftershocks，focal mechanism represent the main shock of Wenchuan earthquake.

圖5 穿過(guò)汶川主震震源區(qū)的NW-SE向（Y＝-120km）速度剖面示意圖黑色的十字表示重定位的地震余震，震源球表示汶川主震的位置，WMF表示汶川—茂縣斷裂帶，YBF表示映秀—北川斷裂帶，GJF表示灌縣—江油斷裂帶.Fig.5 P-wave tomographic image along NW-SE vertical cross-section orthogonally.Through the source area of the Wenchuan main shock Black cross represent relocated aftershocks，focal mechanism represent the main shock of Wenchuan earthquake，WMF represent Wenchuan-Maoxian fault，YBF represent Yingxiu-Beichuan fault，GJF represent Guanxian-jiangyou fault.

圖6 穿過(guò)青川斷裂區(qū)域的NW-SE向（Y＝150）速度剖面示意圖黑色的十字表示重定位的地震余震，QCF表示青川斷裂帶.Fig.6 P-wave tomographic image along NW-SE vertical cross-section orthogonally Through the source area of the Wenchuan main shock Black cross represent relocated aftershocks，QCF represent Qingchuan fault.

（4）聯(lián)合反演結(jié)果給出了橫跨主震起始區(qū)域、垂直龍門山斷裂帶更加精細(xì)的速度結(jié)構(gòu)和地震定位結(jié)果.結(jié)果顯示龍門山斷裂帶中央斷裂和后山斷裂下方包夾著顯著的高速異常體，其深度從近地表一直延伸到約30km深度.汶川地震造成高速體上部約20km深度范圍發(fā)生脆性破裂.結(jié)果確認(rèn)了汶川地震起始段的高角度逆沖斷裂特征，也確認(rèn)了前山斷裂和中央斷裂在20km左右深度合并到脆韌轉(zhuǎn)換帶的特征.速度結(jié)構(gòu)反演結(jié)果證實(shí)了前人推測(cè)的龍門山斷裂帶構(gòu)造模型（Burchfiel etal.，2008；Zhang etal.，2010）.但是本文結(jié)果并未發(fā)現(xiàn)20～30km以下存在低速異常（雷建設(shè)等，2009）的證據(jù)，本文速度結(jié)構(gòu)反演只利用了汶川地震的余震序列走時(shí)數(shù)據(jù)，地震震源深度主要分布在24km以上，對(duì)30km以下的速度結(jié)構(gòu)尚難以給出可靠的約束，該區(qū)域中上地殼高速體的底部邊界和深部精細(xì)速度結(jié)構(gòu)尚需要進(jìn)行進(jìn)一步研究.

致謝 作者感謝張海江博士無(wú)私地提供雙差層析成像程序，感謝國(guó)家數(shù)字測(cè)震臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)備份中心鄭秀芬（2009）和四川省地震局監(jiān)測(cè)研究所蘇金蓉提供四川數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)和汶川地震震后應(yīng)急臺(tái)網(wǎng)的數(shù)據(jù).

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