王同軍 蔣 璀 高 見 魏紅梅

（中國重慶 401147 重慶市地震局）

0 引言

2012年1月至2月期間，重慶巫溪縣徐家鎮(zhèn)雙金村地面振動頻繁，1月12日發(fā)生ML2.1地震（重慶測震臺網(wǎng)記錄），之后振動達10余次，以微小振動為主，震感較為明顯，振動時聽到地下發(fā)出響聲，房屋窗戶玻璃抖動，部分房屋屋頂抹灰墜落，并于2月13日發(fā)生ML2.3地震，2月22日發(fā)生ML3.2地震（重慶測震臺網(wǎng)記錄）。而對其他有感震動，重慶測震臺網(wǎng)未監(jiān)測記錄到。巫溪周邊的奉節(jié)、巫山地區(qū)，也經(jīng)常發(fā)生這種現(xiàn)象。為了解釋未記錄到地震而有震感的現(xiàn)象，需要對重慶巫溪地區(qū)地震監(jiān)測能力做進一步計算和分析，判斷是否因監(jiān)測能力不足所致，并通過3次地震波形對比，判斷地震成因；分析該地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構，找出震級小或者是無震情況下居民震感強烈的原因。

1 地震監(jiān)測能力的重新計算

王小龍（2007）利用轄區(qū)內(nèi)27個地震臺數(shù)據(jù)，計算三峽重慶庫區(qū)數(shù)字遙測地震臺網(wǎng)監(jiān)測能力，得到不同震級地震監(jiān)測范圍，認為重慶測震臺網(wǎng)能測定巫溪地區(qū)ML≥1.6地震活動。2007年后，重慶市測震臺網(wǎng)相繼接收周邊省市部分地震臺站數(shù)據(jù)，至2010年1月，參與地震定位的臺站總數(shù)達到52個，比2007年增加25個地震臺站，在此重新計算重慶市地震監(jiān)測能力。

52個地震臺均記錄速度數(shù)據(jù)，數(shù)字地震臺網(wǎng)采用速度型記錄測定近震體波的公式為ML=log（A/v）+R（Δ）+S，其中 A 為振幅，v為放大倍數(shù)，R（Δ）為置規(guī)函數(shù)，S 為垂直分向校正值，取為0.1。當記錄到的最大全振幅為4 mm時，認為臺站能記錄到此次地震事件。取ML為 1.0、2.0、3.0、4.0，則可由式（1）求得不同震級所對應的R（Δ），查 R（Δ）表即可得到各臺站對相應震級的監(jiān)測距離，對空間按5×5作網(wǎng)格掃描。若該網(wǎng)格有4個臺能監(jiān)測到，則認為該臺網(wǎng)對該點具有監(jiān)測能力。在計算參數(shù)的設定中，每個臺站選用2013年年平均1—20 Hz頻帶地動噪聲值，其中，Ⅰ類臺站22個，平均地動噪聲值均在3.16×10-8以下；經(jīng)緯度的計算步長為0.25°，采用4 Hz的地方震和近震頻率，信噪比采用4倍（3倍即可清晰分辨初至波），定位臺站最少采用4個。

根據(jù)上述參數(shù)值，利用高景春提供的地震監(jiān)測能力計算軟件，得到重慶市地震監(jiān)測能力值，用GMT繪圖軟件繪制重慶市地震監(jiān)測能力圖。圖1為從中截取并放大顯示的巫溪及周邊地區(qū)地震監(jiān)測能力圖。從圖1可見，巫溪地區(qū)地震，監(jiān)測能力為ML0.9，高于王小龍（2007）計算的ML≥1.6。因此，初步分析認為，居民感覺震感強烈震動時間段內(nèi)，確實無ML0.9及以上地震發(fā)生，初步分析認為震動范圍應該集中在居民居住地，且衰減快，在距離最近臺站很短的距離內(nèi)震動能量幾乎衰減完畢。

2 巫溪地震波形特征

從居民感覺震動期間，重慶測震臺網(wǎng)記錄到的3次地震位置來看，2012年1月12日19∶34的地震離徐家鎮(zhèn)最近，震級為ML2.1最小，震感最強烈；2月13日ML2.4與2月22 的ML3.2地震震中位置相差不大，與12日地震相距較遠，雖然震級相對較大，但徐家鎮(zhèn)居民震感不如12日地震強烈。相對位置見圖2，圖中標注了每個地震的發(fā)震時刻。

圖1 巫溪地區(qū)地震監(jiān)測能力Fig.1 Earthquake monitoring capacity inWuxi region

圖2 3次地震震中與徐家鎮(zhèn)位置Fig.2 The position of three earthquakes and Xujia town

3次地震波形見圖3。其中（a）圖為1月12日19∶34地震的3個近臺波形，是庫區(qū)巫溪—奉節(jié)—巫山段觀測較多的一種波形，此類地震頻度高，震級小，震感明顯，有感范圍不大，3個分向周期較大，高頻成分較低，波形松散，最近臺站巫溪臺（WUX）垂直向Pg和Sg的振幅比約為1，容易與構造地震的波形區(qū)別開來。由此判定此次地震為非構造地震。（b）圖和（c）圖分別為2月13日地震與2月22日地震波形。從近臺巫溪臺看，Pg、Sg清晰可辨，橫波震幅與縱波振幅比＞3，可能為巖石發(fā)生剪切錯動而引起橫波能量大，高頻成分較多，持續(xù)時間較長，衰減緩慢，無大周期面波，均符合構造地震特點。圖中雙龍臺（SHL）、建坪臺（JIP）震中距在50 km范圍之外，波形與巫溪臺（WUX）差別較大，不像構造地震。查閱該地區(qū)此前地震記錄（包括庫區(qū)奉節(jié)—巫山段），發(fā)現(xiàn)只有在震中距很近時（＜30 km），臺站記錄波形才會顯示出構造地震波形特征。由于該地區(qū)地質(zhì)構造特殊，地震能量衰減快，震中距較遠臺站記錄的地震波形與上述兩個臺站相似，高頻成分衰減較大，波形周期偏大，縱橫波振幅比沒有構造地震特性。也就是說，在有了一定震中距后，該地區(qū)構造地震波形和雙龍臺（SHL）與建坪臺（JIP）記錄波形一致。因此，在波形上，對于巫溪地區(qū)ML2.0—3.0地震性質(zhì)的判斷，取震中距30 km范圍內(nèi)臺站波形進行判定，可靠性更高。

圖3 3次地震波形

3 地質(zhì)構造及地震特點

巫溪所在的渝東北是大巴山推覆構造區(qū)，構造線向南西微微凸出呈北西西向弧形形態(tài)，其正應力方向為北北東。而南部以巫溪斷層為界，陡然改變?yōu)楸睎|東、近南北向構造線，正應力方向漸變?yōu)楸北蔽飨?、北北東向。這樣，在巫溪地區(qū)的主應力跡線則由北向南呈北北東向，向西微突，轉(zhuǎn)為北北西向的弧形形態(tài)。形成這種主應力形態(tài)的主要原因是來自秦嶺構造塊體由北向南，從印支運動期至喜瑪拉雅運動期長期擠壓、推覆的結(jié)果，見圖4。

由于巫溪等地區(qū)新生代以來強烈隆起，使侵蝕基準面相應抬高，水體對碳酸鹽巖層的垂直下切和溶蝕作用增強，逐漸形成數(shù)百米至上千米深的“天坑”溶洞以及連接“天坑”之間數(shù)千米（已查明的達7 km）的伏流和窄而深的“地縫”，構成復雜的地下溶洞和地下河網(wǎng)絡（奉節(jié)“天坑”底部至今可見現(xiàn)代暗河）。這類構造巖溶所反映的是長期隆升、間歇、隆升過程的垂直差異運動構造形跡（丁仁杰，2004）。

常廷改（2006）提出了巖溶塌陷地震的特點：震源較淺，一般據(jù)地面0—1 km；巖溶塌陷型地震震感較強，震中烈度較大；震中分布較集中，多分布在碳酸鹽巖出露地區(qū)；地震的發(fā)生具有階段性，并集中發(fā)生；地震序列持續(xù)時間較短，一般約2—3個月。

分析認為，巫溪地區(qū)徐家鎮(zhèn)居民在2012年1月12日震感強烈、有破壞的震動為該地區(qū)一次較大的塌陷，基本符合上述巖溶塌陷地震的特點。該區(qū)地層均以碳酸鹽巖為主，巖性多為可溶性灰?guī)r，從圖4可以看出，當?shù)厮地S富，在地下水影響下，形成較大的地下溶洞，奉節(jié)地區(qū)形成了最小直徑537 m的巖溶漏斗。該地區(qū)降雨量較大，地表水沿節(jié)理、裂隙滲透，加之采礦活動的影響及巖石本身的重力作用，故產(chǎn)生整體向下陷落。陷落時，引起周圍地表發(fā)生震動，并產(chǎn)生地聲，是一種陷落型地震。至于有震感，無地震記錄的情況，則是這次較大塌陷之后，引起的一系列微小塌陷所致，此類塌陷發(fā)生在居民點附近，故有較強烈的震感，但由于特殊的地質(zhì)構造，能量衰減很快，致使周邊臺站無波形記錄。

至于后來測震臺網(wǎng)記錄到的2次地震，距離1月12日ML2.1地震較遠，具有構造地震特征，位于圖4所示的城口深斷裂附近，認為是2次構造地震事件。由于震級相對較大，震源較淺，所以徐家鎮(zhèn)居民能感到震動。

圖4 巫溪地區(qū)斷層與水系分布Fig.4 The distribution of fault and water system

4 結(jié)論

2012年1月以來，巫溪徐家鎮(zhèn)居民感覺到持續(xù)地震動事件，其中3次事件重慶測震臺網(wǎng)有地震記錄。分析認為，1月12日的地震動由該地區(qū)近距離范圍內(nèi)石灰?guī)r溶洞崩落、塌陷等引起，是非構造型地震，屬于巖溶塌陷型地震；2月13日和2月22日的兩次地震位于另外一個區(qū)域，在斷裂帶附近，屬于城口深斷裂，為構造型地震，徐家鎮(zhèn)居民受地震波波及而有感。至于在沒有地震記錄時，當?shù)鼐用褚灿谐掷m(xù)震感，則是由于1月12日較大塌陷引起的一系列地下溶洞垮塌導致，因當?shù)靥厥獾牡刭|(zhì)結(jié)構，垮塌能量在到達最近的臺站之前已經(jīng)衰減完畢，故重慶測震臺網(wǎng)中心未接收到地震記錄。

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