李興泉，吳 朋，唐 淋

(四川省地震局,四川 成都 610041)

四川省位于我國西南部，地勢西高東低，由西北向東南傾斜，地跨青藏高原、橫斷山脈、秦巴山地、四川盆地等幾大地貌單元，地形復(fù)雜多樣。以龍門山—大涼山一線為界，東部為四川盆地及盆緣山地，西部為川西高原及川西南山地，區(qū)域內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜多樣，為了得到更好的定位結(jié)果常根據(jù)區(qū)域特點選取合適的速度模型進行定位。研究地震定位方法和提高地震定位精度，一直是地震工作的重要課題，并對于研究諸如地震活動構(gòu)造、地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)、震源的幾何構(gòu)造等此類地震學(xué)中的基本問題有著重要意義。本文收集了2013年-2015年四川不同區(qū)域MS≥3的地震并重新拾取震相，挑選出滿足一定條件的21個地震，在不同的速度模型下選取不同的定位方法進行重新定位，統(tǒng)計定位結(jié)果并進行對比,地震定位方法和速度模型的選取，直接影響定位結(jié)果的精度，四川地區(qū)橫跨區(qū)域廣且地殼結(jié)構(gòu)差異較大，工作中會根據(jù)區(qū)域選取合適的速度模型進行定位，以期得到更好的定位結(jié)果。

1 地震序列的重新定位

1.1 臺站分布和數(shù)據(jù)

收集四川省地震監(jiān)測中心記錄到的原始地震波形數(shù)據(jù)，為了保證原始資料的可靠性，對已選的資料進一步精選，選取臺網(wǎng)中儀器運行正常、數(shù)據(jù)可靠、記錄清晰的地震臺記錄數(shù)據(jù)，舍棄了個別異常數(shù)據(jù)。此外，根據(jù)條件(臺站數(shù)≥20、最大空隙角≤50°、震源深度是最近臺站的震中距的2倍、垂直定位誤差為2 km、水平定位誤差為0.15 km)挑選出2013年—2015年四川不同區(qū)域MS≥3的21個地震(參見圖1)。其中川西高原11個地震、四川盆地5個地震和涼山州5個地震，針對每個地震記錄的具體情況，綜合考慮最大空隙角、近臺距離、遠臺距離、定位臺數(shù)各因素，選取臺站分布相對合理的定位臺站。

1.2 定位方法

圖1 選取地震分布圖

Hypo2000方法由Klein(2002)開發(fā)，用于地震監(jiān)測臺網(wǎng)地方震、近震的定位；HYPOSAT方法由Schweitzer(2001)開發(fā)，用于地方震、近震和遠震的定位。Hypo2000和HYPOSAT定位程序都是采用傳統(tǒng)的Geiger法，其基本思路是把走時在初值附近作泰勒展開,取一級近似公式，在此基礎(chǔ)上建立觀測方程組，然后求解觀測方程組。二者在具體計算方法上相同，即先將觀測方程組降維轉(zhuǎn)化成正規(guī)方程組，直接用奇異值分解最小二乘法求解條件方程組，在實際計算中還采用了多種數(shù)據(jù)加權(quán)。Hypo2000可采用分區(qū)水平分層速度模型，為每個臺站指定不同的速度模型，HYPOSAT可采用全球模型ISAP91，AK135等或者水平分層速度模型，二者均采用近臺初值。二者不同點在于，Hypo2000只適用于網(wǎng)內(nèi)近震及地方震，而HYPOSAT不僅適用于近震，對遠震甚至極遠震定位也有相對好的效果(陳桂美，2009)。

1.3 速度模型

1987年，趙珠將四川地區(qū)分為A、B兩個區(qū)，通過臺站原始記錄資料，得出四川東部盆地和西部高原不同的地殼上地幔分層速度模型(參見圖2a)(趙珠，1987)，此模型在四川省臺網(wǎng)地震定位工作，得到了較好的地震定位結(jié)果。2013年4月以后，使用的是JOPENS5.2地震分析軟件，使用的速度模型是專門為四川和云南設(shè)計的川滇三維走時表(參見圖2b)。

圖2 四川常用速度模型

速度/(km/s)深度/km上地殼(Vp1,H1)5.9528下地殼(Vp1,H2)6.3555上地幔(Moho面之下)8.05

2015年根據(jù)折合走時重新校訂的四川區(qū)域模型——四川區(qū)域一維速度模型。目前，已對多個常用模型進行了對比驗證，得到了很好的對比結(jié)果。一維速度模型速度值使用擬合得到的速度值，Vp1為5.95 km/s，Vp2為6.35 km/s，Vpn為8.05 km/s?？凳辖缑媾c莫霍界面的深度則參考分區(qū)速度模型，選取為AA模型和BB模型的中間值，為28 km和55 km，具體可見表1。

2 定位結(jié)果與分析

臺站分布好壞是影響地震定位結(jié)果可靠性的重要指標，合理的臺站分布取決于最大空隙角、最近臺的震中距、最遠臺的震中距和參加定位臺站數(shù)(趙英萍，2006)。本文通過Hypo2000(一維速度模型)、Hypo2000(趙珠速度模型)、HYPOSAT(一維速度模型)和川滇三維速度模型四種組合分別對川西高原、四川盆地和涼山地區(qū)三個區(qū)域的21個地震進行重新定位分析，統(tǒng)計不同組合方式下定位結(jié)果的差異。統(tǒng)計數(shù)據(jù)結(jié)果如表2所示，從圖3和圖4中可以看出四種組合下定位結(jié)果的震源深度和總殘差均在允許的誤差范圍內(nèi)。在相同臺站包圍的情況下，震源深度分布方面，四種組合定位結(jié)果差異不大；定位殘差方面，川滇3D定位三個區(qū)域的定位殘差分布均勻穩(wěn)定，定位殘差在0.2～0.4 s之間，Hypo2000(趙珠模型)和Hypo2000(一維速度模型)的組合在三個區(qū)域定位結(jié)果中震源深度分布和殘差分布趨勢一致，并在川西高原和涼山區(qū)域定位殘差最小，HYPOSAT(一維速度模型)定位結(jié)果相對較差，其中殘差分布總體相對其他三種組合較高。

表2 不同組合地震定位參數(shù)對比

影響地震定位精度的因素很多，如地震空間位置、地下速度結(jié)構(gòu)、臺網(wǎng)密度、臺站分布、震相、測震臺站周圍的地殼特性參數(shù)及到時讀數(shù)精度等因素影響(季愛東，2011)。根據(jù)《區(qū)域臺網(wǎng)地震月報目錄與地震觀測報告編目技術(shù)規(guī)范》定位精度可劃分為：Ⅰ類：震中誤差≤5 km；Ⅱ類：5 km<震中誤差≤15 km ；Ⅱ類：15 km<震中誤差≤30 km；Ⅳ類：震中誤差>30 km。現(xiàn)以川滇3D的定位結(jié)果為基準，在不考慮GPS測量誤差的前提下，其它三種組合與川滇3D的數(shù)據(jù)相比較，最大誤差96.2 km，除2014年7月30日地震定位誤差偏大，定位結(jié)果整體相對較好。

圖3 四種組合定位結(jié)果震源深度分布圖

圖4 四種組合定位結(jié)果殘差分布曲線圖

圖5 與川滇3D定位結(jié)果震中誤差曲線

HYPO2000(趙珠模型)HYPO2000(一維速度模型)HYPOSAT(一維速度模型)1198.5419851048.7242361717.1920391185.98098802668.45722493433.6211296234.155462011.6760382826.9145871934.204718595.1399131298.61696531194.467861298.6169653741.23811780662.22726251177.0628121177.0628121765.594218827.626091403345.3678751482.476236741.23811781630.7238591033.877463825.1602716953.2731029532.95705361253.279294444.7428707896.7265604896.72656042247.266221904.7530156904.7530156301.5843385300.62484846764.059093306.8733331111110150.31242421653.436666150.3124242447.9254481194.4678612986.1696531778.9714832520.20967560.6288011037.7333651185.9809881778.9714831048.7242362097.4484734194.8969464194.8969462097.4484736741.798663

定位臺站的選取是影響地震定位結(jié)果可靠性的一個非常主要的因素，也是現(xiàn)實可改進的因素，因此為了提高定位精度，盡量選擇合理的臺站分布，使所選地震基本被周圍觀測臺站包圍，且臺站構(gòu)成的網(wǎng)形合理。此外，在地震定位中，并不是參與地震定位的臺站越多越好，近臺和遠臺的聯(lián)合使用，可獲得更為精確的定位結(jié)果(張?zhí)熘遥?007)。

在定位臺站和震相數(shù)據(jù)相同的情況下，HYPO2000(一維速度模型)、HYPO2000(趙珠速度模型)、HYPOSAT(一維速度模型)三種組合的定位結(jié)果略有差異，從圖5和表3可以看出2014-07-30和2014-05-09地震定位中HYPO2000(趙珠速度模型)和HYPO2000(一維速度模型)組合的定位誤差較大，這可能是定位臺站相對于震中的分布起到了主要的作用，圖6a和圖6b可以看出臺站分布并不合理，可知臺站分布對一維速度模型和HYPO2000定位方法定位結(jié)果影響較大，尤其對一維速度模型影響明顯。2014-10-20地震事件HYPOSAT(一維速度模型)定位震中誤差較大，通過定位臺站分布圖6c可知參與定位臺站分布比較均勻，但參與定位的近臺較少。

3 結(jié)論

結(jié)合工作常用地震定位方法和速度模型選取方式，采用不同組合方式對川西高原、四川盆地和涼山地區(qū)三個區(qū)域精選出來的21個地震(2013—2015年四川不同區(qū)域MS≥3的)進行了重新定位，從定位結(jié)果的震源深度、殘差、震中誤差三個方面，闡述了定位結(jié)果了差異情況。結(jié)果表明，在不同區(qū)域的定位中，定位方法和速度模型的選取會造成定位結(jié)果差異。提高定位精度，不僅要選擇合適的速度模型和定位方法，還要盡量選擇合理的臺站分布。此外，在地震定位中，并不是參與地震定位的臺站越多越好，近臺和遠臺的聯(lián)合使用，可獲得更為精確的定位結(jié)果。

圖6 定位臺站分布