宮 悅，趙 敏，龍 鋒，傅 鶯

(四川省地震局，四川 成都 610041)

據(jù)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)(CENC)測(cè)定，2018年12月16日12時(shí)46分07秒，在四川省宜賓市興文縣發(fā)生M5.7地震(簡(jiǎn)稱興文M5.7地震)，自該地震發(fā)生開始，截至12月25日，本次地震序列共記錄到ML≥0.0級(jí)地震856次，余震序列發(fā)育。此次地震的最高烈度為Ⅶ度，等震線長(zhǎng)軸呈近NWW走向，長(zhǎng)軸50 km，短軸31 km，Ⅶ度區(qū)面積為70 km2，Ⅵ度區(qū)面積為 1 075 km2，共造成四川省宜賓市興文縣、珙縣、長(zhǎng)寧縣3個(gè)縣受災(zāi)(四川省地震局，2018)。興文M5.7地震發(fā)生在四川東南地區(qū)，構(gòu)造位置上屬于川東南陡褶帶(羅宇翔等，2012)，歷史上屬于少震、弱震的人口密集區(qū)和工業(yè)重鎮(zhèn)。但是該區(qū)域自2008年5月12日汶川M8.0地震后，出現(xiàn)中強(qiáng)地震頻發(fā)的態(tài)勢(shì)，或許意味著區(qū)域應(yīng)力水平的改變。本文采用Long et al.(2015)的多階段定位方法，對(duì)本次興文M5.7序列進(jìn)行重新定位，以期對(duì)本次地震序列的特征獲得一些新的認(rèn)識(shí)。

1 臺(tái)站分布及數(shù)據(jù)

以104.6°～105.3°E、27.9°～28.5°N為研究區(qū)域，從“地震編目系統(tǒng)”網(wǎng)站上下載了自2018年12月16日3.3、5.7級(jí)地震發(fā)生后至12月25日該區(qū)域內(nèi)所有地震的震相報(bào)告，共計(jì)ML0級(jí)以上地震事件856次，含Pg震相 4 255條，Sg震相4194條。所使用的臺(tái)站(見圖1)主要來(lái)自于四川區(qū)域地震臺(tái)網(wǎng)，以及部分云南和貴州的地震臺(tái)站。布設(shè)于宜賓地區(qū)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)陣也在主震發(fā)生數(shù)小時(shí)后并入省網(wǎng)進(jìn)行觀測(cè)，拾取了實(shí)驗(yàn)臺(tái)陣所記錄的主震的到時(shí)資料，合并到省臺(tái)網(wǎng)資料中進(jìn)行共同處理。主震發(fā)生后的次日，兩個(gè)流動(dòng)臺(tái)也并網(wǎng)成功。科學(xué)臺(tái)陣和流動(dòng)臺(tái)的加入，使得興文地震序列的監(jiān)測(cè)能力和定位精度大為提高。不同省級(jí)區(qū)域臺(tái)網(wǎng)對(duì)于同一個(gè)地震的震相拾取不存在系統(tǒng)偏差(龍鋒等，2018)，但臨時(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)陣或流動(dòng)臺(tái)有可能會(huì)由于硬件原因(主要是時(shí)間服務(wù))不能和省臺(tái)網(wǎng)資料融合在一起，為此粗略地用和達(dá)曲線對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和可靠性進(jìn)行了檢測(cè)(見圖2)，由于單震相的觀測(cè)數(shù)據(jù)一般由較遠(yuǎn)臺(tái)站記錄到，故被舍棄，另外，結(jié)果顯示不同來(lái)源的資料融合之后在和達(dá)曲線上線性特征明顯，沒有顯著的數(shù)據(jù)彌散，說(shuō)明這些不同來(lái)源的數(shù)據(jù)是可融合的。為了避免少量離群點(diǎn)對(duì)定位精度的影響，選擇2倍均方差以內(nèi)的震相數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)的定位分析。

2 序列重新定位

定位過(guò)程中采取了“多階段定位”的思路(Long et al.，2015)，它可通過(guò)校正當(dāng)?shù)厮俣饶Ｐ秃偷綍r(shí)數(shù)據(jù)來(lái)獲得最終可靠的結(jié)果。在基于趙珠等(1987)的四川東部模型(SCBB)進(jìn)行初次的HYPOINVERSE 2000(Klein，1989)絕對(duì)定位之后，選擇了臺(tái)站最大方位角間隙在120°以內(nèi)、震中距150 km以內(nèi)有6個(gè)以上臺(tái)站記錄的地震事件的震相資料來(lái)進(jìn)行當(dāng)?shù)厮俣饶Ｐ头囱?。特別地，為了反演結(jié)果的穩(wěn)健，加入了2016年以來(lái)實(shí)驗(yàn)臺(tái)陣的觀測(cè)數(shù)據(jù)。在利用VELEST軟件(Kissling，1988；Kissling et al.，1994，1995)進(jìn)行了200次bootstrap反演之后，獲得了興文地區(qū)的一維速度模型(見圖3)。由于只用到了Pg震相，因此20 km深度以上的速度值應(yīng)該是可靠的。注意到該地區(qū)速度值總體隨深度遞增，但在6～8 km處存在低速層。以初步定位結(jié)果作為震源的初始值，結(jié)合新的一維模型進(jìn)行雙差地震(Waldhauser, 2000)定位計(jì)算，最終得到了776次地震的精確定位結(jié)果，平均水平誤差約440 m，深度誤差約630 m，走時(shí)殘差約0.03 s。其中主震的位置為(104.941°E，28.226°N)，深度4.49 km。重新定位后的震中分布圖(見圖4)顯示此次地震序列發(fā)生在興文縣和珙縣交界處，余震區(qū)長(zhǎng)軸呈NNW-SSE向，主震位于余震區(qū)的中部偏北段。在余震密集區(qū)的北、西側(cè)也有不少小震散落，然而它們并不是此次地震序列的一部分，而是屬于長(zhǎng)久以來(lái)持續(xù)存在的宜賓地區(qū)小震群中的背景地震。為研究序列在深度上的發(fā)展規(guī)律，沿余震區(qū)的長(zhǎng)、短軸分別劃分了兩個(gè)深度剖面AA′和BB′，投影寬度為剖面線兩側(cè)各4 km。

圖1 地震定位所使用的臺(tái)站分布圖

圖2 興文地震序列的震相和達(dá)曲線(虛線為2倍均方差控制線)

圖3 興文當(dāng)?shù)氐囊痪S速度模型(灰線為反演過(guò)程中的數(shù)值，黑色粗線為平均結(jié)果)

圖4 重新定位后的震中分布

從AA′剖面可以看出(見圖5a)，余震密集區(qū)長(zhǎng)度約12 km，比利用經(jīng)驗(yàn)公式(Wells et al.，1995)計(jì)算出來(lái)的理論破裂長(zhǎng)度還要長(zhǎng)50%，說(shuō)明該序列不是由簡(jiǎn)單的一次性破裂形成的。主震及若干次3級(jí)以上余震分布于余震區(qū)中部偏北的位置，該段地震相對(duì)稀疏。主震以南4 km處有一處余震致密區(qū)，有沿長(zhǎng)軸方向逐漸變深的跡象：從8 km處的3 km深度到11 km處的7 km深度，說(shuō)明發(fā)震構(gòu)造較為復(fù)雜。從BB’剖面來(lái)看(見圖5b)，發(fā)震構(gòu)造傾向SW，傾角約64°，主震位于破裂面的淺端，但處于下邊界。深度統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明(見圖5c)，序列中絕大多數(shù)地震分布于3～6 km深度，表明這是一次發(fā)生于上地殼淺層的破裂事件。將序列的長(zhǎng)軸破裂延展過(guò)程按對(duì)數(shù)時(shí)間描繪出來(lái)(見圖6)，可以看出主震后由于尾波信號(hào)的干擾，較長(zhǎng)時(shí)間沒有分辨出其中的余震，粗略量取破裂的速度約為 7.518 2 km/logs。

圖5 震源深度剖面及深度統(tǒng)計(jì)圖

圖6 沿長(zhǎng)軸方向的破裂時(shí)空?qǐng)D像

注：實(shí)線為理論地震圖，虛線為馬邊臺(tái)垂直向觀測(cè)地震圖

采用區(qū)域深度震相建模(RDPM)方法(Ma et al.，2011；龍鋒等，2014)驗(yàn)證了主震的震源深度，在這一過(guò)程中，選擇震中距為154 km、方位角296°具有清晰波形記錄的馬邊臺(tái)，對(duì)于四川地區(qū)，在這樣的震中距大小下，Pn會(huì)先于Pg到達(dá)臺(tái)站，并會(huì)出現(xiàn)sPn深度震相。盡管在更小的震中距內(nèi)還可以利用sPL(崇家軍等，2010)、sPg(Langston,1987,1994)等深度震相，但研究區(qū)沉積蓋層較厚(唐鑫，2018)，上地殼橫向不均勻性較大，一維速度模型下的理論地震圖計(jì)算會(huì)出現(xiàn)較大偏差，這也正是采用sPn深度震相的原因。接著利用HASH方法(Hardebeek et al.，2002)計(jì)算出了主震的震源機(jī)制解，其節(jié)面Ⅰ的斷層面參數(shù)為：走向169°，傾角71°，滑動(dòng)角8°，傾角的大小與從余震剖面中初步測(cè)量得到的結(jié)果(64°)接近。然后結(jié)合研究區(qū)一維速度模型(見圖3)，利用f-k方法計(jì)算了在震中距154 km、震源深度1～20 km時(shí)的格林函數(shù)和垂直向理論地震圖(見圖7)，并按初至到時(shí)對(duì)齊。發(fā)現(xiàn)0時(shí)刻的Pn震相起跳較緩，振幅較小，1.2～1.4 s時(shí)高頻且尖銳的Pg震相到達(dá)，在Pg震相之后的2～7 s，可以看到sPn表現(xiàn)為明顯的隨深度增加到時(shí)越晚的大振幅震相，依此規(guī)律將馬邊臺(tái)垂直向記錄嵌入其中，可以發(fā)現(xiàn)此次地震的震源深度在5～6 km之間。

3 結(jié)論

(1)利用Long et al.(2015)的多階段定位方法對(duì)本次興文M5.7地震序列進(jìn)行重新定位，主震的位置為(104.941°E，28.226°N)，深度4.49 km。(2)重新定位后的震中分布圖顯示此次地震序列發(fā)生在興文和珙縣交界處，余震區(qū)長(zhǎng)軸呈NNW-SSE向，主震位于余震區(qū)的中部偏北段。余震密集區(qū)長(zhǎng)度約12 km，說(shuō)明該序列不是由簡(jiǎn)單的一次性破裂形成的。另外，余震致密區(qū)有沿長(zhǎng)軸方向逐漸變深的跡象：從8 km處的3 km深度到11 km處的7 km深度，說(shuō)明發(fā)震構(gòu)造較為復(fù)雜。(3)深度統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，序列中絕大多數(shù)地震分布于3～6 km深度，表明這是一次發(fā)生于上地殼淺層的破裂事件。為確保結(jié)果的可靠性，同時(shí)采用RDPM方法驗(yàn)證了主震的震源深度，并采用HASH方法計(jì)算其震源機(jī)制解，結(jié)果顯示由RDPM得出的主震震源深度在5～6 km之間，和精定位結(jié)果較為吻合；機(jī)制解結(jié)果也與從余震剖面中初步測(cè)量得到的結(jié)果接近。