李啟雷，李玉麗，劉文邦

（青海省地震局，青海 西寧 810001）

0 引言

一次較強地震發(fā)生前后，在震源區(qū)及其附近往往會接連發(fā)生一系列地震。這些發(fā)生時間、空間及發(fā)震機制相近的地震就構(gòu)成了一個地震序列。隨著地震監(jiān)測臺網(wǎng)的不斷加密，有感地震發(fā)生后也會觀測到一系列小震。根據(jù)地震序列的能量分布、主震能量占全序列能量的比例、主震震級和最大余震的震級差等，地震序列可劃分為主震型、震群型和孤立型三個類型。加強對余震序列的研究，不僅能了解不同發(fā)震構(gòu)造的地震活動特征，還有助于研究地震的發(fā)生機理、衰減規(guī)律，為地震趨勢判定和強余震預(yù)測提供科學(xué)依據(jù)。

根據(jù)中國地震臺網(wǎng)測定，2017年12月15日2時54分，在青海省黃南藏族自治州澤庫縣發(fā)生MS4.9地震，震中位于北緯35.13°，東經(jīng)101.87°，震源深度7 km。本文將分析和討論青海澤庫4.9級地震序列的特征。

1 余震序列特征分析

據(jù)青海測震臺網(wǎng)統(tǒng)計，截至2018年1月31日共發(fā)生余震124次，ML0～0.9級 36次，ML1.0～1.9級 74次，ML2.0～2.9級 10次，ML3.0～3.9級3次,ML4.0～4.9級1次，1級檔地震在所有余震的比例為60%，0級檔地震僅占29%。從頻度與M-t圖（圖1-2）可以看出，青海澤庫4.9級地震序列（下文簡稱澤庫地震）余震衰減快，余震在主震發(fā)生后三天內(nèi)比較密集，后續(xù)余震的頻次、震級均呈現(xiàn)快速下降態(tài)勢。2018年1月3日以后1級檔地震的時間間隔多在2天以上，最長間隔6天，2級檔地震僅發(fā)生9次，時間間隔多在4天以上，最長間隔16天。

圖1 澤庫4.9級地震序列M-t圖Fig.1 The M-t map of the MS4.9 Zeku earthquake sequence

圖2 青海澤庫4.9級地震序列頻度圖Fig.2 The N-t map of the MS4.9 Zeku earthquake sequence

從澤庫地震震中分布圖看出（圖3），主震發(fā)生在日月山斷裂附近，余震則發(fā)生在日月山斷裂與軍功斷裂之間，距離兩斷裂帶交匯點以南約10 km。從空間展布上看，余震主要分布在距離主震10 km范圍內(nèi)，且很多在原震區(qū)發(fā)生，沒有顯著的分布特征，也沒有明顯向外擴張的跡象。

圖3 青海澤庫4.9級地震序列震中分布圖Fig.3 The epicenter distribution of the MS4.9 Zeku earthquake sequence

2 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景及歷史地震情況

2.1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景

2017年12月15日青海澤庫4.9級地震發(fā)生在柴達木地塊上，該地塊北鄰祁連地塊，南接巴顏喀拉地塊，是夾在東昆侖山、阿爾金山和祁連山之間的三角形盆地。澤庫屬弧后前陸盆地，板塊構(gòu)造理論認為，由于板塊間的俯沖作用，島弧裂離大陸或島弧本身分裂而形成弧后盆地?；『蠊桎X層上的裂陷盆地、邊緣海盆地及弧間盆地等就是這種弧后擴張的產(chǎn)物，前陸盆地則是原先的邊緣海盆地因受后期擠壓而轉(zhuǎn)化成為擠壓性盆地。

在澤庫縣境內(nèi)主要有軍功斷裂和日月山斷裂，本次4.9級地震發(fā)生在日月山斷裂附近（距離小于5 km），該斷裂長約350 km，為NE/SW傾向右旋走滑，該斷裂受到東昆侖斷裂和祁連—海原斷裂等主邊界斷裂控制，形成了塊體內(nèi)部夾持于主邊界斷裂之間的次級構(gòu)造。日月山斷裂帶附近最老地層為前震旦亞界尕讓群上亞群，廣泛分布于日月山西段、哈爾蓋河兩側(cè)及大通山一帶，晚更新世晚期以來古地震的復(fù)發(fā)間隔約為3360aBP，最新一次事件距今已有2000a左右，具有較強的地震危險性，故應(yīng)加強對該斷裂帶的關(guān)注[1]。

2.2 歷史地震情況

有歷史記錄以來震中附近200 km范圍內(nèi)共發(fā)生MS6.0級以上地震8次[2]，其中：6.0～6.9級5次，7～7.9級3次（圖4）。距離最近的地震是1936年2月7日甘肅康樂西南6.8級地震，距離137.1 km；時間最近的地震是1994年1月3日青海共和6.0級地震，距當前地震198.1 km。

圖4 青海澤庫MS≥5.0地震發(fā)震構(gòu)造及歷史地震震中分布圖Fig.4 Seismogenic structures and the distribution of the historical earthquakes of MS≥5.0 Zeku earthquake

3 青海澤庫4.9級地震序列及后續(xù)地震趨勢分析

3.1 用傳統(tǒng)方法分析青海澤庫4.9級地震序列

3.1.1 地震序列類型

通過對本次地震序列進行震群參數(shù)計算得到U=0.0191（U≤0.50為非前兆震群）、F=0.0426（F≤0.70為非前兆震群）、ρ=0.3715（ρ＜0.55為前兆震群）、K=0.0995（K＜0.70為非前兆震群）、h=2.2000（h≥1.00為非前兆震群）、b=0.5195（b＜0.65為非前兆震群）。通過分析，以上6個參數(shù)中有5個參數(shù)不滿足前兆震群判定條件。故認為本次地震序列為非前兆震群[3]。

3.1.2 歷史地震序列類型

由于澤庫地處青藏高原腹地，經(jīng)濟欠發(fā)達，人口稀少，地震監(jiān)測設(shè)施建設(shè)較晚，早期的地震目錄不完備，故本文僅統(tǒng)計了自1977年以來柴達木地塊震中距在1000 km范圍內(nèi)的地震序列類型分布（表1）。

從表1看，柴達木地塊內(nèi)的地震序列類型多為主余型，6個月內(nèi)無地震響應(yīng)的占60%。澤庫地震最大余震震級MS3.9，主余震震級差1級，符合主余型地震的判別標準，故青海澤庫地震序列為主余型[4]。

表1 澤庫4.9級地震震源區(qū)1000 km范圍內(nèi)6級地震序列類型及6個月內(nèi)地震響應(yīng)

3.2 澤庫4.9級地震視應(yīng)力

3.2.1 基本概念

視應(yīng)力作為一個應(yīng)力場參數(shù)在地震預(yù)測研究等方面受到了重視。應(yīng)力場的絕對大小不容易獲知，但在震源介質(zhì)的均勻彈性、地震破裂的脆性性質(zhì)假定下，地震視應(yīng)力可由地震波信息獲得，是一個與區(qū)域平均應(yīng)力呈正比的物理量。

地震視應(yīng)力σapp是平均應(yīng)力下限值的一個估計，與地震輻射能量Es和標量地震矩Mo有關(guān)，其定義為：

式中，μ為剪切模量，通常情況下取值3.0×104MPa，σapp值越高，震源區(qū)應(yīng)力水平越高。地震輻射能量Es和標量地震矩Mo的測定是根據(jù)陳學(xué)忠等給出的方法，在此不再贅述[5]。

3.2.2 計算結(jié)果

2017年12月15日澤庫MS4.9級地震及其ML≥3.0級余震的視應(yīng)力計算結(jié)果見表2。從計算值看，澤庫MS4.9級地震視應(yīng)力為1.031 MPa，其他4次ML≥3.0級余震的視應(yīng)力分布在0.081 MPa至 0.319 MPa。

為了分析澤庫序列ML≥3.0級地震視應(yīng)力的高低，我們與2016年以來青海地區(qū)ML≥3.0地震視應(yīng)力進行對比，圖5給出了視應(yīng)力與震級擬合關(guān)系，可以看出澤庫MS4.9級地震視應(yīng)力位于擬合值之上，相對偏高；其余震視應(yīng)力基本在擬合線上及附近，視應(yīng)力相對穩(wěn)定。分析認為澤庫MS4.9級地震視應(yīng)力相對偏高對青海東部地區(qū)地殼應(yīng)力場增強有指示意義[6]。

表2 澤庫4.9級地震序列ML≥3.0地震視應(yīng)力值

圖5 澤庫4.9級ML≥3.0地震視應(yīng)力與震級的關(guān)系Fig.5 The relationship between the magnitude and the ML≥3.0 seismic apparent stress of the MS4.9 Zeku earthquake sequence

3.3 澤庫地震序列震源機制解

澤庫地震震中附近地震監(jiān)測能力尚可，臺站基本包圍震中，震中20 km范圍內(nèi)共有10個地震監(jiān)測臺（圖6），可以監(jiān)測ML0.5左右的地震，適用CAP方法（“Cut And Paste”）進行震源機制解反演。CAP方法是基于雙力偶源的假設(shè)下提出的一個新的震源反演方法，將寬頻帶地震記錄分解成體波（Pnl）和面波（Snl）兩部分，并賦予不同的權(quán)重，在全球參數(shù)空間范圍內(nèi)利用格點搜索的方法進行地震震源機制的反演，對不同的波段數(shù)據(jù)分別做互相關(guān)，得到不同深度上的震源機制和誤差。當誤差為極小值時對應(yīng)的斷層面解即為最佳震源機制解。

該方法可以同時反演地震的震源機制以及矩震級大小，它的一大優(yōu)勢是反演結(jié)果對速度模型和地殼橫向變化的依賴性相對較小，對臺站數(shù)量和方位角分布的要求較低。

圖6 澤庫4.9級地震序列震中與臺站分布圖Fig.6 Distribution of the earthquake epicenter and seismic station around the MS4.9 Zeku earthquake sequence

本文利用CAP方法反演了澤庫地震序列MS3.0以上地震的震源機制解[7]，結(jié)果顯示三次地震的震源機制解均以走滑為主（圖7），其中主震節(jié)面Ⅰ為左旋滑動，節(jié)面Ⅱ為右旋滑動，構(gòu)造主要受壓應(yīng)力作用，P軸方向為NNW，T軸方向為WWS。圖8為主震的波形擬合圖，其中紅色實線表示理論地震圖，黑線表示實際觀測地震，其下的數(shù)字分別表示理論地震圖相對觀測地震圖的移動時間和二者的相關(guān)系數(shù)，波形左側(cè)的文字分別為臺站名與震中距。8個臺站體波部分和面波部分共40個震相，相關(guān)系數(shù)0.6以上的震相有35個，占全部相關(guān)系數(shù)的87%，說明理論地震圖與觀測地震圖吻合得較好，反演結(jié)果可靠[8]。

圖7 澤庫4.9級地震序列MS3.0以上地震的震源機制解Fig.7 Focal mechanism solutions of the MS4.9 Zeku earthquake sequence with MS≥3.0

圖8 澤庫4.9級地震波形擬合圖Fig.8 The fitting map of the seismic waveform of MS4.9 Zeku earthquake

澤庫主震震中位于日月山斷裂南段附近，日月山斷裂北段為右旋走滑，南段為右旋逆走滑。主震震源機制解中節(jié)面Ⅰ的走向為290°（表3），與日月山斷裂走向320°接近，因此節(jié)面Ⅰ可能為發(fā)震斷層，又因其滑動角為41°，所以主震斷層應(yīng)為左旋滑動。推測兩次余震的發(fā)震斷層也可能為節(jié)面Ⅰ，斷層均為左旋走滑[9]。

表3 澤庫4.9級地震序列MS≥3.0地震的震源機制

4 結(jié)論及討論

（1）澤庫4.9級地震序列發(fā)生在日月山斷裂與軍功斷裂交匯點附近，主震位于日月山斷裂附近，初步推測發(fā)震斷層沿北西西走向，震源機制解為左旋走滑型，與1990年4月26日共和7.0級地震震源機制解相近。

（2）截至2018年1月31日，澤庫4.9級地震序列共發(fā)生余震124次，最大余震3.9級，震后地震頻次和強度明顯下降，序列呈快速衰減態(tài)勢。參數(shù)計算結(jié)果顯示，該地震序列為非前兆震群序列。

（3）澤庫4.9級地震是2017年6月唐古拉震群發(fā)生半年后青海境內(nèi)再次發(fā)生的顯著地震事件，該地震視應(yīng)力相對同震級地震視應(yīng)力水平偏高，3級以上余震視應(yīng)力與同震級視應(yīng)力水平相當，表明該地區(qū)震后能量得到釋放，應(yīng)力水平有所下降。

致謝：本文使用的震源機制解反演軟件SEIS_CAP是由中國地震局地震預(yù)測研究所陳陽等人以CAP（朱露培等）方法和軟件為核心開發(fā)，在此表示衷心感謝。