次吉卓瑪 次仁多吉 益西拉姆 索朗多吉 索朗南杰
(西藏自治區(qū)地震局,西藏 拉薩 850000)
中國地震臺網(wǎng)(CENC)測定,2020 年1 月25 日06時56分04秒,西藏昌都市丁青發(fā)生M5.1地震(簡稱丁青M5.1 地震),震源深度10km。本次地震序列4.0 級以上地震的震源參數(shù)如表1 所列,中國地震臺網(wǎng)中心(CENC)的結果。
表1 CENC與USGS等機構給定的丁青M5.1序列中M4地震的震源參數(shù)
表1 CENC與USGS等機構給定的丁青M5.1序列中M4地震的震源參數(shù)
據(jù)西藏地震臺網(wǎng)測定,截止2020 年8 月31 日24時,ML 1.0 地震共記錄到100 次(如圖1),其中ML1.0-1.9 地震17 次,ML2.0-2.9 地震71 次,ML3.0-3.9 地震10 次,ML4.0-4.9 地震1 次,ML5.0-5.9 地震1次。最大余震為3月4日21點28分ML4.2[1]。
圖1 2020年1月25日丁青M5.1地震震中分布圖
丁青5.1 級地震序列M-t 和N-t 圖(圖2)顯示,本次地震余震活動強度較弱、頻度偏低。余震發(fā)展過程中序列小震早期呈有起伏的衰減態(tài)勢,整體衰減速度較慢,后期強度明顯衰減,頻度衰減較快[2]。本次余震序列震級以地震后居多,地震余震較少。整體活動呈現(xiàn)“活動-平靜”現(xiàn)象。
圖2 2020年1月25日丁青M5.1地震序列M-t和時頻度圖
空間分布結果顯示,余震主要分布于主震北西地區(qū),余震密集區(qū)整體呈近NNE 向分布,其長軸為35km,短軸為7km。多數(shù)地震位于主震西部3km 范圍內。整體余震活動由南向北,即由距離主震較遠的地區(qū)向震中附近遷移的特征。
地震發(fā)生后,西藏自治區(qū)地震局按照應急預案和地震應急工作流程有力有序開展處置工作。在中國地震局的指導下,西藏自治區(qū)地震局立即啟動Ⅲ級應急響應程序,開展應急處置工作。監(jiān)測預報中心召開緊急會商會及后續(xù)趨勢研判會商。
此次地震位于玉樹-雅江地震構造帶,距離最近的斷層是巴青-類烏齊斷裂(如圖3)。地震帶形態(tài)呈現(xiàn)菱形塊體北西方向展布,活動斷裂組成四周邊界。主要的活動斷裂有:巴青-類烏齊斷裂、尼日阿錯改-巴慶斷裂、怒江斷裂、雜多斷裂帶、雁石坪南斷裂、邊壩-洛隆斷裂帶等。
圖3 玉樹-雅江地震構造帶震中分布圖
帶內新構造運動前列,沿斷裂帶分布有眾多的斷陷盆地及新生代沉降區(qū)。褶皺、斷裂發(fā)育,斷裂與7級以上地震關系相當密切相關。本帶地震活動的頻度、強度大,遷移特征較明顯。統(tǒng)計帶內1970以來中強震序列34 次,占全省序列總數(shù)的45.9%,序列類型也較多,其中孤立型17次,主—余型10次,多震型7次。可以看出該帶以孤立型序列為主,其孤立型序列的個數(shù)占全省同類型序列的56.3%.在此需要說明的是,地震臺網(wǎng)布局偏離該區(qū),地震監(jiān)測能力較低,一般ML3.0級以下地震漏記甚多。由此認為該區(qū)6級以上地震序列類型判斷較為可靠[3]。而存在不確定性的是6 級以下,尤其5 級地震序列的類型判斷。其中有些孤立型地震可能是由于監(jiān)測能力低,低震級地震漏記而造成的(如圖4)。
圖4 2000年以來玉樹-雅江地震構造帶中強震震中分布圖
2000 年以前該區(qū)域中強震地震以孤立型地震為主,而到2000 年以后,隨著該區(qū)域內數(shù)字地震觀測臺的架設,監(jiān)測能力的提高,該地地區(qū)中孤立型地震明顯減少,由此進一步認為該區(qū)域內以往地震中以孤立型地震為主的現(xiàn)象,與地震監(jiān)測能力有關,尤以5級地震最為突出。
3.1.1 丁青5.1 級地震調制性分析。作用于地殼的周期性固體潮可能會由于震源區(qū)及其周圍應力水平相對較高,對孕震區(qū)的調制作用增強[4]。朔日(每月農歷初一)前后4 天、望日(每月農歷十五)前后4 天,引潮力最大時段為8天,發(fā)生在這8天的地震為調制地震,即其余為非調制地震。
2020年1月25日丁青5.1級地震序列發(fā)生在農歷元月初一,屬于調制地震,表明該地震序列的地震活動與固體潮調制作用有關。
3.1.2 丁青地震序列類型早期判定。目前還沒有早期序列震型判定可靠方法。前人針對中國大陸地震序列類型開展了大量研究工作(中國地震局監(jiān)測預報司,2007)[3],根據(jù)歷史地震資料統(tǒng)計,提出了劃分地震序列的依據(jù):(1)以序列中地震釋放能量差RE=Emax/Etotal進行序列類型劃分,分類標準為:序列為孤立型;序列為主-余型;RE<90%,序列為震群型。(2)序列分類以序列主震M0與12個月內最大余震M1之間的震級差ΔM=M0-M1進行,分類標準為:且余震次數(shù)少,序列為孤立型;0.6序列為主-余型;ΔM<0.6,序列為多震型。
本次丁青地震序列中最大地震為M5.1(ML5.4),與最大余震M3.7(ML4.2)地震之間的震級差為1.4;截止到2020 年8 月31 日,最大地震M5.1 地震占序列能量的99.98%.通過以上分析認為,本次丁青地震序列為主-余震型。
3.1.3 丁青地震序列類型參數(shù)計算。截止2020 年8月31 日,該序列共發(fā)生地震100 次。本次序列的p 值結果顯示序列初期序列衰減較快,而在后期衰減緩慢,目前序列h 值為1.21,反應序列衰減正常;b 值為0.36,偏低,序列外推的截距震級為ML5.0(如圖5)。
圖5 丁青地震序列b值和h值序列曲線
3.2.1 丁青地震序列重新定位。速度模型引起的誤差由雙差定位法可以較好的解決,在國內外很多中強地震的余震序列定位中得到了廣泛應用,如汶川地震、于田地震6]。
由于本次丁青地震震區(qū)周圍臺站均位于震區(qū)臺站分布稀疏,且臺站記錄的波形數(shù)據(jù)信噪比較低,震相不清晰,無法達到精定位計算的基本條件,故未給出該序列的精定位結果。
3.2.2 丁青地震震源機制解
3.2.2.1 資料與方法。計算震源機制解的方法有很多種,考慮到本次地震發(fā)生在測震臺站分布較為稀疏地區(qū),本次丁青地震序列中地震的震源機制解、震源矩心深度等我們選用CAP方法反演,由于本序列中符合計算條件的僅有主震,故僅給出了主震的震源機制解如圖6所示。
圖6 丁青M5.1地震震源機制
CAP 方法對寬頻帶數(shù)字地震波形進行帶通濾波,計算觀測波形與理論地震波形之間的誤差函數(shù),并最終獲得最小最佳解。CAP 方法相比較于求解震源機制解的其他方法,具有所需臺站少、對速度模型依賴性小、反演結果對地殼橫向變化不敏感等優(yōu)點,對震源機制計算結果的可靠性與穩(wěn)定性有保障[7]。
3.2.2.2 丁青M5.1 地震震源機制。丁青地區(qū)一維速度模型基于重新定位方法獲得,選取西藏區(qū)域地震臺網(wǎng)記錄的震中周圍500km 范圍內波形資料,由于體波數(shù)據(jù)信噪比,數(shù)據(jù)質量等,因此處理挑選出的寬頻帶地震臺數(shù)據(jù)。Pnl波和面波的相對權重取為2:1,一些研究結果表明[8],同樣,計算得到的理論地震圖濾波采用相同的濾波參數(shù)。圖7 給出了這次丁青M5.1 地震在實際波形擬合圖和最佳擬合深度處的理論波形,實際波形與理論波形具有相對較好的擬合關系。
圖7 丁青M5.1地震矩張量反演理論地震波形(紅色)與實際觀測地震波形(黑色)
采用CAP 方法中波形擬合和P 波初動聯(lián)合反演的算法,解算了丁青M5.1地震的震源機制解。圖8展示了丁青M5.1 級地震反演誤差隨深度分布圖,誤差最小的最佳擬合深度為13km。P 軸方位12O,矩震級為5.36,節(jié)面I:走向28O,傾角69O,滑動角28O;節(jié)面II:走向287.2O,傾角64O,滑動角156.5O。走滑型為主震斷層錯動類型,近EW向為節(jié)面走向。
圖8 丁青5.1級地震矩張量反演中波形擬合誤差隨深度變化
本次地震序列通過序列參數(shù)計算以及頻度差、主震能量和歷史地震類型,分析認為本次丁青M5.1 地震序列為主余型。綜合數(shù)字地震學和傳統(tǒng)地震學資料分析認為,震區(qū)發(fā)生更大地震的可能性較小。
丁青M5.1 級地震的發(fā)生不但不能夠緩解西藏強震形勢,反而進一步說明西藏可能進入新一輪的中強地震成組活動。根據(jù)歷史資料結果,需密切關注近期地震活動較為活躍的地區(qū),特別是青藏高原東南部地區(qū)的危險性較大。
(1)2020 年1 月25 日丁青M5.1 級地震發(fā)生在調制時段,屬于調制地震,表明該地震的發(fā)生與固體潮調制作用有關聯(lián)。
(2)結合主震和次大地震的震級差、主震能量和歷史地震類型分析認為,丁青M5.1 地震序列為主余型。
(3)CAP 結果顯示,丁青M5.1 級地震斷層錯動類型以走滑型為主。結合地質構造和余震分布認為,本次地震的發(fā)震構造可能是巴青-類烏齊斷裂。
(4)本次丁青M5.1 地震前,涉及西藏中東部區(qū)域測震學異常共3項,分別為尼泊爾8.1級地震后青藏塊體5 級帶狀分布、唐古拉地區(qū)4.0 級空區(qū)、藏東6 級地震平靜打破。地震發(fā)生后其中2項異常對應了此次丁青M5.1 級地震。本次地震的發(fā)生表明西藏中強地震可能進入了成組活躍時段,結合5級地震成組發(fā)生、西藏6級地震平靜打破、近期4級地震條帶的異常增強,分析認為,西藏地震形勢較為嚴峻,重點關注青藏高原東南部。