2018, Vol. 38
2. 河北省地震局, 石家庄市槐中路262号, 050021;
3. 哈尔滨市防震减灾技术中心, 哈尔滨市友谊西路5888号, 150021
2005-11-26 08：49九江-瑞昌交界处MS5.7地震后，余震非常丰富，为深入研究地震序列的震源机制提供了资料。有关主震震源机制解，中国地震台网中心、美国地质调查局(USGS)和哈佛大学的结果差异较大[1]，哈佛大学、倪红玉等[1]采用FOCMEC方法、吕坚等[2-3]用146个P波初动和CAP方法反演的结果较为接近。对于余震序列，曾文敬等[4]、杨中书等[5]利用Pg波、Sg波初动和振幅比分别对112个ML≥1.5余震和21个ML≥2.0余震进行震源机制解计算并获得有意义的结果，但没有充分利用积累的流动台网资料，也没有充分利用精确定位结果、SH波与P波振幅比、S波初动等数据，计算数量和精度存在一定的提升空间。
本文收集了江西区域数字地震台网和九江-瑞昌MS5.7级地震后布设的流动数字地震台网记录的波形资料，基于地震序列精定位结果[6]，采用Snoke发展的利用P波、SV波、SH波初动和振幅比联合计算震源机制解的方法(FOCMEC) [7-9]重新计算九江瑞昌交界地区的震源机制解，充分利用三分量地震波资料获得更多更可靠的余震震源机制解，并结合余震分布和区域地质背景探讨该地区发震断层，分析地震应力场分布特征与区域构造应力场之间的关系。
1 数据资料和速度模型使用江西区域台网记录的波形资料以及邻省台站交换资料，还包括震后当日21:00起江西、福建、湖北各省地震局先后架设的7个流动数字地震台记录的资料。从2005-11-26~2006-06-16的2 232次地震中挑选162个台站记录和波形质量较好、ML≥1.0地震进行震源机制解计算。主震当日的地震(包括主震和2次ML≥4.0余震)使用区域台资料，11-27后的余震增加了流动台资料，采用文献[6]的精确定位结果(图 1)。从2006-06-17~2015-12-31的31个ML≥2.0地震中挑选台站记录和波形质量较好的14次地震，使用江西区域台网记录的波形资料进行计算(图 2)。由于两个时段震源机制解采用的定位结果和所用台站有所不同，本文对计算结果分两个时段进行讨论。
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图 1 第一时段对应的地震和台站分布 Fig. 1 Earthquakes and seismic stations distribution of the first period |
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图 2 第二时段对应的地震和台站分布 Fig. 2 Earthquakes and seismic stations distribution of the second period |
本研究采用的九江-瑞昌地区速度模型是根据横穿大别造山带的人工地震测深及与之重合的重力剖面研究得到的[10-11]，见表 1。
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表 1 九江-瑞昌地区地壳速度模型 Tab. 1 Crustal velocity model in layer medium of the Jiujiang-Ruichang region |
采用Snoke发展的利用P波、SV波、SH波初动和振幅比联合计算震源机制解的方法[7-8]及交互式反演程序FOCMEC [9]进行计算。Snoke方法利用双力偶点源模型，采用3个独立震源机制参数的网格尝试法，计算一系列直达P波、SV波和SH波初动方向以及SV/P、SH/P或SV/SH振幅比的理论值，并将其与实际观测值对比，求取满足小于设定的矛盾数据上限的震源机制解，选择其中矛盾符号数最少和振幅比残差最小的机制解作为最佳解。该方法与P波初动方法、垂直向SV与P波振幅比方法相比，增加了SH波与P波的振幅比和S波的初动数据，对震源机制解的约束更多，结果更准确[12]。
3 计算结果及分析 3.1 ML≥4.0地震震源机制解对比对第一时段的4次ML≥4.0地震，吕坚[3]采用CAP方法反演了2005-11-26的5.7级主震和4.8级强余震的震源机制解，罗丽[6]反演了2005-11-26的ML4.5余震和12-03的ML4.0余震的震源机制解。通过与本文结果对比，所得结果在误差范围内较为一致，表明本文计算可靠。
3.2 震源机制解特征九江-瑞昌地震发生在瑞昌盆地内，震区主要分布有NE向的刘家-范家铺-城门山断裂带、NW向的洋鸡山-武山-通江岭隐伏断裂和NW向的丁家山-狮子岛隐伏断裂。刘家-范家铺-城门山断裂带为瑞昌盆地南东缘控制断裂，在震区附近走向NE，倾角70°~85°，倾向具有分段性，有些地段倾向SE，有些地段倾向NW，在震区附近为SE；洋鸡山-武山-通江岭隐伏断裂和丁家山-狮子岛隐伏断裂未见详细资料阐述[2]。根据罗丽等[6]精确定位结果，第一时段的地震主要分布在洋鸡山-武山-通江岭隐伏断裂和刘家-范家铺-城门山断裂带附近；第二时段的大部分地震未进行精确定位，因此地震分布比第一时段分散，丁家山-狮子岛断裂附近增加一些地震分布。
第一时段ML≥2.0地震震源机制解如图 4。可见，MS5.7主震和MS4.8最大余震位于不同断裂，前者位于NW向的洋鸡山-武山-通江岭隐伏断裂，后者位于NE向的刘家-范家铺-城门山断裂带。MS5.7主震震源机制解参数为：节面Ⅰ走向321°，倾角71°，滑动角30°；节面Ⅱ走向221°，倾角62°，滑动角158°，P轴方位角89°。节面Ⅰ为带有逆断性质的左旋走滑断层，其走向与主震所处的NW向洋鸡山-武山-通江岭隐伏断裂走向相一致。据吕坚[3]、罗丽[6]研究，该断裂很可能是主震的发震构造。P轴方位与江西北部地区近EW向挤压的构造应力场特征一致[13]，表明本次地震受区域应力场控制。MS4.8最大余震的发震构造则可能是NE向的刘家-范家铺-城门山断裂带，节面Ⅰ的走向与断裂走向一致，分析结果与罗丽等[6]的推论相符。
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图 3 ML≥4.0地震的震源机制解投影对比 Fig. 3 Comparison of focal mechanism solutions of ML≥4.0 earthquakes |
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图 4 第一时段ML≥2.0地震震源机制解 Fig. 4 The first period focal mechanism solutions of ML≥2.0 earthquakes |
第二时段ML≥2.0地震震源机制解如图 5。该时段共发生3次ML≥3.0地震，其中2015-06-17的ML4.2和2010-06-14的ML3.1地震的震源机制解与MS5.7主震非常接近。ML4.2地震与MS5.7主震同位于NW向的隐伏断裂上地震分布最为集中的位置，发震构造可能同为隐伏在瑞昌盆地内的洋鸡山-武山-通江岭NW向断裂。2015-06-17的ML4.2地震、2008-03-10的ML3.1地震和2010-06-14的ML3.1地震的P轴方位分别为273°、278°和267°，与主震的P轴方位相近，也与江西北部地区近EW向挤压的构造应力场特征相一致。ML≥3.0震源机制解结果见表 2。
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图 5 第二时段ML≥2.0地震震源机制解 Fig. 5 The second period focal mechanism solutions of ML≥2.0 earthquakes |
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表 2 震源机制解计算结果(ML≥3.0) Tab. 2 Calculated results of the focal mechanism parameters(ML≥3.0) |
第一时段的震源机制各参数每l0°间隔的归一频数分布如图 6。节面走向主要集中在NEE和NWW两个方向，NWW向节面与洋鸡山-武山-通江岭隐伏断裂大体一致，大部分地震分布在该断裂上；NEE向节面则与刘家-范家铺-城门山断裂带走向一致，该断裂带有小部分地震分布。节面倾角以70°~90°为主，滑动角主要分布在-50°~0°、-120°~160°之间，滑动角与倾角说明地震以高倾角的走滑型运动为主，与曾文敬等[4]得出的倾向滑动占优势的结果不同。P、T轴方位角具有明显的优势分布，P轴优势方向为近EW向，略偏NWW，与主震P轴方向接近；T轴优势方向为NS向，表现为近EW向挤压和近NS向拉张作用，与江西北部构造应力场分布特征相一致，说明九江-瑞昌MS5.7地震序列活动受区域构造应力场的控制。序列P轴优势方向与曾文敬[4]得出的SWW向或近EW向略有差异，与倪红玉等[14]对郯庐带安徽段及邻区的研究结果较一致。P轴倾角在60°以内，表明断裂所承受的作用力以近水平和斜向力为主，与曾文敬等[4]和倪红玉等[14]的研究结果相同。第二时段的震源机制各个参数l0°间隔的归一频数分布如图 7，其结果与第一时段较为一致。
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图 6 第一时段震源机制各个参数归一频数分布 Fig. 6 Normalized frequency of focal mechanism parameters during the first period |
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图 7 第二时段震源机制各个参数归一频数分布 Fig. 7 Normalized frequency of focal mechanism parameters during the second period |
基于九江瑞昌交界地区的176次震源机制解资料，采用Michael提出的应力场反演方法[15-16]反演九江瑞昌交界地区的区域应力场，得到该地区区域主压应力方位为284°，倾角为18°，主张应力方位为186°，倾角为23°，断层类型以走滑型为主，显示该地区构造应力场为近EW向挤压和近NS向拉张作用，与震源机制参数统计结果一致，也与江西北部地区的构造应力场分布特征相一致。应力张量方差较小，为0.12，说明该地区的震源机制具有较好的一致性(图 8)。
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图 8 九江瑞昌交界地区应力主轴球面投影 Fig. 8 Stress axis spherical projection in the Border Region of Jiujiang and Ruichang |
1) 九江-瑞昌5.7级地震的震源机制解为：节面Ⅰ走向321°，倾角71°，滑动角30°；节面Ⅱ走向221°，倾角62°，滑动角158°，P轴方位角89°。结合震源区构造和余震分布判定，节面Ⅰ为可能的发震断层面，是在近EW向的区域应力场挤压作用下产生的带有逆断性质的左旋走滑断层，NW向洋鸡山-武山-通江岭隐伏断裂为其发震构造。而MS4.8地震的发震构造可能是NE向的刘家-范家铺-城门山断裂带，与罗丽等[6]的推论相符。
2) 第一时段地震的震源机制解节面走向主要集中在NEE和NWW两个方向，与余震分布优势方向和震区构造走向大体一致。节面倾角以70°~90°为主，滑动角主要分布在-50°~0°和-120°~160°之间，说明余震以高倾角的走滑型运动为主，与主震破裂类型相似。震源机制解P轴优势方向为近EW向，略偏NWW，与主震P轴方向接近，T轴优势方向为NS向，因此震区表现为近EW向挤压和近NS向拉张的应力作用, 与江西北部地区构造应力场分布特征相一致，说明九江瑞昌交界地区的地震活动受区域构造应力场的控制。第二时段与第一时段的震源机制各参数归一频数分布结果较一致，P轴优势方位均为近EW向。第二时段的3次ML≥3.0地震P轴方位与MS5.7主震接近，也与P轴归一频数分布的优势方位一致，反映出九江瑞昌交界地区具有近EW向挤压且较为稳定的构造应力场。
3) 九江瑞昌交界地区的整体压应力方位为284°，倾角为18°，张应力方位为186°，倾角为23°，断层类型以走滑型为主，显示该地区构造应力场为近EW向挤压和近NS向拉张的作用，与震源机制参数统计结果一致，也与江西北部地区的构造应力场分布特征相一致。
致谢 本文所用程序由安徽省地震局刘泽民高级工程师提供，并在理论与方法上给予诸多指导，在此深表谢意。
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