中国地震台网中心正式测定，2017年8月8日21时19分(北京时间)，在四川省阿坝州九寨沟县(北纬33.20°、东经103.82°)发生了M_S7.0地震(简称九寨沟地震).此次地震给九寨沟县及其周边地区造成了严重的人员伤亡和财产损失，截至2017年8月13日20时，已造成25人死亡、525人受伤，其中重伤42人(http://news.sina.com.cn/o/2017-08-14/doc-ifyixcaw4760896.shtml).地震发生后，中国地震局迅速启动Ⅰ级应急响应(后经灾情综合判定改为Ⅱ级)，四川省地震局及相关地震部门立即派出了人员开展灾情和现场应急工作，加强余震监测，密切跟踪震情发展变化.据四川地震台网快报目录，截至10月31日24时，共记录到6453次余震，其中最大余震为8月9日10时17分M_S4.8地震.

九寨沟地震发生在青藏高原东缘(图 1)，区域构造较为复杂.该区域发育着多条大型断裂带，如东昆仑山断裂带、龙日坝断裂带、岷山断裂、虎牙断裂、青川断裂和龙门山断裂带(孙长青等，2011).沿着这些断裂带，近年来强震频发，如2008年汶川M_S8.0地震和2013年芦山M_S7.0地震均位于其中的龙门山断裂带上(Lei and Zhao, 2009，2016a).Lei和Zhao(2016b)曾利用深部结构对这些地震的成因机制进行了研究，结果表明青藏高原东缘地震的发生可能与地壳结构不均匀性密切相关.此次九寨沟地震震中位于岷江断裂、虎牙断裂和东昆仑断裂带东段的塔藏断裂附近(图 1).岷江断裂和虎牙断裂的走向为近南北向，塔藏断裂的走向为北西向，这三条断裂均为全新世活动断裂(邓起东等, 1994, 2010).

图 1

Fig. 1

图 1 研究区区域构造背景图 蓝色圆圈代表近年来青藏高原东缘MS5.0以上地震；红色圆圈代表 1976年四川松潘地震，其震源机制来自于哈佛大学GCMT结果；红色五角星为本次九寨沟MS7.0地震，其震源机制为本研究利用W震相反演获得的结果.黑线代表研究区内主要断裂(孙长青等，2011). Fig. 1 Map showing tectonics and major earthquakes of the study area Blue circles denote the recent earthquakes with magnitude larger than MS5.0 around eastern Tibet. Red circles denote the 1976 Songpan, Sichuan, earthquakes, of which focal mechanism solutions are from Harvard GCMT. The red star denotes the 2017 Jiuzhaigou earthquake (MS7.0), of which focal mechanism solutions are obtained by W-phase inversion in this study. The black lines denote major faults (Sun et al., 2011).

为更好地研究九寨沟地震的发震机理，本研究使用震源区附近固定地震台站和震后架设的6个流动测震台站中的观测数据，通过HypoDD相对定位方法(Waldhauser and Ellsworth, 2000)，分析四川九寨沟M_S7.0强震震后84天时间内的余震序列时空分布特征；使用中国区域地震台网宽频带地震台站观测到的垂直分量波形数据资料和W震相方法(Kanamori and Rivera, 2008)，获得了主震震源机制.这些结果，为震后应急救援、指挥决策和灾情分析评估提供了重要参考，也为探讨此次地震的发震机理及青藏高原形成演化动力学过程提供重要地震学证据.

本研究使用的地震震相数据和初始震源参数来自于四川省地震局的观测报告，并经中国地震台网中心统一编辑整理.自2017年8月8日21时至10月31日24时，即九寨沟M_S7.0主震后约84天时间，中国地震台网中心给出的震相报告中包含有6453次余震.然而，为获得较为可靠的重定位结果，我们仅选择震中距在200 km范围以内的地震台站(图 2a)到时资料，每次事件均被4个以上地震台站所记录，且每个台站绝对走时残差在2.0 s之内.经过筛选，我们最终获得了5200次地震事件，其中P波到时29073条、S波到时31292条(图 2b).这里，走时残差是由观测走时减去理论走时后获得，而理论走时计算依赖于本研究所用的速度模型(图 2c).本研究用于重定位的地震台站总共22个(图 2a)，主要由四川省和甘肃省区域地震台网中的16个固定台站和6个流动台站组成.这6个流动地震台站是九寨沟地震发生后由四川省地震局和甘肃省地震局在震区所架设的测震应急流动地震台站，自8月9日起应急流动台数据实时传输至四川省地震局和中国地震台网中心，并与固定台站观测资料统一处理后发送至中国地震台网中心统一管理.由图 2a可以看出，固定台站和流动台站围绕着余震在空间上有着较好的方位覆盖，说明本研究所用初始震源参数具有一定精度，尤其是距离震中较近的流动地震台站的加入使得余震的震源深度有了更好约束.

图 2

Fig. 2

图 2 (a) 地震定位所用地震台站(三角号)分布图.星号为2017年九寨沟MS7.0主震.断层数据主要来自邓起东等(2002)；(b)地震定位所使用的速度模型；(c) P波和S波观测走时曲线图 Fig. 2 (a) Distribution of seismic stations (triangles) used in this study for earthquakes location. The star denotes the 2017 Jiuzhaigou MS7.0 main shock. Fault data are from Deng et al. (2002). (b) Velocity models used in the study for earthquakes location. (c) Observed P-and S-wave travel-time curves

本研究重定位所用的方法为双差相对定位方法(Waldhauser and Ellsworth, 2000).该方法可以有效地减小由于速度模型不准确而引起的误差，因此在重定位工作中已得到了广泛应用，且获得较好的定位结果(如Lei et al., 2012; 张广伟等，2014；赵博等，2013；房立华等，2015；王健等，2016；梁姗姗等，2017).所用一维速度模型(图 2b)综合了前人的深地震测深和接收函数等研究结果(嘉世旭和张先康，2008；嘉世旭等，2017；朱介寿等，2017；刘启民等，2014；周民都等，2006).在本研究中，选择双差观测对时，我们挑选OBSCT (每个地震对形成地震簇的最少观测资料数)≥8的地震对组成方程组，确保最小二乘解的稳定性和地震事件之间的最优化关联.输入震相P和S波权重选取时，由于P波到时读取的精度高于S波到时读取的精度，一般情况下将P波的权重赋予1.0，而S波赋予0.7或者0.5.为了选取合适的S波权重，本研究分别对两种权重值开展了实验研究：当S波权重为0.7时，重定位共得到4063个地震事件，其沿N-S (南北)、E-W(东西)和U-D(垂直)三个方向的平均相对误差分别为0.09、0.07和0.1 km，平均相对走时残差为0.04 s；当S波权重为0.5时，重定位后共获得4036个地震事件，其沿N-S、E-W和U-D三个方向的平均相对误差分别为0.05、0.04和0.05 km，平均相对走时残差为0.03 s.尽管当S波权重为0.7时，获得较多地震事件的定位结果，但为了保证定位的精度，本研究以平均相对走时残差为参照将P波和S波的权重分别设为1.0和0.5.另外，事件对间最大距离(WDCT)参数控制着事件间的关联性.若该值过小，事件簇中能够建立关联的事件对就会减少，对重定位结果的约束也会减少，这时重定位结果可能受到初始位置的影响就增大；反之，若该值过大，定位结果会受到模型速度横向不均匀性的影响就越大，这时就违背了双差算法的初衷.因此，我们将WDCT依次设置为15、8和5 km三个不同值，实验其对定位结果的影响，结果显示WDCT为8 km为本研究所用资料较为合理的参数值.

为更好地理解此次地震的发震机理，本研究采用中国区域地震台网宽频带地震台站(图 3)垂直分量地震波形数据和W震相求取震源机制解的反演方法(Kanamori and Rivera, 2008).由图 3可知，W震相反演所用的地震波形的台站震中距大于5°，且不同时间段的地震台站均具有较好的空间方位覆盖.W震相方法主要有以下几个步骤：首先对数据进行预处理，包含有去除仪器响应、去除均值和倾斜分量、进行4阶Butterworth带通(0.004~0.01 Hz)滤波；选取初至P波后15倍震中距(单位为°)的时间窗(单位为s)提取W震相；采用中国地震台网中心确定的震中位置和经验震源时间函数值作为矩心时空坐标的初始值，通过一维网格搜索理论和观测波形偏差均方根残差的最小值，确定矩心偏移时间最佳估计值；应用最佳估计值，在三维空间范围内迭代搜索矩心位置，使得在该网格点位置上误差函数最小，则得到矩心位置最佳估计值；应用矩心时空坐标最佳估计值反演得到最优的矩张量和断层面解.

图 3

Fig. 3

图 3 震源机制反演所用地震台站分布图 五角星为本次九寨沟地震震中位置；三角形为W震相反演所用到的地震台站.圆圈表示震后不同时间(单位为min)进行反演时用到的台站相应的震中距范围(单位为°). Fig. 3 Distribution of seismic stations used in the focal mechanism inversion The epicenter of the 2017 Jiuzhaigou earthquake is indicated by the star, while the stations used in the W phase inversion are indicated by the triangles. The circles show the epicentral distances (in degrees) to the stations used for the inversion conducted at the different periods of time (in minute) after the earthquakes.

通过双差定位，我们最终获得4036个地震事件的重定位结果，其沿E-W、N-S和U-D方向上的平均相对误差分别为0.05、0.04和0.05 km，平均均方根残差为0.03 s.本次九寨沟M_S7.0地震的主震重定位结果为33.19°N、103.83°E和23 km深度.

图 4为重定位前后的地震分布对比图，可以看出重定位后的余震序列分布表现明显集中，呈现出NNW-SSE向线性展布，将塔藏断裂南段和虎牙断裂北段相连.在震源深度方向，显示出4~22 km深度范围的优势发震层.重定位后的余震还呈现出明显分区特征.在主震震中NNW向约5 km处，呈现出明显西北和东南两个余震活动分界线，且西北段由深至浅分布较为连续，但东南段约10 km深度处呈现出分层特征.这种分区分层特征，可能说明九寨沟地震震源区的地壳结构存在强烈不均匀性.另外，在主震SSE方向约20~28 km处存在一个明显的地震分布小丛集，可能暗示随着时间的推移余震活动进一步往SSE向扩展.

图 4

Fig. 4

图 4 重定位前(a-c)和重定位后(d-f)地震(圆圈)的平面及经纬向侧面图 圆圈大小代表震级，圆圈的颜色代表相对于主震发生后不同的日期，相应的震级和发震日期图例分别位于图右下角.断层数据来源于中国地震局地质研究所(http://www.eq-igl.ac.cn/upload/images/2017/8/991724632.jpg). Fig. 4 Earthquake (circle) distributions in planar view and along the longitude and latitude directions before (a-c) and after (d-f) relocations The size of circles denotes earthquake magnitude. Colors filled in circles denote different dates after the main shock. Magnitude and occurrence dates are shown in lower right. Fault data are from Institute of Geology, China earthquake Administration (http://www.eq-igl.ac.cn/upload/images/2017/8/991724632.jpg).

为更清楚地展示九寨沟M_S7.0地震发震断层面的结构特征，我们给出了5条纵剖面(图 5)，取距离剖线3 km范围内AA′剖面可以看出，余震分别沿NNW和SSE两个方向扩展，展布长度约58 km (图 5a).由4条NE-SW向近似垂直于余震扩展方向的纵剖面可以看出，这些余震所展示的断层面均较陡，但由北至南不同剖面间的余震分布存在细节变化(图 5b-5f).主震以北地区由深至浅的余震活动较为连续，但形态较为复杂(图 5b-5d).然而，主震以南地区在10 km深度处存在明显不连续性，但结构形态较为单一，为近直立(图 5b, 5e-5f).这种余震分布空间形态的复杂性，进一步反映了震源区介质结构的强烈不均匀性.本文还采用最小二乘法(万永革等, 2008)定量研究了由于剖面位置不同而倾角发生变化的特性，结果显示剖面BB′、CC′、DD′和EE′(图 5)的余震震源位置拟合倾角分别为75.4°、88.1°、87.4°和88.2°，表明此次九寨沟地震序列尽管反映出断层面倾角随空间位置的不同有着细微变化，但均为高倾角.有关余震定位结果数据，请参阅电子版附件材料.

图 5

Fig. 5

图 5 重定位后的地震事件(圆圈)纵剖面图 AA′为沿余震展布方向的纵剖面，BB′、CC′、DD′和EE′为垂直于余震展布方向的纵剖面，但DD′穿过了主震(星号). BB′和CC′位于主震北侧，而EE′位于主震南侧.剖面纵横向比例为1:1，地震事件为距离剖面3 km范围内的地震，圆圈的大小和颜色分别代表震级和不同的发震日期. Fig. 5 Longitudinal profile of relocated earthquakes (circles) AA′ is the vertical cross section along the extending direction of aftershocks. BB′, CC′, DD′, and EE′ are the vertical cross sections perpendicular to the extending direction of aftershocks, and DD′ passes through the main shock (the star). BB′ and CC′ are located north of the main shock, whereas EE′ is located south of the main shock. The proportion of the horizontal to depth directions is 1:1. The earthquakes are within 3 km from the cross section. The size and color of circles denote earthquake magnitude and different dates of events after the main shock, respectively.

为更好地认识此次地震的余震时空扩展模式，我们以主震后每4个小时为时间段来展示主震后12 h内余震空间分布(图 6).第一阶段为主震后0~4 h时间段(图 6a-6b)，在此阶段余震往NNW向扩展约15 km，且余震直接到达近地表浅部，而SSE向扩展约11 km，仅有少部分余震到达近地表浅部(图 6b).另外，由于较早发生地震的红色圆圈和较晚发生地震的蓝色圆圈几乎均匀地汇杂在一起，因此难以清晰地分辨出余震随时间扩展的规律性(图 6b)；第二阶段为主震后4~8 h时间段(图 6c-6d)，此阶段的余震扩展特征与第一阶段完全类似，所不同的是余震活动的空间范围进一步向两侧扩展，扩展长度达38 km；第三阶段为主震后8~12 h时间段(图 6e-6f)，在此阶段余震扩展特征还保持与第一阶段相类似，但数量似乎有减少的趋势，且SSE向有较多余震向着近地表的浅部方向发展.这些结果说明，余震扩展模式在主震后12 h内已基本确定，此后的余震基本以此扩展模式进行活动.

图 6

Fig. 6

图 6 主震后每4个小时时间段内的重定位后余震(圆圈)扩展特征 AA′为沿余震展布方向纵剖面，剖面的纵横比为1:1，地震事件为距离剖面3 km范围内的地震，圆圈大小和颜色分别代表震级和相对于不同时段的发震时间.红色星号代表MS7.0主震. Fig. 6 Extending characteristics of relocated aftershocks (circles) in every 4 hours after the mainshock AA′ is the vertical cross section along the extending direction of aftershocks. The proportion of the horizontal to depth direction is 1:1. The earthquakes are within 3 km from the cross section. The size and color of circles denote earthquake magnitude and different times in every four hours after the main shock, respectively. The red star denotes the Jiuzhaigou MS7.0 main shock.

为更好认识余震分布与主震破裂过程之间的关系，我们将重定位结果投影到陈运泰研究团队(http://www.cea-igp.ac.cn/tpxw/275881.html)给出的主震破裂过程反演结果(图 7)上.由图 7可以看出，余震主要集中分布在主震破裂区域边缘或滑动量较小的区域，而在滑动量较大的主震破裂区余震较少，且余震更多地向主震的SSE方向扩展，与主震破裂面的滑动方向较为一致.这种余震分布与主震破裂分布具有较好的一致性，证明了我们重定位结果的可靠性.

图 7

Fig. 7

图 7 重定位后地震在主震破裂面上的投影和主震破裂滑动量分布 箭头长度和颜色均代表滑移量，代表滑移量的色标和箭头长短位于图下方，箭头指向代表滑移方向.圆圈的大小和颜色分别代表震级和主震(星号)后的日期，其色标位于图右侧. Fig. 7 Spatial projection of the relocated earthquakes on the rupture plane of the main shock and distribution of slip amount for the rupture of the main shock The length of the arrow and color denote the slip amount, the scales of which are shown at the bottom. The arrow direction denotes the slip direction, whereas the size and color of circles denote earthquake magnitude and dates of events after the main shock (the star), respectively, the color scale of which is shown on the right.

为进一步探讨此次地震的发震构造，我们使用震后不同时间段内记录到此次地震的台站(图 3)波形数据(图 8)和W震相方法反演震源机制解，这些时间段分别为主震后5 min以内、8 min以内、10 min以内和20 min以内.表 1给出这些不同时间段的反演结果，可以看出5 min以内记录到地震的台站波形反演获得的结果与8 min和10 min以内资料反演结果在震源机制类型上没有本质上差别，只是具体参数在数值上有细节差别或修正，如节面Ⅰ的滑动角由-160.4°修正到-167.0°再到176.8°、节面Ⅱ的倾角由70.4°修正到77.1°再到86.8°、矩心深度由21.5 km修正至15.5 km再到没修正.此后时间段，如20 min以内资料的反演结果基本趋于稳定(表 1).这些修正过程，可能与随着震后时间推移反演约束逐渐增多有关，如可用的波形资料数量逐渐增加、近场和远场波形数据逐渐相结合和地震台站空间方位覆盖进一步变好等.这些结果说明，主震后5 min以内的地震台站记录到的W震相获得的震源机制解可用于震后救援等社会服务，20 min以内地震台站资料的结果可用于深入探索发震机理.

图 8

Fig. 8

图 8 九寨沟MS7.0地震(星号)后20 min内部分台站(三角)记录到的观测波形(黑色)与W震相反演获得的震源机制拟合波形(红色)对比 波形上的红点表示W震相时间窗.波形上侧的字母分别表示台网代码、台站代码和通道分量.ϕ为方位角，Δ为震中距. Fig. 8 Comparison between observed (black) and fitted (red) waveforms inferred from the W-phase inverted mechanism solutions in twenty minutes of the Jiuzhaigou MS7.0 earthquake (star) recorded by parts of stations (triangles) The red dots correspond to the W-phase time window. The letters on the top of each slice represent the network, station, and channel codes. ϕ is the station azimuth, and Δ is epicentral distance.

表 1 Table 1

表 1 利用震后不同时间段内的地震台站记录到的波形资料反演得到的主震震源机制解 Table 1 Focal mechanism solutions of the main shock with waveform data recorded at the seismic stations at different periods of time 序号 震后时间 (min) 节面Ⅰ 节面Ⅱ MW 矩心位置 台站数 走向(°) 倾角(°) 滑动角(°) 走向(°) 倾角(°) 滑动角(°) 纬度(°N) 经度(°E) 深度(km) 1 5 244.8 85.1 -160.4 153.1 70.4 -5.1 6.5 33.20 103.82 21.5 80 2 8 246.2 85.6 -167.0 155.2 77.1 -4.5 6.5 33.20 103.82 15.5 202 3 10 246.0 83.8 -176.8 155.7 86.8 -6.2 6.5 33.20 103.88 15.5 217 4 20 246.0 83.7 -177.0 155.7 87.1 -6.3 6.5 33.21 103.89 15.5 228

表 1 利用震后不同时间段内的地震台站记录到的波形资料反演得到的主震震源机制解 Table 1 Focal mechanism solutions of the main shock with waveform data recorded at the seismic stations at different periods of time

由表 2可以看出，尽管我们的研究结果与GCMT(Global Centroid-Moment-Tensor，全矩张量解)和CENC(China Earthquake Networks Center，中国地震台网中心)给出的结果有些细小差别，但是我们结果更接近USGS(United State Geological Survey，美国地质调查局)结果.另外，本研究结果和不同研究机构均显示此地震是一次近垂直的走滑型事件.此次地震位于青藏高原东缘构造带，区域地质构造复杂，推测该地震可能与巴颜喀拉块体持续东移有关.

表 2 Table 2

表 2 不同机构给出的九寨沟MS7.0地震震源机制解 Table 2 Focal mechanism solutions of the Jiuzhaigou MS7.0 earthquake from different organizations 序号 机构 节面Ⅰ 节面Ⅱ MW 矩心位置 走向(°) 倾角(°) 滑动角(°) 走向(°) 倾角(°) 滑动角(°) 纬度(°N) 经度(°E) 深度(km) 1 GCMT 242 77 -168 150 78 -13 6.5 33.21 103.90 14.9 2 USGS 246 57 -173 153 84 -33 6.5 - - 13.5 3 CENC 64 77 -151 326 62 -15 6.5 - - 11 4 本研究 246 83.7 -177 155.7 87.1 -6.3 6.5 33.21 103.89 15.5

表 2 不同机构给出的九寨沟MS7.0地震震源机制解 Table 2 Focal mechanism solutions of the Jiuzhaigou MS7.0 earthquake from different organizations

在本节，我们主要以三组不同测试实验来对重定位结果的不确定性进行详细分析.第一组测试是对所采用的到时资料、初始震源位置和选取的速度模型分别施加随机扰动，然后利用相同定位方法和相同相关参数，分析其对定位结果的不确定性影响.表 3列出了九寨沟地震序列不同参数扰动后的定位结果的不确定性.由表 3可以看出，将震相到时分别施加均值为零、最大值0.1 s和0.2 s的随机扰动后，重定位后的E-W、N-S和U-D向误差和均方根残差均会随着所施加扰动量的增加而增大.当走时扰动最大值为0.2 s时，重定位后的震中位置和震源深度相对于本研究所得结果的平均偏差分别达4.14 km和2.48 km.将震中位置和震源深度分别依次施加均值为零、最大值为5、10和20 km及1、3和5 km的随机扰动后，定位结果的不确定性也显示出与施加走时扰动后对结果不确定性影响相类似的变化特征，即随着扰动量的增大，结果的不确定性也随之增大.将速度模型分别随机施加均值为零、最大值为5%和10%的速度扰动后，可以看出无论是震中位置还是震源深度相对于本研究重定位结果偏离量均在0.6 km左右，均小于走时、震中和震源深度不确定性对结果的影响，说明速度的不确定性对双差定位结果影响较小.

表 3 Table 3

表 3 九寨沟地震的余震序列定位结果的不确定性实验 Table 3 Tests on the uncertainties in the relocated Jiuzhaigou aftershock sequence 数值试验 结果比较 重定位地震个数 平均相对误差(km) 均方根残差(s) 定位结果偏差(km) E-W N-S U-D 震中位置 震源深度 本研究定位结果 4036 0.05 0.05 0.04 0.02 - - 均值为零、到时最大扰动量(s) 0.1 4000 0.06 0.06 0.08 0.02 2.30 1.59 0.2 3875 0.09 0.09 0.11 0.07 4.14 2.48 均值为零、震中最大扰动量(km) 5.0 3988 0.05 0.05 0.06 0.03 0.58 0.6 10.0 3939 0.08 0.07 0.09 0.04 0.53 0.62 20.0 3874 0.1 0.11 0.13 0.06 1.10 1.26 均值为零、震源深度最大扰动量(km) 1.0 4038 0.05 0.04 0.05 0.02 0.97 0.6 3.0 3988 0.08 0.07 0.09 0.04 0.90 0.92 5.0 3951 0.12 0.11 0.14 0.05 1.28 1.61 均值为零、速度模型最大扰动量 5% 4049 0.05 0.04 0.06 0.03 0.61 0.50 10% 3984 0.06 0.05 0.06 0.02 0.69 0.55

表 3 九寨沟地震的余震序列定位结果的不确定性实验 Table 3 Tests on the uncertainties in the relocated Jiuzhaigou aftershock sequence

第二组测试为分别改变事件对之间的距离和主震初始震源深度，同样利用相同定位方法和其他相同相关参数，分析其对主震震源深度不确定性的影响，其结果列于表 4.结果表明，当事件对间的距离分别设为6、7、9和10 km时，重定位后主震震源深度相对于本研究结果的变化量均不大，约在0.2 km左右；当主震初始震源深度分别设置为1、5、10、15、20、25和30 km时，重定位后主震震源深度相对于本研究结果的变化量分别对应了-3.6、-3.7、-7.1、-5.1、5.7、0.3和1.4 km，可见初始震源深度对重定位后主震震源深度有一定影响，但规律性不明显，这可能与本研究中所用速度模型存在界面所致.由于本研究所用速度模型存在多个速度间断面(图 2c)，因此走时不会随着震源深度的增加而呈现出简单的线性增大，这也许可以解释本研究中获得震源深度与初始值没有简单的对应关系(表 4).这些结果说明，尽管双差定位中速度模型的速度值对定位结果影响不大，但模型中的界面深度的不确定性可能会对结果产生一定影响.

表 4 Table 4

表 4 九寨沟地震主震震源深度不确定性实验 Table 4 Tests on the uncertainties in the depth of the Jiuzhaigou main shock 数值试验 重定位后主震震源深度(km) 震源深度变化量(km) 本研究所得震源深度(km) 事件对之间的距离(km) 6 22.791 -0.206 22.997 7 22.901 -0.096 8(本研究) 22.997 0 9 23.240 0.243 10 23.246 0.249 初始震源深度(km) 1 19.434 -3.563 5 19.314 -3.683 10 15.917 -7.08 15 17.920 -5.077 20 28.697 5.7 25 23.316 0.319 30 21.573 1.424

表 4 九寨沟地震主震震源深度不确定性实验 Table 4 Tests on the uncertainties in the depth of the Jiuzhaigou main shock

第三组测试中，我们将主震后5天内的余震开展重新定位研究，并将所得结果与本研究结果相同时间段内的结果进行对比.结果显示，如果我们只使用震后5天时间内的震相数据重定位，则获得773个重定位结果，明显少于本研究在同样时间段内获得的922个重定位结果，并且其N-S、E-W和U-D向的平均相对误差分别为0.55、0.65和0.90 km及均方根残差为0.17 s，也远高于本研究在同样时间段内重定位结果的相应相对误差(0.05、0.04和0.07 km)及均方根残差(0.02 s).这些结果说明，如果预获得更高精度、更多数量的重定位结果，则需要使用更长时间的余震序列.

通过以上三组测试，我们认为在以后的双差定位工作中，建议使用较高质量、尽可能长时间余震序列和具有可靠间断面的速度模型.本研究中所用的资料均经中国地震台网中心重新整理和处理，且所用震相数据量当前最多，所用的速度模型中的间断面均是由前人工作总结所得到，说明本研究所用资料和所得定位结果均具有可信度.

利用有着较好方位覆盖台站的地震资料和双差地震定位方法，获得九寨沟M_S7.0强震地震序列重定位结果.结果显示，主震震源深度为23 km，余震沿NNW和SSE双向同时扩展，展布长度约58 km，震源优势分布在4~22 km深度，主震震源深度较深，余震向浅部运移，余震的近垂直分布显示出发震断层倾角较陡.另外，余震在主震的NNW向5 km处具有明显分区特征，在主震以南10 km深度处也存在分区特征，这种分区特征可能暗示出主震震源区介质结构存在强烈不均匀性.

采用W震相方法获得的主震震源机制解结果显示，此次地震为一次高倾角走滑型事件，主震最佳质心深度为15.5 km，矩震级M_W6.5.根据余震空间分布特征和中国地震局地质研究所给出本次地震的发震构造为塔藏断裂南段分支和虎牙断裂北段(http://www.eq-igl.ac.cn/upload/images/2017/8/991724632.jpg)的认识，本研究认为此次地震的断层面为NNW向节面，即本研究中的节面Ⅱ为发震断层面，其走向/倾角/滑动角分别为155.7°/87.1°/-6.3°.

此次九寨沟M_S7.0地震位于巴颜喀拉块体北边界，是自2001年昆仑山M_S8.1地震、2008年汶川M_S8.0地震、2010年玉树M_S7.1地震和2013年芦山M_S7.0地震以来，发生在巴颜喀拉地块边界上的又一次破坏性强震(图 1).这些地震的发生，可能引起巴颜喀拉地块边界上断裂的应力调整至塔藏断裂南段分支和虎牙断裂北段，从而造成应力失稳形成九寨沟M_S7.0地震.九寨沟地震的发生，表明巴颜喀拉地块仍处于活跃期，再次印证了印度板块与欧亚板块之间的持续碰撞对青藏高原周边地震活动具有强烈的影响作用.

前人研究结果表明，龙门山断裂带上的汶川M_S8.0地震和芦山M_S7.0地震震源下方存在明显低波速和高泊松比异常，可能暗示印度板块与欧亚板块相互作用引起龙门山断裂带附近的高温高压作用形成部分熔融和流体作用降低断层面有效正应力有关(Lei and Zhao, 2009；吴建平等，2009；胥颐等，2009；Lei et al., 2014a, 2014b；Lei and Zhao, 2016a，2016b；胡亚平等，2017)，推测距离龙门山断裂带约150 km的此次九寨沟M_S7.0强震可能也会受深部流体的影响作用.接收函数结果(Wang et al., 2017)显示出震源区的泊松比处于基本正常值范围，可能与该结果为整个地壳平均值而不能显示震源区附近特点有关.然而，此次九寨沟地震的震源机制显示出明显的纯走滑型性质，显著不同于约50 km处41年前的1976年8月16日M7.2、22日M6.7和23日M7.2三次具有较大逆冲分量的松潘地震，也不同于龙门山断裂带上以逆冲分量为主的汶川M_S8.0地震和芦山M_S7.0地震(图 1)，表明此区域的构造应力较为复杂.

感谢四川省地震局提供的流动台站数据；感谢中国地震台网中心梁建宏和中国地震局地壳应力研究所张广伟对本项研究工作给予的帮助；同时，我们要特别感谢赵仲和研究员在本项研究工作中所给予的无私帮助；感谢F.Waldhauser提供双差定位程序、Luis Rivera和Hiroo Kanamori提供W震相反演程序.本文利用GMT软件绘制了大部分图件.