经中国地震台网中心测定，北京时间2018年11月26日7时57分，台湾海峡(23.28°N，118.60°E)发生M_S6.2地震，震源深度20 km，该地震距福建最近距离约120 km，距台湾澎湖县约100 km，福建及台湾全省普遍有感，其中福建南部沿海、台湾西部沿海震感强烈，广东和浙江部分地区亦有震感报告，该地震距离陆区较远，因此并未造成严重的经济损失.地震发生后，福建省地震局、广东省地震局、浙江省地震局等部门迅速开展应急处置工作，加强余震观测，密切跟踪后续地震趋势.由于地震位于台湾海峡内，与周围台站相距较远，最近台站为129 km，地震监测能力较弱(吴国瑞和胡文灼，2015)，截止到2018年12月21日，共记录到余震97次，其中M_L2.3~2.9地震55次，M_L3.0~3.9地震32次，M_L4.0以上地震10次，最大为M_L4.9地震.

台湾海峡6.2级地震发生在澎湖群岛西南的台湾浅滩北部，在构造上位于台湾造山带的前缘，远离菲律宾板块与欧亚板块的挤压碰撞区，地处板块挤压应力影响较小的稳定大陆边缘，因此仍属于中国大陆架上的板内地震.本次6.2级地震的发生，打破了1998年张北6.2级地震后中国大陆东部超过20年、1995年北部湾6.2级地震后华南沿海地震带超过24年的6级地震平静.2016年7月31日广西苍梧5.4级地震、2018年11月26日台湾海峡6.2级地震以及2019年10月12广西北流—广东化州5.2级地震的接连发生，可能预示着华南沿海地震带已进入新一轮的活跃幕，因此深入开展台湾海峡6.2级地震孕震机制等研究，将为华南沿海地震带今后的震情研判提供重要的参考依据.

由于本次地震位于台湾海峡内，无法对震中区进行地震地质、地表破裂等方面的实地考察，这对研究其孕震机制带来了新的挑战，本文将根据广东省地震局、福建省地震局及台湾“中央”气象局的宽频带地震记录，利用CAP方法(Zhao and Helmberger, 1994；Zhu and Helmberger, 1996)对台湾海峡6.2级地震震源机制解进行反演求解，同时尝试对地震序列进行精定位，并对震前地震活动异常图像进行分析研究，探讨发震构造.

台湾海峡是西太平洋海沟-岛弧-边缘海体系的一部分，属于新生代的构造盆地，是古新世时期，在白垩系裂陷的基础上进一步张裂而形成的陆缘裂陷，并在后期受前陆作用影响而进一步转化为前陆盆地的叠合盆地(Zheng et al., 1998;刘振湖等，2006；Chen et al., 2016).海峡由北到南可划分为台西盆地、澎湖—北港隆起区和台西南盆地.台西盆地西起滨海断裂带，东至台湾屈尺—潮州断裂带，南邻澎湖—北港隆起，北至妈祖—基隆断裂，主要为新生代沉积.澎湖—北港隆起区呈NEE向，北部以澎湖北断裂为界，南部以义竹断裂为界，长约250 km，宽约50~90 km.台西南盆地西北以澎湖—北港隆起为界，西南与珠江口盆地相邻，东部被屈尺—潮州断裂带斜切，该盆地形成时间较晚，是渐新世晚期南海海盆发生南北向扩张，海峡遭受强烈拉张而成为沉降中心，进而接受沉积形成(图 1).

图 1

Fig. 1

图 1 台湾海峡6.2级地震周边区域地震构造情况. ①闽浙滨海断裂带; ②海峡中部断裂; ③海峡东侧断裂; ④屈尺—潮州断裂; ⑤义竹断裂; ⑥澎湖北断裂; ⑦七星岩—澎湖断裂; ⑧基隆—妈祖断裂; ⑨东山隆起东缘断裂 Fig. 1 Seismotectonics around the Taiwn strait M6.2 earthquake. ① Littoral Fault Zone; ② Taiwan strait central Fault; ③ Taiwan strait eastern Fault; ④ Quchi-Chaozhou Fault; ⑤ Yizhu Fault; ⑥ Penghubei Fault; ⑦ Qixingyan-Penghu Fault; ⑧ Jilong-Mazu Fault; ⑨ Dongshan uplift Eastern Fault

根据重磁、人工测深等资料推测分析，台湾海峡发育有多条断裂，按断裂走向主要分为NE向、NEE向和NW向3组.其中NE向断裂有闽浙滨海断裂带和海峡中部断裂、海峡东侧断裂、屈尺—潮州断裂.闽浙滨海断裂带①是福建沿海的主要活动断裂，位于闽浙大陆隆起区，北东自平潭向西南经兄弟岛屿延伸到南澎岛附近，长达400 km，倾向SE，断裂性质以逆冲和走滑为主，历史上该断裂带曾发生多次强烈地震，如1604年泉州海外的7.5级地震和1918年南澳海外7.3级地震.海峡中部断裂②是台湾海峡中部的低隆断带，该断裂是晋江凹陷和九龙江凹陷的东部边界，断裂带附近强震并不活跃.海峡东侧断裂③位于台湾岛西岸，穿过澎湖水道一直通向台西南盆地，倾向SE，断裂性质以正断为主.屈尺—潮州断裂④是台湾西部深大断裂，以断裂为界，西部为台西盆地，东部为中央山脉地块，全长420 km，倾向SE，断裂性质以逆冲为主(任镇寰等，1998).NEE向断裂有义竹断裂和澎湖北断裂.义竹断裂⑤位于台湾浅滩南侧，西起东沙群岛北缘以西，东至台湾义竹，倾向SE，倾角70°~80°，断层性质为右旋正断层(Zheng et al., 1998).澎湖北断裂⑥位于台湾浅滩北侧，自南澎岛向东经澎湖群岛一直延伸到北港附近.NW向断裂有七星岩—澎湖断裂和基隆—妈祖断裂，七星岩—澎湖断裂⑦自七星岩向北西经澎湖延伸入福建大陆，倾向SW.基隆—妈祖断裂⑧是台西盆地的北缘，自台湾北端的三貂角，向北西延伸至福建，倾向NE.除上述断裂外，雷土成等(1996)认为台湾浅滩东侧有一条走向NS的东山隆起东缘断裂⑨穿过，断裂北起金门，经台湾浅滩一直延伸到台西盆地西界，倾向E，断裂性质为拉张正断层，断层西盘抬升形成东山隆起，东盘下降形成凹陷.

台湾海峡6.2级地震发生在台湾海峡南部，地处澎湖群岛西南的台湾浅滩北部，浅滩呈椭圆形，长轴NEE向，长约210 km，短轴NNW向，长约90 km，是典型的NEE向隆起地貌单元.浅滩地形复杂，沙丘密布，沟谷相间，是海峡南部最浅的地方，水深多为30~40 m，沙丘顶部水深仅10~20 m，最浅处仅8.6 m，相对高差10~20 m.浅滩南部坡度较陡，地势沿NEE方向较为平直，并向南快速过渡到大陆斜坡带，而浅滩北部坡度较缓，逐渐过渡到海峡槽(任镇寰等，1998).

在震源机制解研究中，CAP(Cut And Paste)方法(Zhao and Helmberger, 1994；Zhu and Helmberger, 1996)将宽频带地震波形分为P波(Pnl)和面波(Sur)进行波形拟合，搜索出全局拟合残差最小的震源机制解.该方法减少了震源机制解对速度结构垂向和横向变化的依赖性，此外，Pnl波和面波包含了有效的深度震相信息，因此在获得震源机制解的同时，亦可以获取地震最佳拟合深度，成为目前国内外学者广泛应用的方法之一(吕坚，2008；彭利媚和魏娅玲，2016；王力伟和黄柳芳，2015；郑勇等，2009；郑建常等，2015；刘建明等，2018；易桂喜等, 2012, 2015, 2016a, 2016b, 2017).

本研究选取震中距300 km以内方位角分布较好的17个台站(福建省地震台网6个、广东省地震台网8个、台湾“中央”气象局3个)(图 2)记录的信噪比较高、P波初动清晰的宽频带波形(郑秀芬等，2009；Zheng et al., 2010)，对波形进行常规的去仪器响应、分量旋转.本研究采用2005年陈祥熊等(2005)根据人工地震测深、天然地震到时、布格重力异常以及地震地质资料等给出的福建—台湾地区综合一维平均地壳速度模型(表 1)，而对于S波速度，根据蔡杏辉等(2015, 2017)获得的福建和台湾海峡波速比空间分布图，将模型波速比设为1.713.为消除速度结构横向变化的影响，对Pnl和面波的反演波段分别进行0.05~0.15 Hz和0.05~0.1 Hz的四阶Butterworth带通滤波，求解过程中，采用频率F-波数K方法(Zhu and Rivera, 2002)计算格林函数获取理论地震图，并采用与观测波形相同的波段分解和带通滤波方法，对理论和观测地震图进行拟合分析，选取拟合残差最小的断层面解作为此次地震的最佳震源机制解.

图 2

Fig. 2

图 2 震源机制解及研究所用台站分布图.蓝色三角为求解震源机制解所用台站，黑框表示精定位地震的研究区域，断裂同图 1 Fig. 2 Focal mechanism solutions and the distribution of seismic stations in the study. Blue triangles denote seismic stations, the black box denotes the study area of relocated earthquakes, the faults are same as Fig. 1

表 1 (Table 1)

表 1 福建—台湾地区综合一维平均地壳速度模型 Table 1 The 1D velocity model of Fujian-Taiwan region 层 层厚 VP/(km·s-1) 地壳浅层 3.0 5.57 上地壳 14.25 6.20 下地壳 12.25 6.80 地幔 8.10

表 1 福建—台湾地区综合一维平均地壳速度模型 Table 1 The 1D velocity model of Fujian-Taiwan region

图 3给出了不同震源深度最佳震源机制解和波形拟合残差，可以看出，矩心深度为14.0 km时拟合残差最小，对应的地震矩震级为5.8.图 4为矩心深度14.0 km时部分台站的波形拟合情况，17个台站共85个波段，其中59个波段相关系数大于80，占67%，81个波段相关系数大于60，占95%，拟合效果较好，2个相关系数低于50的波段所属台站为TPUB台(面波径向分量)、SSLB台(面波径向分量)，这2个台站位于台湾岛，为满足台站方位角尽可能分布均匀的要求，仍保留以上2台站.

图 3

Fig. 3

图 3 最佳深度搜索图 Fig. 3 The optimal depth searching map

图 4

Fig. 4

图 4 理论地震图与观测地震图对比.红线为理论地震图，黑线为观测地震图，波形左边数字为台站、震中距及理论P波与观测P波初至残差，波形下面第一行为理论地震图相对观测地震图的移动时间，第二行为理论地震图与观测地震图的相关系数. Fig. 4 Comparison between synthetics red and observed black seismograms. The numbers on the left of seismograms are the hypocenter distances and the differences between the theoretic P wave first arrivals and the real P wave first arrivals; The first line numbers under each seismogram are the time shifts between synthetics and observed seismograms; The second line numbers are cross-correlation coefficients between synthetics and observed seismograms

本文亦应用华南双层地壳模型(范玉兰等，1990)对台湾海峡6.2级地震进行震源机制解反演(表 2)，获得的结果相似，两者各参数相差2°以内，说明了CAP方法对速度模型的依懒性较小，保证了反演研究结果的可靠性.此外，本研究进一步搜集了哈佛大学及中国台湾“中央”研究院(IES)多种方法获得的震源机制解(表 2)，将不同来源和方法的震源机制解进行比较，可以看出6组震源机制解节面和应力主轴方向相差10°以内，各方法所得矩震级相差0.1级以内，反映了震源机制解反演结果的可靠性.本研究采用福建—台湾地区综合一维平均地壳速度模型(陈祥熊等，2005)获得的震源机制解中，节面1走向89°，倾角82°，滑动角-173°，节面2走向358°，倾角84°，滑动角-7°，矩心深度为14 km.可以看出节面1近EW向，节面2近NS向，断层面呈高角度倾斜，错动性质接近纯走滑，仅有少量正断性质.最大主压应力P轴方向为NW-SE向，与该区受菲律宾板块挤压所产生的构造应力场方向一致(Seno and Kawanishi, 2009；Huang et al., 2014).最大主压应力P轴及最小主压应力T轴仰角均接近水平.

表 2 (Table 2)

表 2 台湾海峡6.2级地震震源机制解 Table 2 Focal mechanism solutions of Taiwan strait M6.2 earthquake 节面1 节面2 P轴 T轴 B轴 MW 方法/来源 走向/(°) 倾角/(°) 滑动角/(°) 走向/(°) 倾角/(°) 滑动角/(°) 方位角/(°) 仰角/(°) 方位角/(°) 仰角/(°) 方位角/(°) 仰角/(°) 89 82 -173 358 84 -7 313 11 43 0 134 79 5.8 陈祥熊模型CAP 87 81 -172 356 83 -8 311 12 41 1 135 78 5.8 华南模型CAP 85 80 -173 354 83 -10 309 12 40 2 140 78 5.8 Harvard 81 81 -180 171 90 9 306 6 36 6 171 81 5.7 Gcap(IES) 88 82 -174 357 84 -8 312 9 43 1 141 80 5.8 AutoBATS(IES) 270 79 -152 174 63 -13 135 28 39 11 290 60 5.8 W-phase(IES)

表 2 台湾海峡6.2级地震震源机制解 Table 2 Focal mechanism solutions of Taiwan strait M6.2 earthquake

上文获得的震源机制解有近NS向和近EW向两个节面，而本区地震地质构造较为复杂且位于海域，以现有的资料来看，主震附近有一条NE向的台湾海峡中部断裂南段和一条NS向的东山隆起东缘断裂，NS向的东山隆起东缘断裂与主震近NS向节面一致，是否意味着该断裂是台湾海峡6.2级地震的发震构造？然而地表破裂及地震影响场等资料较少，因此无法判断此节面为发震断层面，需要结合其他方法进行综合分析，为此本研究对该区地震序列进行精定位，以了解地震的破裂方向和深度展布情况.

经过前期资料处理，共挑选出25个台站(福建省地震台网17个、广东省地震台网6个、台湾“中央”气象局2个)记录的95个地震(包含主震)用于双差地震定位(Waldhauser and Ellsworth, 2000)，每个地震至少有5个台站记录，除主震外，94个余震中M_L2.3~2.9地震53个，M_L3.0~3.9地震31个，M_L4.0以上地震10个，震级范围M_L2.3~4.9.在精定位反演过程中，仍选择2005年陈祥熊等(2005)给出的福建—台湾地区综合一维平均地壳速度模型(吕作勇等，2016)(表 1).

经过重新定位，本文共获得了94个地震的精定位结果，地震走时残差均方根(RMS)由最初的0.99 s降为0.24 s，定位精度明显提高.定位前后地震分布如图 5所示，重定位后主震位于北纬23.36°，东经118.62°，震源深度10.43 km，与震源机制解最佳拟合深度14 km更为接近，余震序列表现出明显的条带状分布特征.水平方向上看(图 5b1，5c1，5d1，5e1，5f1)，重定位后余震分布在EW向长约13 km，NS向长约6 km，主震东西两侧余震表现出不同的特征，地震发生后24 h内，余震主要在主震西侧沿近EW向分布，由此推测本次地震主要破裂方向为近EW向，主震发生24 h后，主震附近及东侧出现小震集中，余震分布整体偏南.沿破裂方向A—AA剖面来看(图 5b2，5c2，5d2，5e2，5f2)，余震在整个面内分布，主震24 h内余震主要集中在主震西侧，主震东侧地震频度较低，因此认为余震活动主要向西扩展，震源深度集中在5~17 km的上地壳.而主震发生24 h后，主震附近及东侧小震频度高于西侧，余震深度主要集中在主震下方，深度范围8~20 km.在垂直破裂方向的B—BB剖面上(图 5b3，5c3，5d3，5e3，5f3)，余震在深度方向的展布呈明显的条带状，地震条带向南倾，主震位于地震条带上.此外，本文根据万永革等(2008)利用小震分布确定断层面参数的方法对地震序列进行断层面参数反演，得到小震断层面走向约88°，倾角约60°.

图 5

Fig. 5

图 5 定位前(a)后(b—f)地震分布图 Fig. 5 Earthquake distribution before (a) and after (b—f) relocation

根据已有地质地球物理资料分析，台湾海峡6.2级地震附近有NE走向的海峡中部断裂南段和近NS走向的东山隆起东缘断裂.NE走向的海峡中部断裂是台湾海峡中部的低隆断带，根据两侧新生代沉积物发育差异，结合磁性基底推测该断裂将台西盆地分为西部盆地和东部盆地两部分，由两侧地层花岗岩年代分析断裂倾向NW，表现出明显的正断性质.根据震源机制解结果，台湾海峡6.2级地震震源机制解有近NS向和近EW向两个节面，而根据精定位结果，小震分布反演的断层面为近EW向，倾向S，故认为本次地震的发震构造为近EW向，这与海峡中部断裂走向NE，倾向NW的特征并不相同，故认为本次地震的发震构造并非走向NE的台湾海峡中部断裂，同时亦排除NS向的东山隆起东缘断裂.

台湾海峡6.2级地震所在的台湾浅滩呈NEE向，其北侧为NEE向澎湖北断裂，南侧为NEE向义竹断裂，受NEE向南海断裂系控制，南海断裂系是由南海亚板块张裂拉伸而在台湾海峡南部发育的多条NEE向断裂组成，受到张裂拉伸影响，断裂系整体倾向S或SE，浅滩内部亦存在多条NEE向断裂.因此推测台湾海峡6.2级地震发震构造为南海断裂系内的一条近EW向断裂，这里命名为台湾浅滩断裂，断裂倾向S.

南海断裂系上的义竹断裂是1997年台湾浅滩南部7.3级地震的发震构造，主震断层面走向近EW向，表现为明显的正断性质(任镇寰等，1998).台湾海峡6.2级地震与7.3级地震发震断层面走向一致，均属南海断裂系.此外，值得注意的是，两次地震均位于东山隆起东缘断裂附近，且6.2级地震震源机制另一节面与东山隆起东缘断裂走向吻合，东山隆起东缘断裂两侧在地形上并未有明显的差异变化，可能属于次一级的构造单元中较新的断裂，该断裂切割NEE向南海断裂系，推断此断裂可能参与了7.3级以及本次6.2级地震的孕震过程，且对6.2级地震孕震影响更大.

台湾海峡6.2级地震震源机制解P轴方向为NW-SE向，与台湾海峡构造应力场方向一致，该区主要受到菲律宾板块在台湾东侧以7~8 cm·a^-1的速度对欧亚板块N53°W向的挤压碰撞(Seno and Kawanishi, 2009；Huang et al., 2014)，造成台湾海峡地区主压应力方向以NW-SE为主.根据广东省地震局测震学异常跟踪情况，震前地震活动图像出现NW向M_L3.0级和NE向M_L4.0级地震空区嵌套现象，反映了在NW-SE向主压应力下，应变能在空区坚硬的孕震体附近的高度集中，形成相对独立的高应力闭锁区域，由于孕震体边缘应力强度因子增大，裂缝易于丛集，并发生失稳扩展，从而形成中小地震围空.随着闭锁区应力的进一步增加，近EW向的台湾浅滩断裂与近NS向的东山隆起东缘断裂交接部位属于高应力闭锁区的薄弱地带，受NW向应力(应力方向与台湾浅滩断裂走向之间的夹角＜45°)影响较大，故而导致台湾浅滩断裂产生右旋走滑错动，发生6.2级地震，由于东山隆起东缘断裂的参与，使得主震表现为高倾角走滑兼少量正断性质，而主震发生后，小震分布在主震西侧主要沿倾向S、倾角约60°的台湾浅滩断裂面分布，而主震东侧受NS向断裂影响，小震深度加深，且整体分布偏南.

本文根据台湾海峡6.2级地震300 km以内的17个台站记录的宽频带记录，使用CAP方法获取了台湾海峡6.2级地震震源机制解(图 2，图 5)，同时根据25个台站记录到的95个地震的走时数据，使用双差地震定位方法，获得了台湾海峡6.2级地震序列的精定位结果.结合震源机制解及精定位结果对发震构造进行了初步分析和讨论，现总结如下：

(1) 台湾海峡6.2级地震震源机制解节面1走向89°，倾角82°，滑动角-173°，节面2走向358°，倾角84°，滑动角-7°，P轴方位角313°，仰角11°，T轴方位角43°，仰角0°，最大主压应力P及最小主压应力T轴仰角均接近水平，矩心深度14 km，对应矩震级5.8.

(2) 精定位后台湾海峡6.2级地震位于北纬23.36°，东经118.62°，震源深度10.43 km.根据精定位小震分布拟合得到小震分布断层面参数为走向88°，倾角60°，可知小震主破裂方向为近EW向，向S倾.

(3) 根据震源机制解及精定位结果，结合震区地质构造情况推测，台湾海峡6.2级地震主发震构造为台湾浅滩断裂，断裂走向为近EW向，倾向S、倾角约60°，该断裂属于南海断裂系内的分支断裂，受南海亚板块张裂拉伸发育而成.此外主震震源机制发震面倾角与台湾浅滩断裂倾角有一定差异，是因为主震孕震过程有近NS向东山隆起东缘断裂参与，使得6.2级地震表现为高倾角右旋走滑兼少量正断性质，主震发生后，小震主要沿台湾浅滩断裂面分布，故余震分布表现出明显的南倾特征.