龙门山断裂带位于青藏高原东缘，是西部的松潘—甘孜块体和东部的四川盆地的边界断裂带.青藏高原东向运动受稳定的扬子克拉通阻挡，形成了龙门山断裂带西部地壳急剧增厚的地质构造(Xu et al., 2015).从近代的地震活动性来看，龙门山断裂带小地震活动频繁，一直处于较活跃的状态(Yang et al., 2005).而汶川、芦山两次破坏性地震的发生，造成了巨大的人员伤亡和不可估计的经济损失.汶川余震序列向东北方向展布约330 km(Huang et al., 2008; 吴建平等，2009).芦山余震沿彭灌断裂以东的隐伏断裂集中发生在一个长约40 km、宽约20 km的狭小区域(Fang et al., 2013, 2015; 赵博等，2013).同时，基于匹配滤波的早期余震探测结果也显示出两次破坏性地震明显的主震破裂尺度和震后余震时空演变过程(Wu et al., 2017; Yin et al., 2018).两次地震迥异的破裂特征，在汶川和芦山地震之间形成了约60 km长的未破裂段，该区段在汶川、芦山两次地震前后几乎没有出现明显的地震活动(高原等，2013).地震空段现象的出现引起了对其形成机制及是否具备强震孕育风险的研究和思考.陈运泰等(2013)根据地震空段的空间尺度估算出地震空段破裂足以发生M_W6.8地震.库仑应力变化研究结果显示，地震空段位于汶川、芦山两次地震的应力加载区，显著的应力增加预示着该区域可能是下次龙门山断裂带上能量集中释放的高风险区域(Li et al., 2014；Liu et al., 2014).层析成像结果显示出地震空段下方低速、高泊松比的塑性物质不利于应变的累积，因而发生强震的可能性不大(Pei et al., 2014; Wang et al., 2015)；但近震三维P波、S波成像结果显示20 km之下的低泊松比地壳存在孕育强震的可能(雷建设等，2018).梁春涛等(2018)根据布设于地震空段周围的密集台阵，从震源机制应力场反演、接收函数、速度模型反演、微震监测等方面入手对地震空段进行了综合性研究.分析并提出地震空段南北两端平行于断层的水平应力差导致空段地壳撕裂，地幔物质上涌，产生部分熔融，穿过该区域的断层可能因为被加热而失去弹性，因而物质以塑性流变为主(杨宜海等，2015; 何富君等, 2017; Liu et al., 2018；Yang et al., 2018).

2016年12月起，成都理工大学与中国科学院地质与地球物理研究所合作在地震空段周围架设了龙门山断裂带地震空段台阵(Longmenshan Seismic Gap Array, LmsSGA)；2017年12月，成都理工大学又对LmsSGA增设了44台短周期地震仪，形成了非常密集覆盖的监测台阵.由于固定台网较稀疏，其有限的监测能力遗漏较多微地震信号，中国台网统一地震目录(以下统一简称为“CENC”)在LmsSGA监测时段内记录到较少的地震事件(图 1).现有密集台阵具有更好的监测能力，其监测数据能更好地认识地震空段附近孕震层情况及地震活动性，同时为方便今后利用该台阵开展研究工作，编制出详细的地震目录是必不可少的工作.本文的工作主要包括从LmsSGA的连续记录波形中拾取震相，对事件进行定位；计算地方性震级以建立地震目录；使用双差定位法进行精定位，揭示该区域内地震事件的时空分布特征，加深对地震空段及周围区域地震活动性、孕震风险的认识.

图 1

Fig. 1

图 1 龙门山断裂带地震空段台阵(LmsSGA)分布图 黑色、紫色三角形分别表示LmsSGA的宽频带和短周期监测台站，浅蓝色圆表示2016年12月—2018年4月期间中国台网统一地震目录(CENC)事件(1172个地震).蓝色、绿色、黄色五角星分别表示芦山、大邑及汶川地震(以下图件中均用该图例表示).研究区主要断层用黑色实线标出(Xu et al., 2009)，包括：WMF：汶川—茂县断裂；YBF：映秀—北川断裂；PGF：彭灌断裂；SDF：双石—大川断裂；DYF：大邑断裂；XDF：新津—德阳断裂. Fig. 1 Distribution of Longmenshan Seismic Gap Array (LmsSGA) Black and purple triangles are broadband and short-period seismometers, respectively. 1172 earthquakes (light-blue circles) recorded by China Earthquake Network Center (CENC) between December 2016 to April 2018. The Wenchuan, Dayi and Lushan earthquakes are marked with yellow, green and blue stars (the same legends are used for the following figures). Black lines indicate major faults (Xu et al., 2009): WMF—Wenchuan-Maoxian fault; YBF—Yingxiu-Beichuan fault; PGF—Pengguan fault; SDF—Shuangshi-Dachuan fault; DYF—Dayi fault; XDF—Xinjin-Deyang fault.

23台宽频带地震仪组成的LmsSGA监测时段为2016年12月至2018年4月，LmsSGA由14台Guralp CMG-3ESPC、4台Nanometrics Trilium-120PA以及5台EENTEC EP-300地震计组成，所对应的数据采集器型号分别为REFTEK-130B、Centaur以及DR-4050P.44台PSD-Ⅱ型一体式三分量短周期地震仪自2017年12月初增设，观测至2018年4月.该密集台阵沿着龙门山断裂带布设，主要集中于汶川地震与芦山地震之间，横跨了龙门山断裂带内三条主要断裂以及南部的双石—大川断裂和大邑断裂(图 1).良好的空间分布提供了对地震空段全方位的覆盖.

和固定台网相比，LmsSGA更加密集的台站分布决定了其更好的监测能力.本文采用传统的人工识别地震方法分析LmsSGA记录波形，在1~8 Hz的滤波频带下挑选出至少被4个台站记录到的地震信号，手动标定P、S波初至.根据震相走时、振幅获取地震事件的空间位置、发震时刻以及震级大小等基本信息编写地震目录.主要工作如下：

基于拾取的走时数据使用Hypoinverse程序(Klein, 2002)对所获得的地震事件进行定位.该程序被广泛应用于全球各大监测台网，也适用于较小的监测台阵(Kroll et al., 2013).部分事件波形中，S波初至较模糊，在震中距较近的情况下容易受P波尾波干扰，因此在定位中赋予P、S波的权重分别为1和0.75.Huang等(2008)在汶川余震序列精定位研究过程中，通过分析两个震中距相近台站的事件波形差异，指出龙门山断裂带及西侧高原和东侧盆地存在显著的地壳速度结构差异，精定位时对两侧区域应使用不同的速度模型.本文所使用台站主要分布于龙门山断裂带及西侧高原，所以选择Huang等(2008)所使用的龙门山断裂带西侧速度模型(表 1)进行初步定位.

表 1 (Table 1)

表 1 本文所使用速度模型(Huang et al., 2008) Table 1 Velocity model used in this study (Huang et al., 2008) Velocity Model Velocity (km·s-1) Depth (km) 5.20 0.0 6.03 2.0 7.25 28.0 7.90 64.0 8.10 75.0

表 1 本文所使用速度模型(Huang et al., 2008) Table 1 Velocity model used in this study (Huang et al., 2008)

CENC目录中绝大多数事件震级在1附近，且研究区较小，故本文选择计算事件的地方性震级.根据2017年5月12日由国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会发布新的震级国家标准《地震震级的规定》(GB17740-2017)中地方性震级的测定方法，将已有的数字记录波形仿真成DD-1型短周期仪器，读取水平方向上S波的最大振幅，其计算公式为

(1)

式中，A表示南北向和东西向S波最大振幅的均值(单位:μm)，R(Δ)为随震中距变化的地方性震级量规函数.本文取适用于四川省的函数(刘瑞丰等，2017).通过(1)式计算出目标事件在每个台站的震级，最后取中值作为事件的震级.

为了减小速度模型误差影响，使用hypoDD对事件进行重定位.对于空间位置差异较小的两个事件，HypoDD假设它们到同一台站的射线路径大致相同，当两个事件之间的间距相对于整个速度非均匀性尺度来说非常小时，这种假设是成立的(Waldhauser and Ellsworth, 2000).因此，两个地震之间的空间偏移量决定了两者的到时残差，由每个地震对的走时差与理论到时差的残差(双差)形成新的数据，利用奇异值分解法(SVD)或最小二乘QR分解法(LSQR)获得最小二乘解，经多次迭代来求取震源相对位置.本文中设置了三轮迭代，第一轮迭代4次，后两轮均为3次.第一轮迭代中，采用标准偏差的6倍作为截断值，后两轮采用标准偏差的3倍作为截断值.当走时信息量较大时，使用SVD法求解时间成本较高，因此，本文使用生成地震目录定位时所使用的速度模型(表 1)、目录事件震源位置及走时差，以最小二乘QR分解法进行求解.

为了进一步减少人为标定到时产生的误差，在第一次Hypoinverse程序定位结果的基础上，去除观测走时与理论走时差大于1 s震相，再次定位后，获得了包含2227个地震事件的目录(以下简称“GC”，即空段目录)，事件的地方性震级(M_L)范围为-1.5~4.相同的监测时段内，地震数量大约是CENC的1倍.相较于CENC(图 1中浅蓝色圆)，GC中地震活动频繁的汶川、芦山两个主震区内存在更多地震事件，此外，在空段周边主要活动断裂上发现明显地震活动，例如空段南部的汶川—茂县断裂(WMF)、映秀—北川断裂(YBF)、大邑断裂(DYF).同时盆地部分断裂出现零散的地震分布(图 2a).定位结果显示走时的平均均方根残差为0.19 s，水平向和垂向平均误差分别为1.19 km、7 km.同时呈良好线性分布的P、S波走时-距离散点图也很好地说明了定位结果的可靠性(图 2b).通过震级(M)-频度(N)关系(Gutenberg and Richter, 1944)计算得到b值为0.78，完备性震级为0级，一定程度上反映出了密集台阵具有更好的监测能力，同时较低的b值也反映了空段周围处于较高的应力水平(图 2c)(易桂喜等，2013；Li et al., 2014; Liu et al., 2014).更完备的地震目录和更准确的定位结果，为地震空段周围的地震时空分布、断层活跃情况及地震风险性分析提供了有效信息.

图 2

Fig. 2

图 2 空段目录(GC)信息 (a)初步定位地震分布图，以紫色圆圈表示；(b)走时曲线，蓝色点表示P波、红色点表示S波；(c)震级-频度分布图. Fig. 2 The information of gap catalog (GC) (a) The distribution of earthquakes obtained by the initial locating (purple circles); (b) Traveltime curves. Blue and red dots represent traveltime P and S phases; (c) The Gutenberg-Richter relation of GC.

本文使用hypoDD对2227个地震事件进行重定位，以获得更加精确的震源位置，在每个事件10 km的范围内(MAXSEP=10 km)搜寻最小连接数为4(MINLINK=4)的事件匹配成对，事件对到台站的最大震中距不超过200 km(MAXDIST=200 km)，在这一过程中形成了86180条P波和70517条S波震相相对到时.结合上述的迭代参数设置，获得了1495个地震事件的震源位置参数，平均均方根残差由重定位之前的0.19 s减小到0.051 s.重定位后事件分布更加收敛，与其发震断层之间的空间关系更加明显(图 4).

图 4

Fig. 4

图 4 HypoDD重定位结果 红色圆表示重定位后的事件，不同大小的圆表示震级大小(以下平面图均按此标准绘制)，灰色阴影表示彭灌、宝兴杂岩体(刘树根等，2009)，紫色方框为本文所界定的地震空段范围，黑色虚线标记了五条深度剖面位置. Fig. 4 Map view of relocation results by hypoDD Red circles represent epicenter after applying hypoDD, circles of different sizes indicate magnitudes (following map-view figures are drawn according to this standard). Shaded areas are the spatial distribution of Baoxing and Pengguan complexes (Liu et al., 2009). Purple box represents the seismic gap defined in this paper. The black dashed lines show the location of five survey lines.

考虑到LSQR方法定位所给出的误差估计可能低估定位结果的不确定性(Waldhauser and Ellsworth, 2000)，使用对理论震源位置重构的方法(Hardebeck, 2013; 姜金钟等，2016)来获得更加可信的定位误差.过程如下：从定位结果中选取一定数量的事件，将其震源空间参数作为理论震源的位置，根据速度模型(表 1)计算出各个记录台站的理论到时，然后对理论到时和速度模型加上一定的随机扰动，使用上述相同的方式进行双差定位，如此重复300次.基于实际观测走时数据的残差的标准差，每次对理论走时加入±0.3 s随机误差，并对速度模型加上±5%的随机扰动.每个理论地震获得了对应的约300次定位的震源位置，根据误差协方差矩阵，获得每个理论地震95%置信水平下的误差椭圆区间，最终得出参与试验地震的水平和垂直方向上相对定位不确定度柱状分布图(图 3).根据试验误差分布情况，本次相对定位在水平、垂直方向上平均误差分别为1.56 km和1.75 km.

图 3

Fig. 3

图 3 重定位不确定度柱状分布图 Fig. 3 The histogram of relocation uncertainty

重定位结果显示出地震事件主要集中分布于汶川、芦山主震区以及空段南端汶川—茂县断裂约14 km长的区域内，从沿着龙门山断裂带走向剖面E(图 5)得出震源深度主要分布于8~20 km范围内，在空段南端，事件在深度上集中分布于10~20 km，而在北端，事件主要分布在5~20 km.而汶川、芦山主震区所发生的余震深度也与刘小梅等(2019)结合LmsSGA台网和四川省固定台数据所得出的余震深度分布一致.为了更好地了解地震在深部上的分布特征，沿着龙门山断裂带从汶川地震到芦山地震挑选出4条垂直于断裂带的深度剖面(图 4中A、B、C、D)，并将剖面两侧约7 km范围内的震源投影到剖面上，以此来分析事件的空间展布形态.

图 5

Fig. 5

图 5 沿龙门山断裂带走向深度剖面图 Fig. 5 Focal depth profile along strike of the Longmenshan fault zone (SW-NE)

从平面分布图上看(图 4)，位于汶川主震区事件主要平行于映秀—北川断裂向NE方向展布，而芦山主震区地震活动仍然集中在彭灌断裂和大邑断裂之间相对狭小的空间尺度内.图 6给出了4条深度分布剖面，其中剖面A和D(图 6)穿过汶川、芦山主震的剖面揭示出了数年后两次大地震余震事件的分布.作为汶川地震的发震断层，汶川主震区内映秀—北川断裂在近十年的时间尺度内地震活动仍然频繁，地震大多数分布于该断层的上盘部分，震源深度分布形态与早期余震序列分布趋势一致(Huang et al., 2008; Yin et al., 2018)，表现出龙门山断裂带逆冲推覆构造所形成的呈NW倾向的分布趋势.同时芦山主震区地震活动也主要集中于双石—大川断裂东部隐伏断裂的发震构造附近，震源的空间分布特征也与早期芦山地震余震序列分布相同.从剖面D(图 6)可以看出，由于芦山主震破裂没有延伸到地表，使其与汶川主震区近地表至20 km的震源深度分布范围有所不同.震源分布在双石—大川断层下方10~20 km的深度范围内，至今仍能辨认出SE倾向的反逆冲断层与发震断层形成的“Y”型(剖面D中蓝色虚线)余震分布(Fang et al., 2013, 2015；Wu et al., 2017).近期的余震分布结果显示，两次大地震的发震断层都表现出较为活跃的地震活动且其余震模式与早期余震分布特征相同，可能仍处于应力调整阶段.

图 6

Fig. 6

图 6 不同测线深度剖面图 测线平面分布见图 4，黑色倒三角表示在地表的断裂, 备注同图 1.汶川、芦山地震分别用黄色和蓝色五角星标出.黑色曲线根据地震分布并参考其他论文推测出的断层几何结构(Huang et al., 2008; Fang et al., 2015). Fig. 6 Depth profiles of different survey lines Locations of survey lines are shown in Fig. 4. Black inverted triangles indicate the surface location of each fault, with the same abbreviations as Fig. 1. Wenchuan and Lushan earthquakes are shown by yellow and blue stars, respectively. Black curves represent faults′ geometry inferred by relocation results and previous results (Huang et al., 2008; Fang et al., 2015).

此外.观察A、C两条深度剖面我们发现空段两侧的澎灌、宝兴杂岩下方出现了NW倾向近乎垂直的地震分布(图 6)，深度从地表一直延伸到20 km，并且主要分布在杂岩体的NW一侧.剖面B中汶川—茂县断裂NW方向10~20 km深度范围内也出现一簇近乎垂直的事件分布.重定位的结果也显示出地震空段周围地震大多围绕这两个杂岩体分布(图 4).吴建平等(2009)通过对汶川地震震源区及周边区域P波三维速度结构的研究得出龙门山断裂带在20 km以上的深度表现出相对高速的特征，其中彭灌、宝兴杂岩均为局部的高速异常区，两个杂岩体在一定程度上控制了汶川余震的分布.同样的Pei等(2014)对空段附近上地壳结构的反演显示空段两端杂岩体高速异常呈“X”型分布，在空段处表现出钝角的特征，认为在NW-SE向压应力以及沿断层的拉张分量的共同影响下，宝兴、彭灌杂岩由深部到地表逐渐分离为两个独立的个体.同时青藏高原物质东移过程中，在此处受到了宝兴、彭灌两个高速杂岩体的阻挡，高原等(2018)、赵博等(2013)分别根据剪切波分裂分析和震源机制应力场反演给出本文研究区域内主压应力方向近NW-SE，垂直于地震空段两侧杂岩体，作为直接阻挡的承受面，杂岩体NW侧所受到的“冲击”最大，逆冲作用最为强烈.上述剖面A、C中所观测到的地震分布表明了两个杂岩体NW侧强烈的构造运动而产生频繁的地震活动.同时杂岩体在逆冲过程的应力积累和传递过程中，伴随着其内部相对“薄弱”处应力的释放而出现地震活动.总之，在该区域构造作用下，杂岩体与地震活动之间存在密切的联系，加深对杂岩体的研究，是理解空段附近地震活动必不可少的一环.

汶川和芦山地震之间的汶川—茂县、映秀—北川断裂区域内(图 4紫色方框内)几乎没有地震活动，监测时段内只有数个震级在0.5级左右的小地震发生，相对于其两端频繁的地震活动，如此活跃的构造背景下只有数个地震仍然说明该区域地震活动性很低，而东部的彭灌断裂以及部分隐伏断裂上却有较多的地震活动.目前关于地震空段缺乏地震活动的普遍认识是空段下方存在的低速、高泊松比的塑性物质，相对于南北两端的高速、低泊松比的脆性物质，塑性物质不利于能量的积累，从而无法满足地震的发震条件，因此呈现出地震活动的缺失(Pei et al., 2014; Wang et al., 2015).本工作小组自2015年以来，围绕着地震空段布设了密集的地震监测台网，从各个方面入手对地震空段进行分析，噪声与接收函数联合反演所获得的三维S波速度模型清晰地反映出空段下方上地壳速度偏低，下地壳存在部分熔融体(Liu et al., 2018)，震源机制应力场反演显示出地震空段两端沿断裂带存在着横向应力变化(杨宜海等，2015；Yang et al., 2018), 以及接收函数反演发现一条从地震空段至松潘—甘孜块体的Moho面隆升的高泊松比条状带分布(何富君等，2017).结合以上研究结果，提出了因空段两端水平应力差导致空段地壳撕裂，地幔物质上涌产生部分熔融，加温的作用下使空段内主要以塑性流动为主，地震活动性低(梁春涛等，2018).我们将本文重定位结果与Liu等(2018)所获得的S波速度模型进行对比(图 7)，地震活动空段与其下方低速体有着很好的对应关系.围绕着低速体的边界，地震几乎全部分布在相对高速的空段两端，空段周围地震分布很好地勾勒出了下方低速体的形态，在低速体上方几乎没有地震.由此本文结果显示出的地震空段也从地震活动性方面进一步支持了以部分熔融加温作用下使得空段上方断裂表现出塑性运动，导致地震活动性低的结论.此外，根据重定位结果和低速体的空间位置，本文对汶川、芦山地震之间地震空段的范围进行了重新界定(图 4中紫色方框).

图 7

Fig. 7

图 7 三维S波速度模型(Liu et al., 2018)与重定位结果分布 WCEQ—汶川地震；DYEQ—大邑地震；LSEQ—芦山地震；Sichuan Basin—四川盆地；Songpan-Garzê Block—松潘—甘孜块体. Fig. 7 Three-dimensional S-wave velocity model (Liu et al., 2018) and distribution of relocated earthquakes WCEQ—Wenchuan Earthquake; DYEQ—Dayi Earthquake; LSEQ—Lushan Earthquake.

Wang等(2018)利用第一期地震空段流动观测台阵数据开展背景微震探测工作，首次在地震空段及邻区观测到微震活动性与季节性降雨变化率间存在反相关关系，季节性降雨使浅地表含水量变化，加之龙门山西南段至四川盆地巨大的地形梯度，进而导致周期性加/卸载，在一定程度上调节了背景微震活动性.为了分析本文观测时段内降雨变化率与地震活动性是否仍存在同样的关系，我们从Earth System Research Laboratory(https://www.esrl.noaa.gov/psd/data/gridded)下载了2016年11月—2018年4月间精度为0.5°的全球每日降雨网格数据，提取出研究区域内每个月的降雨总量，计算月降雨量变化率.将GC目录中所有事件按月份统计其数量.

龙门山地区气候特点主要表现为山区夏秋季降雨充沛，丰富的植被也有利于该区域内地表水的储蓄，同时由西到东地表高程从高到低剧烈变化，使得地表水向盆地内排出流失，可以描述为对水池一端进水、一端出水的简易模型，月度降雨增量和排出流失量之间的差值导致地表水储蓄总量的变化，进而产生重复的加/卸载过程影响地震发生速率.当降雨量增量大于排出流失量，地表含水量增加，加载状态下断层破裂面正应力增加，地震数量减少，反之当降雨增量小于排出流失量时，在卸载状态下地震数量增加.从图 8中2017年2月开始，降雨增量变小(绿色曲线下降)，对应的地震数量增加(红色曲线上升)，过渡到下一月降雨增量变大(绿色曲线上升)，伴随着地震数量减小(红色曲线下降).这一反复加载-卸载的重复过程一直延续到2017年7月.注意到从7月开始，地震数量曲线开始持续下降，直到9月份达到最低，尽管从8月到9月降雨增量为负，表现为急剧的减少，但地震数量仍然持续减少，结合每月降雨总量曲线我们可以发现：8月以前，伴随着降雨增量一直表现为正值，每月的降雨总量曲线(蓝色曲线)也一直处于上升的趋势，在8月份降雨总量达到最大，8月后，降雨增量表现为负增长，降雨总量一直下降，但8月份的降雨高达2874.1 mm，几乎是相邻月份的一倍多，如此高的降雨量使得山区地表蓄水量达到饱和状态.8月到9月降雨量虽然急剧减小，但其降雨总量仍然是维持在一个较高的范围内，这使得地表水含量始终处于饱和状态，持续的加载作用下，地震数量也呈现出持续均匀的下降.9月后，降雨量下降到8月之前的正常水平(1200 mm以下)后，地表水储量出现亏损，随后降雨增量不断减少(负增长)，每月地震数量开始增加，增加的趋势一直延续到2018年1月.此后随着降雨量增量的逐渐上升(正增长)，地震事件也开始随之减少(2018年1—4月).注意到2017年12月开始，加密布设的44台短周期地震仪提高了台阵的监测能力，探测到了更多的地震，使得2017年12月以后的几个月平均地震数量高于加密台阵之前.尽管如此，监测后期地震数量曲线仍随着降雨增量曲线的变化而表现出相应的上升下降趋势.

图 8

Fig. 8

图 8 月降雨量及其变化量(月降雨变化率)和地震数量曲线图 TPV表示当月降雨总量(蓝色曲线)，数字代表降雨量(单位：mm)；PMV表示相对于上月降雨变化量(绿色曲线)；NEPM表示当月地震数量(红色曲线). Fig. 8 Graph of precipitation monthly variable, total amount and number of earthquakes TPV means total monthly precipitation (blue curve), the number besides each point is the precipitation in millimeters; PMV is the monthly variable of precipitation (green curve) which is the difference between the previous month and the current month; NEPM show the number of earthquakes per month (red curve).

此外，分别将每月事件数量按不同深度和震级进行统计.GC目录中1级以下地震约占地震总数的90%，为了保证每月地震统计数量能观察出变化趋势，如图 9所示.我们将震级分为小于0级和0~1级两个区间，统计两个不同震级区间内每月的地震数量(红色、蓝色实线)；同时也统计0~10 km和10 km以下两个震源深度区间的每月地震数量(红色、蓝色虚线).2017年3月开始，4条曲线随着降雨变化曲线的上升和下降表现出明显的反相关关系，降雨量饱和的月份保持较低的地震数量，并在随后的降雨减少月份中地震数量增加.不同深度和震级的4条曲线与图 8中所有地震统计出的数量曲线呈现出基本一致的变化趋势.表明不同深度和震级范围内的地震数量与降雨变化量之间基本满足反相关关系.

图 9

Fig. 9

图 9 每月降雨变化量与不同深度、震级地震事件曲线图 Fig. 9 Graph of precipitation monthly variable and earthquake number of different depths and magnitudes

无论是使用匹配滤波方法在2015年5月至12月时段内探测的微地震信号(Wang et al., 2018)，还是本文人工识别出的地震事件，两个时段内都显示在龙门山断裂带汶川、芦山两次大地震之间的范围内，降雨引起的地表水含量对地震发生速率具有一定调节作用.虽碍于该区域内地表水流失速率数据的缺失，无法量化降雨与地震发生速率之间的关系，但明显的对应趋势仍证实两者之间存在联系.

密集台阵良好的监测能力使得本文相较于CENC获得了更多小震级地震事件, 使得完备性震级从1.2(Wang et al., 2018)降低到0级，因而可以凸显地震空段及其两端区域内事件分布特征.空段内部(图 4紫色方框)，仅有数个0.5级左右的微地震发生(图 2a).因缺乏与之配对的地震，在重定位过程中被舍弃掉.通过检查对应事件的原始波形，排除了初至误识的可能.但如此少的微地震远远不足以抵消两次大地震后空段内所积累的应力，是否存在慢地震、蠕滑等滑动模式释放能量，还需要对长期连续波形进行进一步的分析，也是后续工作的一个方向.

穿过空段的汶川—茂县、映秀—北川断裂和空段东部的彭灌断裂表现出了不同的地震活动性，本文所给出的地震空段汶川—茂县、映秀—北川断裂上约30 km长，20 km宽的范围内，其空间位置与地下因部分熔融形成的低速异常体有很好的对应关系(图 7).我们认为该区域不具有发生强震的风险性.同时低速异常体并未延伸到映秀—北川断裂以东的盆地内，彭灌断裂表现出较强的地震活动，1970年M_S6.2大邑地震正是发生于该区域(陈运泰等，2013).关于彭灌断裂及其东侧的部分隐伏断裂是否具有强震风险，本文将从地震活动性参数b值的角度展开讨论.

根据古登堡-里克特震级(M)-频度(N)关系式

(2)

其中b值在一定程度上反映了应力水平的高低，b值越低，应力水平越高(Scholz, 1968; Wyss, 1973).对龙门山断裂带上b值的分析结果表明汶川、芦山两次大地震震前、震后应力水平存在明显变化(易桂喜等，2013；刘雁冰和裴顺平，2017).

如图 10所示，将彭灌断裂位于研究区内长约120 km的部分分成北(N)、中(M)、南(S)三段，分别统计各子区域内大于完备性震级(M_c=0)的地震震级-频度关系, 并通过最小二乘法拟合式(2)得到b值.结果显示北、中、南三段的b值存在显著差异，间接反映了不同区域内应力水平并不相同.北段(N)b=1.02，该区域b值在汶川、芦山两次大地震前后都一直维持在1以上的水平(刘雁冰和裴顺平，2017)，说明该区域的应力水平一直维持在一个相对稳定的范围；南段(S)b=0.79，明显处于较低的水平，芦山地震发生前后，该区域内b值约为0.7(易桂喜等，2013；Fang et al., 2015)，相较于本研究中略微升高的b值，说明了芦山主震区仍然处于震后应力释放调整阶段.2019年5月2日在该区段发生一次4.5级地震(图 10蓝色菱形)，属于芦山地震后应力释放过程中的一次余震.南段短期内缓慢的调整过程不支持再次发生像芦山地震这样的强震，但在调整的过程中可能会发生中小型余震；中段(M)b=0.74, 说明了该区域的应力水平接近芦山地震之前南段的应力水平，同时中段的空间尺度与芦山破裂尺度相当，具有孕育出与芦山地震相近强度地震的可能.1970年大邑地震正是发生于该段.较高的应力水平、频繁的微震活动以及历史地震的活动都预示着澎灌断裂中段以及东部的部分隐伏断裂具有发生强震的风险，可能是下一次龙门山断裂带上能量集中释放的“突破点”.另外，如图 1、4、7所示，LmsSGA主要布设于两次大地震之间，但台阵北端未覆盖到的汶川余震区仍记录到很多余震，相反芦山余震区的西南部则表现出较低的地震活动性，反映出了芦山破裂区西南部至今地震活动程度依然保持在一个很低的水平，这一区域也是陈运泰等(2013)指出的龙门山断裂带最南段的地震空段，目前仍无法排除该区域具有发生强震的可能.

图 10

Fig. 10

图 10 彭灌断裂分段及震级-频度图 (a)沿彭灌断裂地震分布，将彭灌断裂分为南、中和北段，浅蓝、红、绿色实心圆代表不同区域内的地震事件，蓝色菱形表示2019年5月2日4.5级地震；(b)对应颜色区域内的震级-频度关系. Fig. 10 Section diagram of Pengguan fault and the Gutenberg-Richter relation of different sections (a) The distribution of earthquakes along the Penguan fault that is divided into southern, middle and northern regions. Sources in different regions are represented by light blue, red and green solid circles. The blue diamond indicates a magnitude 4.5 earthquake occurred on May 2, 2019. (b) The Gutenberg-Richter relation of the corresponding region in (a) in the same color.

汶川、芦山两次大地震发生后，其间的地震空段处于应力加载区，也引发了人们对空段地震风险的思考.本文通过密集的空段监测台阵，建立了更加完备(M_c=0)的地震目录.从空间上分析空段周围地震分布特点，地震主要集中发生在5~20 km深度范围内，在两次地震后表现出库仑应力增加的区域都发现了明显的地震活动(空段两侧的汶川—茂县断裂(图 4)、彭灌断裂中段(图 10)).根据事件与S波低速体的分布，勾勒出了沿汶川—茂县、映秀—北川断裂上约30 km长、20 km宽的空段范围.而空段地壳因热物质上涌产生部分熔融，温度的升高可能是空段内极弱地震活动性的原因，排除了空段通过小震级地震释放能量的可能，而关于其应力(应变)的释放机制研究仍是后续工作的方向.

监测时段的月度地震数量受到龙门山地区季节性降雨的影响，呈现出近乎周期性的加/卸载的调节模式.结合速度模型、历史强震及b值分析，本文认为空段东侧的彭灌断裂中部与其周围的部分隐伏断裂具有发生强震的风险.无论是地震活动性与降雨之间更加精确的关系，还是空段的强震风险评估，都需要多学科交叉，从不同角度切入以期获得更深入的认识.