根据海南省地震台网测定，北京时间2015年11月22日07时43分，广东省湛江市徐闻县发生M_L 4.2地震，震中位于（110.39°E，20.42°N），震源深度11 km，距海口市37 km，海口市区及周边市县震感明显。

由于此次地震发生在1605年海口琼山7½级地震等震线的Ⅶ度区内，并且位于铺前—清澜发震断裂的北西延长线上，所以研究本次地震的震源运动特征极为重要。震源机制解能直观反映地震破裂几何特征和运动学特征，是研究区域构造应力的基础（郑勇等，2009）。Zhao和Hermberger等（1994）提出CAP（Cut And Paste，简称CAP）方法，能够克服利用P波初动法求解震源机制解受地震台站分布和数量限制的缺陷（Zhu and Helmberger, 1996）。震源机制解可以揭示地震发生的动力学过程，推断地震发生的物理机制，中国多位学者运用CAP方法对震源机制解的研究取得诸多研究成果（吕坚等，2008；龙峰等，2010；谢祖军等，2012；赵小艳等，2012；杨军等，2015）。

本文采用CAP方法，基于海南省地震台网数字资料，反演计算徐闻M_L 4.2地震震源机制解，并对主震周边地区（19.3°—20.6°N，110.0°—111.0°E）进行双差精定位分析，结合周边小震分布，探讨本次地震和区域地震构造的关系。

CAP方法将近震地震波分成P波Pnl和面波Sur部分，在双力偶源的假设下，对5个分量（Pnl不存在切向分量）给定不同权重进行反演，并允许有相对浮动，截取的震相采用相关性方法进行拟合，对理论地震图和实际波形记录进行比较，在给定设置参数范围内，采用格点搜索法得到相对误差最小的震源机制解和震源深度（Zhao and Hermberger, 1994；Zhu and Hermberger, 1996）。此方法能够减小模型不准确引起的误差，降低对地壳模型的依赖性，并且对台站数量和方位角分布的要求不高（吕坚等，2013）。

地震定位有绝对定位和相对定位之分，相对定位法中发展出一种双重残差定位，又称为双差地震定位法，是一种比绝对定位方法精度高的相对定位方法，可以对较大空间范围内发生的地震同时进行重新定位（Waldhauser and Ellsworth, 2000）。地震事件相对于地震事件丛集的质心位置来定位，因此双差地震定位法结果不依赖于初始震源位置，受地壳速度模型影响小，可有效减小对地壳结构了解不够精细而引起的误差（杨智娴等，2004；郑钰等，2008）。

海南省地震台网接收36个地震台站记录，对于2015年11月22日徐闻M_L 4.2地震，选取P波初动明显、信噪比较高、数据记录清晰、方位角准确、仪器幅频特性在0.05—20 Hz频率范围内平直的7个地震台站波形资料进行反演求解。选用的地震台站分别为北海台（BHS）、灵山台（LNS）、定安台（DAN）、东方台（DOF）、松林岭台（SLL）、万宁台（WAN）、翁田台（WET），台站分布见图 1。

图 1(Fig. 1)

图 1 地震震中及选用台站分布 Fig.1 The distribution of seismic epicenter and seismic stations

选取合适的地壳速度模型能提高反演结果的可靠性。宋秀青等（2015，2016）对中国大陆地壳速度模型发展进行了综述，论述了中国各区域测震台网速度模型现状，说明合适的地壳速度模型对于准确测定地震参数的重要性。本文使用的地壳速度结构模型是结合张路（2008）提出的福建东南沿海地壳结构模型、华南速度模型（范玉兰等，1990）和海南地区速度模型给出的，见图 2。从地震波形拟合结果（图 3）可以看出，实际地震记录波形和理论波形互相关系数较高，说明速度模型和矩张量计算结果比较可靠。

图 2(Fig. 2)

图 2 研究区地壳速度模型 Fig.2 The crustal velocity model used in study region

图 3(Fig. 3)

图 3 CAP方法反演地震波形拟合结果 Fig.3 The result of seismic waveform fitting result by CAP method

利用CAP方法反演计算2015年11月22日徐闻M_L 4.2地震震源机制解，波形拟合结果见图 3，采用格点搜索法得到相对误差最小的震源机制解，由F—K方法计算台站观测地震图和理论地震图相关系数。反演过程中拟合误差随深度分布见图 4。

图 4(Fig. 4)

图 4 拟合误差随深度变化 Fig.4 The fit-error changes with focal-depth

从图 3可以看出，P波部分14个震相，面波部分21个震相，共计35个震相，实际观测波形均能与理论波形较好匹配，互相关系数平均值为76，大于60的震相占86%，反演拟合误差（RMS）为1.199×10^-4。节面Ⅰ参数：走向110°，倾角84°，滑动角-158°；节面Ⅱ参数：走向18°，倾角69°，滑动角-5°。P轴：方位角242°，倾角10°；T轴：方位角125°，倾角68°；N轴：方位角336°，倾角19°。图 3中震源球表示地震震源机制解，黑色区域代表压缩，白色区域代表拉张。波形黑线是观测地震图，波形红线是理论地震图，台站名称下面是震中距（km）和该台理论P波初至与观测P波初至的差值，波形下面的数字依次为理论地震图相对观测地震图移动时间（s）和二者拟合相关系数（%）。

在CAP方法中，震源深度影响震源机制解反演，在反演过程中设置步长为2 km，搜索不同深度的震源机制解，见图 4。震源球上方的数字为对应深度计算得到的矩震级。拟合曲线中斜率最大点处深度为本研究得出的徐闻M_L 4.2地震最佳震源深度，约23 km，深度误差0.4 km。

海南省地震台网2000年开始进行数字化地震记录，至2016年6月区域范围（19.3°—20.6°N，110.0°—111.0°E）内记录到183次地震，因部分数据未构成地震对或受最少震相数参数的限制，最终选取146次地震进行双差精定位研究，所选地震占原始数据的80%。精定位前后地震及震源深度分布见图 5，图中F₁为铺前—清澜断裂，F₂为马袅—铺前断裂，F₃长流—仙沟断裂，F₄为王五—文教断裂。

图 5(Fig. 5)

图 5 精定位前后震中分布及震源深度剖面 （a）精定位前震源分布；（b）精定位后震源分布 Fig.5 Epicenter distribution and focal depth profile diagrams before and after relocating

采用共轭梯度法进行双差计算，设定P波权重为1，S波权重为0.5，P波和S波波速比为1.73。纬度、经度和深度方向的平均测定误差（2倍标准偏差）分别为0.77 km、0.55 km、0.76 km，146次重新定位地震的平均均方根残差为0.07 s。由图 5可见：① 精定位前小震震源深度集中分布在10 km上下，是传统绝对定位方法普遍存在的问题；② 重新定位后震源深度改善明显，小震震源深度呈垂直带状分布；③ 采用双差精定位，得到徐闻M_L 4.2地震震源深度约27 km，与采用CAP反演得到的震源机制解确定的23 km深度接近。

2015年徐闻M_L 4.2地震（图 5中粉色圆所示地震，为图中显示的最大地震）发生在雷琼凹陷地带北部，位于铺前—清澜断裂（F₁）NW向延长线上，距离海口市区约37 km。雷琼地区新构造运动主要以垂直差异性活动为主，地壳厚度自海域向陆地逐渐加大，地震构造背景较为复杂，活动断裂比较发育，是新构造活动较强烈地区。由图 5可见，研究区发育EW、NW向2组断裂，其中近EW向王五—文教断裂（F4）为雷琼断陷南界，最新活动时代为中更新世；主要活动断裂是近EW向马袅—铺前断裂（F₂）、NW向铺前—清澜断裂（F₁）及长流—仙沟断裂（F₃），最新活动时代均为全新世。雷琼地区地震活动在空间分布上受控于NW向的铺前—清澜断裂（F₁）与近EW向马袅—铺前断裂（F₂），特别是2组断裂的交汇处，曾发生1605年琼山7½级地震。由CAP方法反演得到的震源机制解可知，此次徐闻M_L 4.2地震为走滑为主兼正断性质的破裂，与铺前—清澜断裂（F₁）属于走滑正断的运动特征相符合。由此推断，虽然徐闻M_L 4.2地震有些偏离铺前—清澜断裂（F₁）附近小震群，但其发震机理仍受到该断裂影响。

综上所述，通过对2015年徐闻M_L 4.2地震进行CAP反演及双差精定位分析，可以得出以下结论：① 运用CAP方法反演，得到此次M_L 4.2地震震源机制解：节面Ⅰ：走向110°，倾角84°，滑动角-158°；节面Ⅱ：走向18°，倾角69°，滑动角-5°；最佳震源深度为23 km② 双差精定位得到此次M_L 4.2地震震源深度为27 km，与CAP方法反演的最佳震源深度较为一致；③ 地震活动与断裂构造分布密切相关，徐闻M_L 4.2地震为走滑为主兼正断性质的破裂，与铺前—清澜断裂属于走滑正断的运动特征相符合，相关结果对进一步研究铺前—清澜段裂的延展以及区域内构造与应力场分布均有启发意义；④ 本研究结果可供海南省地震台网中心速报震源新参数作参考。