0 引言

地震分为天然地震和诱发地震。在水利水电工程中，由于水库蓄水而引起水库区及周缘的地震活动，称为水库诱发地震（丁原章，1989）。丁原章（1989）统计发现，1989年以前世界上曾发生120余次水库诱发地震，最大水库地震为印度柯依那水库6.5级地震，其中中国有22例水库地震，最大为1962年广东新丰江水库6.2级地震。秦嘉政等（2009）研究发现，水库地震中发震水库为大中型水库的比例较少，且全球分布比较广泛，构造地震活动比较频繁和相对平静的少震、弱震地区均会发生。产生严重破坏的5—6级水库诱发地震，引起各国政府、水利工程师及地震学者的高度关注，并进行了广泛研究（Gough D I et al，1970；Raleigh C B et al，1976；Gupta H K，1985；郭贵安等，2004）。

小浪底水利枢纽工程位于华北地块南缘，地震地质背景复杂，属特大型水库，为典型高坝，具有发生诱发地震的可能。贺为民等（2000）利用灰色聚类法分析认为，小浪底坝址区诱发地震的最大震级为M 5，并指出小浪底水库可能诱发地震的库段为库区中段；王世昌等（2006）利用丁原章（1989）给出的研究方法，结合周边地震活动，得出小浪底水库潜在震源区震级上限为M 6.5。以上相关研究，均利用小浪底库区外围资料进行推测，本文旨在利用小浪底水库数字化观测资料，对库区范围内地震活动和发震机制进行探讨，为小浪底水库安全监测提供参考。

1 水库工程及历史地震影响

小浪底水库主体工程1994年9月开工，1997年10月实现大坝截流，1999年底第一台机组发电，2001年12月工程竣工，控制流域面积69.4×10⁴ km²，最大水深140 m，为特大型水库（贺为民等，2001）。该水利枢纽位于黄河中游豫晋两省交界，位于洛阳市西北约40 km处。水库集水区地处峡谷地段，地势西北高东南低。小浪底水利枢纽大地构造处于秦岭复杂构造带以北，太行山中隆起之南，位于太行山东南麓向东南凸起的弧形部位（董来启等，2009）。

据王世昌等（2006）对历史地震资料（公元519年—1969年地震记录）的统计，有10次地震对小浪底库区的影响大于等于Ⅴ度，最大地震烈度为Ⅶ度（表 1），且库区50 km范围内发生4.0级以上地震7次，最近地震距小浪底坝址仅25 km。统计表明，历史上该区地震属中等活动水平。

1970—1994年小浪底水库工程开工建设前，鉴于本区地震监控能力较弱，只考察M 2.0以上地震，统计整理地震173次，其中最大地震为1970年山西沁水M 4.7地震，地震分布见图 1，图中红色圆表示M 2.0以上地震，蓝色圆表示M 4.0以上地震。由图 1可知，本区地震活动总体较弱，以中小地震活动为主，主要分布在山西地震带南端、太行山断裂带南端河南偃师、孟县一带（图 1）。

2 现今地震活动分析 2.1 资料选取

了解水库诱发地震的活动时间、空间特征，特别是分析水库蓄水和排水过程中的地震活动，是研究该类型地震活动机理与预测的基本条件（秦嘉政等，2009）。小浪底数字地震台网于2009年12月验收，包括8个测震子台（图 2），投入运行以来记录了较为丰富的地震资料。在此只统计整理2008年10月至2012年12月底该水库测震台网记录的小浪底库区100 km范围内发生的地震，其中：0.0—0.9级地震171次，1.0—1.9级地震132次，2.0—2.9级地震47次，3.0—3.9级地震4次，震中分布见图 3中绿色圆（图中蓝色圆表示历史地震）。

2.2 地震空间分布

由小浪底库区2008年10月—2012年12月地震分布图（图 3）可见，地震活动主要集中在库区中段，成团状散布，且以小地震活动为主，属典型的非构造型水库地震（贺为民等，2001）。作者通过双差定位（Waldhauser F et al，2000）方法对地震进行重新定位，见图 3中红色圆，发现除外围部分地震向内收敛外，震中总体分布格局变化不大，局部地区地震变化应为当地地质情况的真实反映。对重新定位的震源深度分布进行统计（图 4），发现多数地震分布在5—10 km深度，显示小浪底库区孕震层主要分布在地下10 km左右，即孕震层位于上地壳。

2.3 地震性质

从统计的小浪底库区地震活动看，震级不大，震源较浅（图 4），记录波形（图 5）表现为高频、初动清晰、衰减快的特点，符合水库地震特征（丁原章，1989）。

2.4 震源机制

采用梁尚鸿等（1984）提出的P波初动结合振幅比的方法，求解小浪底水库中小地震的震源机制解，给出信噪比较高的20次2.0级左右地震的震源机制解，见表 2，节面的方位展布见图 6。

由图 6可见，20次地震的节面Ⅰ和节面Ⅱ呈现出较强的NNW向展布特征。据统计，20次地震中，发震断裂走滑性质的有11次、逆断层7次、正断层2次，逆断和走滑断层性质占总数的85%（表 2）。根据已往水库地震的研究结果（丁原章，1989；郭贵安等，2004），水库地震多具有逆断或走滑性质，说明小浪底库区地震与对水库地震的认识具有较好的一致性。震源机制解给出的2个节面走向与库区局部地质构造带走向相吻合，均为NNW向，区域构造应力场对库区的作用不容忽视。

3 结论与讨论

小浪底库区地震活动近年来以中小地震为主，近库区地震一般在3级以下，属微破型水库诱发地震；波形记录表现出高频、衰减快等特点，具有水库诱发微小地震的特征。从空间分布看，小浪底水库地震主要集中在库区中段，且位于水库边缘，呈团状散布，一般认为，该区地震的发生由库水沿断裂带渗透所致。

从小浪底库区震源机制分析，主要以逆断或走滑断层为主，较大地震的节面展布方向与区域构造一致，说明库区的地震活动同时受到区域构造的影响。

由地震精定位结果可知，震中分布和震源深度均表现出分段特征，可以认为是当地地质环境的真实反映，为确定小浪底库区的发震层厚度、活动地块的下部边界、地震成因机制以及地震危险性，提供了重要的基础数据。