0 引言

据中国地震台网测定，2017年7月23日07时13分吉林松原发生4.9级地震，吉林松原地区、长春、哈尔滨等地均有明显震感，截至2017年8月6日零时，共发生2级以上（含2.0级）余震5次，同年8月15日11时58分，吉林松原再次发生4.6级地震。据吉林省民政厅统计，截至7月24日9时，松原4.9级地震造成松原市宁江区、扶余市和前郭尔罗斯蒙古族自治县2万人受灾，近1 700人紧急转移安置，8 700余间房屋不同程度损坏，直接经济损失5 400余万元。

近年来我国东北几次破坏性地震主要发生在吉林松原地区，据统计，此次松原4.9级地震震中周边200 km内近5年来发生3级以上地震36次，其中5级以上地震5次，均发生在2013年，最大地震为2013年11月23日吉林省松原前郭尔罗斯蒙古族自治县5.8级地震（距本次4.9级地震震中96 km）。

地震震源机制解的确定，对于地震研究及孕震机理解释具有重要意义。分析震源机制，对认识吉林松原地区地质构造和孕震机理具有重要的科学价值。本文采用CAP方法，反演2017年7月23日吉林松原4.9级地震与2013年5次5级以上地震震源机制解，探讨2组地震异同点。

1 CAP反演方法

在地震震源机制研究中，P波初动和波形反演方法是目前常用手段，其中用于波形反演的方法和资料较多，较典型的是利用体波数据或面波数据进行反演（吕坚等，2008）。Zhao等（1994）提出用近震宽频带地震波形反演震源机制解（洪德全等，2011），反演原理为：设u(t)为台站记录的去除仪器响应的地震波形，s(t)为相应理论计算波形，则

$ {s_j}\left(t \right)={M_0}\sum\limits_{i = 1}^3 {{A_{ij}}\left({\varphi - \theta, \delta, \lambda } \right)} = {G_{ij}}\left({h, \mathit{\Delta }, t} \right) $

(1)

其中，j = 1，2，3，分别对应垂向、径向和切向分量；G_ij为对应各方向的格林函数；A_ij为辐射衰减系数；M₀是地震矩张量；φ和Δ为地震方位角和震中距。需要反演得到地震深度h、方位角θ、滑移角λ，可通过解下式得到

$ u\left(t \right) = s\left(t \right) $

(2)

其中，u(t)和s(t)分别为实际地震记录和理论地震记录。为此，可以使用格点搜索法，同时搜索可能的震源深度、方位角、倾角、滑移角，同时给出误差函数作为测量标准，从而得到最佳震源机制解。

由于反演使用近震波形，而近震波形受地壳横向各向异性影响比较明显。因此，采用频率—波数方法（F—K）（Zhu et al，2002）计算台站各处格林函数。CAP方法具有所需台站少、反演结果对地壳速度模型和地壳结构横向变化依赖性相对较小等优点（姚军等，2013）。其主要思想是，将近震波形分为P波部分（Pnl）和面波部分（Sur），对2部分三分量共5部分（Pnl不存在切向分量）给定不同权重进行反演，分别计算实际地震记录和理论地震图的误差函数，在给定参数空间范围内采用格点搜索法进行网格搜索，得到相对误差最小时的震源机制解和震源深度（宋美琴等，2013）。选择格点搜索方法（洪德全等，2011），则误差测量函数为

$ e = \left\| {u\left(t \right) - s\left(t \right)} \right\| $

(3)

考虑到不同震中距台站记录的地震波形存在数量级的差别，故采用归一化误差测量函数。通过格点搜索方法，在适当范围循环震源深度、方位角、倾角、滑移角，得到相对误差最小时的震源机制解和震源深度，则

$ e = \frac{{\left\| {u\left(t \right) - s\left(t \right)} \right\|}}{{\left\| {u\left(t \right)} \right\| \cdot \left\| {s\left(t \right)} \right\|}} $

(4)

2 地质构造背景

中国大陆地壳运动与形变的驱动力，主要来自印度、太平洋和菲律宾海板块与欧亚板块的相互作用。印度板块向欧亚板块的碰撞与推挤是中国大陆地壳运动与形变的主要驱动力，已被地学界所公认，而太平洋板块向欧亚板块的俯冲对中国大陆地壳的运动与形变是有影响的（李延兴等，2006）。

松原市位于松辽盆地南部，是松辽盆地地震活动较为活跃区域（邵博等，2016）。吉林松原地区2013年和2017年发生的2组地震均位于NW向第二松花江断裂与NE向扶余—肇东断裂交汇部位，见图 1。

3 2017年松原主震反演 3.1 台站选取

黑龙江省区域测震台网成立于2002年，本省参与地震编目定位的台站有40个，邻省实现数据共享的台站有15个，其中吉林测震台网台站7个、内蒙古测震台网台站8个。

2017年7月23日07时13分吉林松原发生4.9级地震，根据地震波形数据分析，参与定位地震台站45个，根据台站方位角、震中距、信噪比和数据清晰度等条件筛选，得到12个台站参与地震定位，所选台站分布见图 2。

3.2 深度确定

朱元清等（2015）给出的“全国区域一维速度模型”经实践检验，发现可有效提高地震定位精度。因此，本研究使用该“全国区域一维速度模型”黑龙江模型结果进行CAP反演（吴宝峰，2017），研究所用地壳速度模型参数见表 1。经反演，确定此次地震震源深度为6.9 km，震源深度拟合见图 3。

3.3 反演结果

由CAP方法反演得到的震源机制为2个节面，其中节面Ⅰ：走向307.0°，倾角66.0°，滑动角12.0°；节面Ⅱ：走向212.1°，倾角79.1°，滑动角155.5°；震源深度6.9 km，震源机制解见图 4。因此，此次地震震源机制是走滑型。根据台站记录，利用CAP方法反演得到的最佳震源机制解、理论波形与实际观测波形的对比，见图 5。

图 5中曲线下第1行数字为各段理论地震波形相对实际观测波形移动时间，正值表示理论波形相对观测波形超前；第2行数字为理论波形与观测波形的相关系数（百分比）；曲线左侧字母为台站代码，其下数字分别为台站震中距（单位km）和方位角（单位°）；图上震源球黑色区域代表压缩区，白色代表拉张区，震源球采用下半球投影，震源球上标注的“+”和“－”表示反演使用的台站P波初动。

在60个震相中，理论地震图与观测地震图相关系数大于90%的有15个，占25%；相关系数大于80%的有28个，占47%；相关系数大于60%的有51个，占85%。可见，理论与观测地震波形拟合较好，采用CAP方法进行反演，结果可靠。

4 2组地震对比分析

吉林松原地区是东北地震多发区，2013年该地区发生5次M≥5地震，2017年至2018年3月发生4次4级以上地震（包括松原4.9级主震）。对比分析2组地震的震源机制解，以判断该地区发震构造。

（1）2013年5次地震。2013年松原地区发生5次5级以上地震（含5.0级），地震目录见表 2。采用CAP方法进行反演，震源机制解见图 6，具体参数见表 3。

通过对该地区2013年发生的5次5级以上地震震源机制解进行分析，表明地震类型均为逆冲兼走滑型，以逆冲为主，且地震活动在时间上有向东展布的态势（王亮等，2015）。

（2）2017年松原主震后续地震。2017年7月23日松原主震4.9级地震后，至2018年3月，松原地区共发生3次4级以上地震，地震参数见表 4。利用CAP方法反演，得到震源机制解，见图 7，具体参数见表 5。对比分析松原主震及3次4级以上后续地震震源机制解，表明地震类型均为走滑型。

（3）小结。2013年5次地震发生在NE向扶余—肇东断裂南段（薛艳等，2015），而2017—2018年4次地震发生在第二松花江断裂与扶余—肇东断裂的交汇部位，地震分布见图 8。从9次地震震源机制解可见，2013年5次地震震源机制一致性较好（康建红等，2017），孕震机理相同，而2017—2018年4次地震孕震机理相同，应为2个断裂带（第二松花江断裂与扶余—肇东断裂）共同作用的结果。

5 结论

综上所述，可以得到以下结论。

（1）通过对2017年7月23日07时13分吉林松原4.9级地震震源机制解的分析，表明其震源机制解类型为走滑型，与崔效锋等（2005）提出的论点一致，即：东北—华北应力区的震源机制解类型相对较为单一，主要是走滑型震源机制解。

（2）根据定位显示震中位于NW向第二松花江断裂与NE向扶余－肇东断裂的交汇部位，CAP反演和精定位结果推断本次地震的震源深度为6.9 km。

（3）通过对松原地区2013年5次5级以上地震的震源机制解进行分析，表明其类型均为逆冲兼走滑型，且以逆冲为主，均发生在扶余—肇东断裂南段，孕震机理显示为同一震群。

（4）通过对该地区2017年以来4次4级以上地震的震源机制解进行分析对比，表明其类型均为走滑型，均发生在第二松花江断裂与扶余—肇东断裂交汇部位，孕震机理显示为同一震群，推断松原地区4次地震与2013年5次地震非同一震群。