2019, Vol. 40
2018年5月5日0时37分, 青海省玉树藏族自治州称多县发生MS 4.8地震, 震源深度8 km, 5月6日17时23分再次发生MS 5.3地震, 震源深度9 km。2次地震共造成800余间房屋不同程度损坏, 未造成人员伤亡。
称多5.3级地震发生于巴颜喀拉块体内部, 震中距离巴颜喀拉山主峰断裂10.9 km。巴颜喀拉块体北侧为柴达木—西秦岭褶皱带(徐锡伟, 2008; 闻学泽, 2011), 西南与东南侧分别为羌塘块体和四川盆地。北缘的东昆仑断裂带和南缘的玉树—甘孜断裂带均为巨型左旋走滑活动断裂, 东缘的龙门山断裂带是以逆冲作用占优、兼具右旋走滑的活动断裂带(周保等, 2009)。据历史记载, 称多5.3级地震震中附近100 km范围内, 共记录到5级以上地震7次, 其中6级以上地震3次, 分别为1915年4月28日曲麻莱东MS 6.5、1915年5月5日治多东MS 6.5和1995年12月18日果洛西MS 6.2地震(戴华光, 1983; 青海省地震局, 2015)。
文中利用青海数字地震台网资料, 采用双差定位法对称多5.3级地震序列进行重新定位, 余震分布更加集中, 有利于分析余震活动的时空分布特征及地震的发震构造, 结合区域构造背景, 计算并分析ML 3.0以上地震震源机制解, 为余震活动趋势判定提供参考依据。
1 地震序列重定位 1.1 定位方法区域地震台网定位程序主要有:单纯型搜索法、Hyposat及Locsat, 均以近震震相的走时方程为依据, 若不存在震中距小于震源深度的台站, 便无法给出震源深度精确解(赵珠, 1992)。称多5.3级地震发生于青藏高原东部、青海省南部, 其所处位置测震台站分布密度小, 在震中300 km范围内仅分布10个测震台站(图 1), 其中距离震中最近的台站为曲麻莱台, 震中距74 km, 远大于中国地震台网中心测定的本次地震震源深度(9 km)。因此, 文中利用青海测震台网提供的震相数据, 采用双差定位法对本次地震序列进行重新定位。双差法是一种相对定位法, 可以减小地壳速度结构不确定造成的影响(刘巧霞等, 2012; 陈晨等, 2013; 白兰淑等, 2017)。
|
图 1 称多5.3级地震震中附近测震台站分布 Fig.1 Distribution of earthquake-monitoring stations around the Chengduo MS 5.3 earthquake |
根据青海测震台网震相报告, 此次称多5.3级地震序列震源参数为:主震发震时刻2018年5月6日17:23:36.28, 震中位置(96.577°E, 34.538°N), 震源深度9.035 km, 截至7月15日, 共发生ML 1以上余震156次。采用双差定位方法(房立华等, 2015), 使用王勤彩(2015)给出的玉树地区地壳速度结构模型(表 1), 对称多5.3级主震及ML 1以上余震序列进行重新定位, 共获取129个地震的重定位结果。重定位前后地震分布见图 2, 震源深度分布比例见图 3。
|
表 1 玉树地区地壳速度模型 Tab.1 Crustal velocity model of Yushu area |
|
图 2 重定位前后称多5.3级地震序列分布 (a)重定位前；(b)重定位后 Fig.2 Distribution of the Chengduo MS 5.3 earthquake sequence before and after relocation |
|
图 3 重定位前后震源深度分布 (a)重定位前；(b)重定位后 Fig.3 Distribution of focal depth before and after relocation |
由图 2可见:称多5.3级地震序列精定位前余震近似“L”型展布, 5.3级主震偏离震群中心[图 2(a)]; 精定位后地震序列分布在巴颜喀拉山主峰断裂西南侧, 主震位于序列中心西侧, 根据余震优势展布方向, 得到AA′、BB′2个相互正交剖面[图 2(b)]。
由图 3可见:称多5.3级地震序列重定位前, 震源深度分布无规律, 主要分布在9—11 km范围内, 10 km左右的地震达60%, 最大深度为11 km; 重定位后震源深度呈近似正态分布, 约80%的地震分布在8—11 km范围内, 最大震源深度约13 km。
沿AA′、BB′2个相互正交剖面, 分别绘制称多5.3级地震序列震源深度分布图, 见图 4。结合图 2, 可知:AA′剖面长轴走向NE—SW, 宽约11 km, 地震序列震源深度基本分布在3—13 km范围内, 优势深度分布为7—11 km, 5.3级主震位于剖面中下部, 4.8级主震位于剖面下部; BB′剖面宽约7 km, 断层面整体向西南倾斜, 东北部震源较浅, 西南部震源较深, BB′剖面长度7 km以上地震分布稀疏。由于4.8级主震先于5.3级主震发生, 此次地震序列可能由深部到浅部破裂。
|
图 4 称多5.3级地震序列震源深度剖面分布 Fig.4 Profile of focal depth along different directions of the Chengduo MS 5.3 earthquake sequence |
对于此次称多5.3级地震, 选取青海测震台网震中距50—400 km范围内8个宽频带数字地震台站记录波形, 利用CAP(Cut and Paste)方法进行震源机制反演(赵凌云等, 2010; 韩立波等, 2012), 震源机制解结果见表 2, 震源深度拟合误差见图 5, 波形拟合见图 6。图中:PV和PR分别为P波段的垂直向和径向分量, SV、SR、SH分别为S波段的垂直向、径向和切向分量; 波形拟合图左侧为台站名, 台站名下方为震中距与波形偏移量; 波形拟合图下方为各分量偏移量和相关系数。
|
|
表 2 震源机制解计算结果 Tab.2 Comparison of the results of focal mechanism solutions |
|
图 5 称多5.3级地震震源深度误差拟合 Fig.5 Fitting of the depth error of the Chengduo MS 5.3 earthquake |
|
图 6 称多5.3级地震CAP反演实际波形与理论波形对比 Fig.6 Comparison of the observed and theoretical waves of the Chengduo MS 5.3 earthquake by the CAP inversion method |
由表 2可知, 称多5.3级地震以走滑分量为主, 其中:节面Ⅰ走向330°, 倾角37°, 滑动角154°; 节面Ⅱ走向81°, 倾角为75°, 滑动角56°。将该地震震源机制解进行深度拟合, 可知震源深度最佳拟合结果为10.1 km, 拟合误差为0.2, 对应矩震级为MW 5.17(图 5)。波形拟合结果(图 6)显示, 70%的波形相关系数在0.6以上, 波形一致性较好。
利用CAP方法反演此次称多5.3级地震序列中8次ML 3.0以上地震震源机制解, 这8次地震的震源机制解一致性较好(图 7), 都是走滑型地震。震源机制解中节面Ⅰ走向330°, 与巴颜喀拉山主峰断裂NNW走向基本一致, 如果将3级余震的空间位置连成线, 可发现连线与断裂走向近似平行, 推测巴颜喀拉山主峰断裂是本次地震的发震构造, 节面Ⅰ可能为本次地震的主破裂面(马淑田等, 1998; 吴微微等, 2015)。
|
图 7 ML 3.0以上余震震源机制解 Fig.7 The focal mechanism of aftershocks with greater than ML 3.0 |
采用双差定位法对2018年5月6日称多5.3级地震及其余震序列进行重新定位, 并利用CAP方法对3级以上余震进行震源机制反演, 结合地质构造背景, 分析发震构造及可能破裂面, 得到以下结论。
(1) 双差定位结果显示, 称多5.3级地震序列主要呈近NWW或NNW向分布, 其中长轴沿NWW向, 长约11 km, 震源深度主要分布在6—12 km。根据震源深度剖面结果, 余震在距主震2 km范围内相对密集, 可能由深部向浅部破裂。
(2) 称多5.3级地震震中距巴颜喀拉山主峰断裂约11 km, 震源机制解为走滑型, 2个节面走向分别为NNW、SWW向, 具体参数为:节面Ⅰ走向330°, 倾角37°, 滑动角154°; 节面Ⅱ走向81°, 倾角为75°, 滑动角56°。
(3) 此次地震发生在巴颜喀拉块体内部, 该块体存在沿顺时针旋转并整体向东运动的活动背景(刁桂苓等, 2010), 块体西部受拉张, 东部受挤压, 与震源机制解中含有正断性质相吻合。结合震源机制解与地质构造背景, 认为此次地震的发震构造为巴颜喀拉山主峰断裂。
本研究使用中国地震局地震预测研究所陈阳等开发的震源机制解反演软件, 在此表示感谢。| 白兰淑, 刘杰, 张莹莹, 等. 2017年精河6.6级地震余震序列重新定位和发震构造[J]. 中国地震, 2017, 33(4): 703-711. DOI:10.3969/j.issn.1001-4683.2017.04.026 | |
| 陈晨, 胥颐. 芦山MS 7.0级地震余震序列重新定位及构造意义[J]. 地球物理学报, 2013, 56(12): 4028-4036. DOI:10.6038/cjg20131208 | |
| 戴华光. 1947年青海达日7¾级地震[J]. 西北地震学报, 1983, 5(3): 71-77. | |
| 刁桂苓, 王晓山, 高国英, 等. 以震源机制类型划分汶川、玉树地震构造块体归属[J]. 地球物理学报, 2010, 53(8): 1778-1783. DOI:10.3969/j.issn.0001-5733.2010.08.003 | |
| 房立华, 吴建平, 王未来, 等. 2014年新疆于田MS 7.3级地震序列重定位[J]. 地球物理学报, 2015, 58(3): 802-808. | |
| 韩立波, 蒋长胜. 2011年6月8日新疆托克逊MS 5.3地震震源机制解反演[J]. 地震学报, 2012, 34(3): 415-422. DOI:10.3969/j.issn.0253-3782.2012.03.014 | |
| 刘巧霞, 杨卓欣, 莘海亮, 等. 玉树MS 7.1级地震部分余震重新定位及发震构造分析[J]. 地球物理学报, 2012, 55(1): 146-154. DOI:10.6038/j.issn.0001-5733.2012.01.014 | |
| 马淑田, 姚振兴, 纪晨, 等. 1996年5月3日内蒙古包头西MS 6.4级地震的震源机制解研究[J]. 地球物理学报, 1998, 41(6): 795-803. DOI:10.3321/j.issn:0001-5733.1998.06.009 | |
| 青海省地震局. 青海省志·地震志(1970-2005)[M]. 西安: 陕西出版传媒集团三秦出版社, 2015: 47. | |
| 王勤彩, 王中平, 张金川, 等. 2010年4月玉树MS 7.3地震序列的断层结构[J]. 地球物理学报, 2015, 58(6): 1931-1940. | |
| 闻学泽, 杜方, 张培震, 等. 巴颜喀拉块体北和东边界大地震序列的关联性与2008年汶川地震[J]. 地球物理学报, 2011, 54(3): 706-716. DOI:10.3969/j.issn.0001-5733.2011.03.010 | |
| 吴微微, 龙锋, 杨建思, 等. 2013年川滇交界香格里拉-得荣震群序列的重新定位、震源机制及发震构造[J]. 地球物理学报, 2015, 58(5): 1584-1596. | |
| 徐锡伟, 闻学泽, 陈桂华, 等. 巴颜喀拉地块东部龙日坝断裂带的发现及其大地构造意义[J]. 中国科学:地球科学, 2008, 38(5): 529-542. | |
| 赵凌云, 邓津, 陈俊华, 等. 基于CAP方法的震源机制研究[J]. 长江科学学院院报, 2010, 27(5): 81-84. | |
| 赵珠. 用区域台网确定震源深度的一种方法[J]. 地震学报, 1992, 14(4): 472-478. | |
| 周保, 彭建兵, 张骏. 青海省活动断裂带分布发育特征研究[J]. 工程地质学报, 2009, 17(5): 612-618. DOI:10.3969/j.issn.1004-9665.2009.05.005 |