四川长宁地区地处四川盆地与娄山褶皱带结合部位,受加里东、海西、印支、燕山及喜马拉雅等多期构造运动的叠加影响,其地表构造呈一系列平缓、低陡的背斜与向斜相间样式排列。此类断褶构造格局为油气及盐矿储存创造了良好条件,长宁地区盐矿赋存丰富,其中双河盐矿长期注水采卤(阮祥等,2008)。
2006年以来,长宁地区地震活动频次和强度明显增强,于2019年6月17日发生了长宁MS 6.0地震。本研究试图基于长宁MS 6.0地震前数字地震波形资料,计算并分析长宁地区ML≥3.0地震震源参数特征。
1 资料选取选取2001—2015年长宁注水区域发生的146个3.0≤ML≤5.2地震和非注水区域发生的62个3.0≤ML≤5.3地震波形资料,采用震源波谱参数测定方法(陈学忠等,2007),计算获得2个区域地震的视应力、应力降、震源尺度、拐角频率和地震矩等震源参数,分析各参数之间的定标关系,并对比分析注水区和非注水区震源参数的差异特征。
2 研究结果 2.1 震源参数间的定标关系获取长宁地区ML≥3.0地震的视应力和应力降,分析各参数之间的相互关系,结果见图 1。由图 1可见,长宁地区ML≥3.0地震视应力(σapp)对数与震级呈线性关系,视应力与应力降(Δσ)也呈较好的线性关系,表明该区地震视应力和应力降均具有随震级增大而增大的现象。据Nuttli(1983)的研究结果,板间地震满足常数应力降模型(CSD),即应力降不随地震大小而变化,板内地震则满足增加应力降模型(ISD),即应力降随地震震级增大而增加,由此认为长宁地区发生的地震与板内地震ISD模型较吻合。
鉴于长宁地区存在注水采盐活动,结合非注水区地震震源参数,对比分析注水区与非注水区震源参数特征存在的差异。
(1)应力降与震源尺度及震级的关系。图 2为2个区域ML≥3.0地震应力降、震源尺度(R)与震级之间的关系。结果表明,注水区与非注水区地震的应力降及震源尺度均在一定范围内波动,其差异性并不显著。华卫等(2012)对ML 2.0—3.0地震震源参数对比发现,水库区域地震应力降比构造地震明显偏低,且震级越小,差异越明显。Abercrombie和Leary(1993)提出,与工业活动地区地震相比,构造地震应力降总体较高,认为工业活动影响了局部地区的应力水平,从而导致工业活动区地震发生在比构造地震应力更低的地区。
(2)拐角频率(fc)、视应力与地震矩(M0)的关系。图 3给出注水区与非注水区ML≥3.0地震的拐角频率(fc)、视应力与地震矩(M0)的关系,结果表明,2个区域地震的拐角频率分布范围较宽,无明显差异性;视应力对数与地震矩对数呈较好的线性关系,二者也无明显差异。
长宁地区地震视应力与应力降呈较好的线性关系,地震视应力和应力降均有随震级增大而增大的现象。结合其他研究结果,在较小震级范围内(MS≤3.0),注水区地震的拐角频率、应力降和视应力整体上比非注水区地震偏低,且震级越小差异越明显;当MS>3.0时,注水区和非注水区同等震级的地震拐角频率、应力降及视应力等参数差异性不显著。
华卫, 陈章立, 郑斯华, 等. 水库诱发地震与构造地震震源参数特征差异性研究——以龙滩水库为例[J]. 地球物理学进展, 2012, 27(3): 924-935. |
阮祥, 程万正, 张永久, 等. 四川长宁盐矿井注水诱发地震研究[J]. 中国地震, 2008, 24(3): 226-234. DOI:10.3969/j.issn.1001-4683.2008.03.004 |
陈学忠, 李艳娥. 2006年7月4日河北文安MS 5.1地震前震中周边地区小震视应力随时间的变化[J]. 中国地震, 2007, 23(4): 327-336. DOI:10.3969/j.issn.1001-4683.2007.04.001 |
Abercrombie R E, Leary P. Source parameters of small earthquakes recorded at 2.5 km depth, Cajon Pass Southern California: implications for earthquake scaling[J]. Geophys Res Lett, 1993, 20(14): 1511-1514. DOI:10.1029/93GL00367 |
Nuttli O W. Average seismic source-parameter relations for mid-plate earthquakes[J]. Bull Seismol Soc Am, 1983, 73(2): 519-535. |