震群活动历来是辽宁地区震情研究的热点。1975年辽宁海城MS 7.3地震和1999年辽宁岫岩MS 5.4地震发生前均出现明显前震序列,陈颙等(2015)、崔子健等(2015)研究发现,主震前地震的震源机制一致性较强,谱振幅相关系数较高,而余震的震源机制一致性较差,谱振幅相关系数亦出现明显下降。
2008年、2009年、2015年和2017年,在海城MS 7.3地震序列余震区不同位置均出现ML 4.0以上地震活动,且表现出不同的序列特征。文中拟基于陈颙等(2015)的研究结果,探索营口—海城地区ML 4.0以上地震活动与谱振幅相关系数之间的变化特征。
2 研究内容利用双差定位方法,对2008年10月至2020年12月海城MS 7.3地震老震区ML≥2.0地震进行重新定位,结果显示,老震区地震主要分布在大石桥、海城和岫岩3个区段,海城区段与大石桥区段的地震被金州断裂分隔开,与岫岩区段地震间也存在明显空段。大石桥与岫岩区段地震主要沿NW向分布,而海城区段除具有沿海城河隐伏断裂呈NW向展布的地震,还存在沿海城—盖州断裂NE向分布的地震。海城老震区震群地震分布较广,整体展布超70 km,采用谱振幅相关分析法对大尺度展布的地震序列进行分析,震源机制一致性效果较差,且大石桥、海城和岫岩3段的地震活动特点有所不同。因此,根据地震重新定位结果和不同区段的地震活动特点,将海城老震区分为5个不同区段(图 1),收集整理该区域ML 2.0以上地震波形(辽宁省地震台网记录),分区段进行谱振幅相关研究。
崔子健等(2015)研究发现,中强地震发生后,若谱振幅相关系数未出现下降,而是持续较高水平波动时,后续具有发生更大水平地震或强余震的可能。以位于区段④的2008年11月14日海城ML 4.8地震为例,分析谱振幅相关系数类似变化规律,结果见图 2:2008年11月3日和11月9日海城分别发生ML 4.3、ML 4.0地震后,谱振幅相关系数升高至0.95,表明震源机制一致性较强,2次地震未完全释放区域应力,而2008年11月14日海城ML 4.8地震发生后,谱振幅相关系数迅速下降,区域应力得到释放。
位于区段①的2015年11月23日大石桥ML 4.5地震发生前,区域内谱振幅相关系数在0.7上下波动,整体偏低,说明小震震源机制一致性较低,区域应力水平偏低。相对海城老震区,大石桥区段地震活动水平整体偏低,地震活动丛集性较弱,缺乏规模性震群活动,可能与区域应力水平偏低存在关联。
在实际震例中,有些中强地震前并不会出现明显的震群活动,而是存在较长时间的弱震活动序列。对位于区段⑤的2017年12月19日岫岩ML 4.8地震序列谱振幅相关系数进行分析,可知谱振幅相关系数与短时间爆发的前震型震群具有相似的变化规律。在此次ML 4.8地震前,谱振幅相关系数达0.94,主震发生后则迅速下降。以往研究发现,岫岩处于低b值区,具有较强的区域应力状态(郑确等,2018),表明岫岩区段存在缓慢且较长时间的应力积累,在应力积累到一定程度后发生2017年岫岩ML 4.8地震,区域应力释放,局部应力场强度降低,导致后续地震的震源机制一致性降低,谱振幅相关系数随之迅速下降。
本文对海城老震区地震活动进行分区段谱振幅相关系数变化研究,发现部分中等地震前出现谱振幅高值异常,可对海城老震区未来震情跟踪起到一定帮助。
陈颙, 刘杰, 杨文. 前震序列的图像特征研究[J]. 中国地震, 2015, 31(2): 177-187. |
崔子健, 李志雄, 陈章立, 等. 中国东北2次中强地震谱振幅相关系数研究[J]. 中国地震, 2015, 31(2): 218-226. DOI:10.3969/j.issn.1001-4683.2015.02.005 |
崔子健, 李志雄, 陈章立. 云南景谷MS 6.6、云南沧源MS 5.5地震谱振幅相关系数特征分析[J]. 地震研究, 2015, 38(4): 535-540. DOI:10.3969/j.issn.1000-0666.2015.04.003 |
郑确, 刘财, 田有. 辽宁海城及其邻区地震b值空间分布特征[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(3): 922-933. |