2) 中国北京 100029 中国科学院地质与地球物理研究所
2) Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China
北京时间2022年3月14日2时28分,广东省惠州市惠东县海域发生ML 4.6地震(22.51°N,115.04°E)(下文简称惠东海域地震),震源深度25 km(图 1),震中距陆地22 km,此为继1936年广东顺德5级地震后粤港澳大湾区附近发生的最大地震,惠州、汕尾、深圳、珠海均有明显震感。此次地震震中位于红海湾西南侧,在大湾区东南角,属于东南沿海中生代岩浆活动带,地处莲花山断裂带和滨海断裂带2组深大断裂带之间。莲花山断裂带北西侧为中低丘陵,东南侧主要是海积平原、河谷盆地和断陷海湾,沿断裂带温泉出露众多,有感地震频发(陆成斌等,1991;魏柏林等,2000),1911年5月15日曾发生海丰外海域6级地震。本文利用广东地震台网(GSN)地震目录及宽频带波形数据,计算反演此次地震的震源机制解、震源深度,给出重定位结果,并尝试讨论地震的发震机理。
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图 1 惠东海域ML 4.6地震震中附近地震和断层分布 蓝色五角星为震中附近历史强震,蓝色空心圆(含震源机制解)为1970—2008年地震震中分布,红色空心圆(含机制解)为2008—2022年4月地震震中分布,空心圆大小表示相对震级大小 Fig.1 The distribution of earthquakes and faults around the Huidong offshore ML 4.6 epicenter |
基于广东地震台网地震观测报告,选取具有6个以上震相数据的地震事件参与重定位计算,得到33次地震事件,分别采用TDMT方法和CAP方法进行波形拟合,得到震源机制解,并相互验证。
3 研究结果及讨论1970年以来,惠东海域ML 4.6地震震中附近50 km范围内发生多次小震群活动,如:1971年4—6月、1981年2—6月、1991年4—7月,海丰梅陇分别发生ML 3.4、ML 4.2、ML 3.6震群活动;2008年8—9月、2015年11—12月,深圳地区分别发生ML 2.5和ML 2.9有感震群;2021年3月16日震中位置发生一次ML 3.4地震,2021年10月7日在本次地震序列西北方向上发生一次ML 1.7地震,2次地震活动均位于震中15 km范围内。整体而言,这一地区地震活动性较弱,且地震多为孤立事件。惠东ML 4.6主震发生前2 s和102 s,震中附近分别发生ML 3.5和ML 2.8地震(图 2中黑色圆),主震发生后,至5月20日共记录余震30次,其中ML 2.0以上8次,3月14日发生的余震占地震序列的77%,因此判断,此次惠东海域地震序列属前震—主震—余震型,序列基本呈NNW—SSE向展布[图 2(b)],相对较大余震均分布在主震东南方向,向浅部发散[图 2(c)、(d)]。震区附近NNW向断裂资料匮乏,震中西南侧为微活动的大洲—惠东断裂,延伸至滨海断裂带(陆成斌等,1991),震中西北侧是潮州—汕尾断裂西南段(图 1),2条断裂几近呈正交共轭分布,但资料显示不相交。从余震分布可知,地震发生在大洲—惠东断裂上的可能性更大。
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图 2 重新定位前后惠东海域ML 4.6地震分布 (a)重定位前地震震中、震源深度分布;(b)重定位后地震分布;(c)重定位后震源深度沿AA′断裂走向分布;(d)重定位后震源深度沿BB′断裂走向分布(色标表示余震事件发生次序,黑色圆表示主震前事件,白色圆表示主震7天后的地震事件位置) Fig.2 The epicenter distribution before and after the relocation of the Huidong offshore ML 4.6 earthquake |
震源机制结果表明,惠东海域ML 4.6地震为高倾角(82°—88°)的走滑型(滑动角为-175°— -169°)地震,CAP反演机制解随深度变化的拟合分布表明,惠东海域地震最佳拟合质心深度为28.4 km,表明此次地震可能是发生在基底面附近的一次走滑事件。广东地区中生代花岗岩分布广泛,震中附近陆区侵入岩较发育。尹周勋等(1999)给出的主动源探测结果表明,清远、博罗、港口几处断陷盆地莫霍面上隆可能与深部物质运移有关,各凹陷区以NE向断裂为界,说明这些断裂可能是深部物质的上涌通道。
4 结束语粤港澳大湾区是全球经济高度发达的4大湾区之一,而惠东海域ML4.6地震作为大湾区的一个显著地震,探查清楚其发生环境和机理,对保障湾区建设有重要意义。大湾区沉积盆地深部构造虽然表现出相对独立的分布特征,但其主体由区内展布的断裂带切割,部分凹陷盆地,尤其是莫霍面隆起或者存在侵入岩体的沉陷盆地,需要考虑到当区域应力整体加载比较强烈时,深部物质运移导致基底或者壳内薄弱地区(如低速带)失稳而发生地震的可能。
本研究得到广东地震台同事的鼎力支持,感谢谭争光利用有限的GPS观测资料做基线讨论背景应力加载,感谢熊成和吕作勇在速度结构资料方面的帮助和探讨。
陆成斌, 詹文欢, 刘以宣. 珠江口断裂的活动性与区域稳定性分析[J]. 热带海洋学报, 1991, 10(1): 5-12. |
魏柏林. 广东省地震构造概论[M]. 北京: 地震出版社, 2000.
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尹周勋, 赖明惠, 熊绍柏, 等. 华南连县-博罗-港口地带地壳结构及速度分布的爆炸地震探测结果[J]. 地球物理学报, 1999, 42(3): 383-392. |