2) 中国四川 610039 中国地震局成都青藏高原地震研究所(中国地震科学实验场成都基地)
2) Chengdu Institute of the Tibetan Plateau Earthquake Research, China Earthquake Administration (Chengdu Base of China Seismic Experimental Site), Sichuan Province 610039, China
据中国地震台网测定,北京时间2022年9月5日12时52分在四川省甘孜州泸定县发生了MS 6.8强震,地震发生在鲜水河断裂南东段端部。全长约350 km的NW—SE向鲜水河断裂西北起于甘孜州,向东南经炉霍、道孚、康定、泸定至石棉附近,它不仅是青藏高原物质SE向挤出的东北边界断裂带,也是分隔巴颜喀拉块体与川滇块体的重要构造分界线。作为青藏高原东缘一条重要的活动断裂,自1700年以来该断裂已发生M 5.0以上地震50余次,距今最近的一次强震为2014年11月22日发生的康定MS 6.3地震,距离本次地震仅70 km左右(图 1)。本次泸定MS 6.8地震既是打破川滇块体东边界MS 6.7以上强震持续41.5年平静的首发地震,也是打破整个川滇块体MS 6.7以上强震持续近26.5年平静的首发地震,该地震的发生可能标志着川滇块体强震平静期的结束和活跃期的开始,未来1—3年,川滇块体边界断裂带上多个强震破裂空段,尤其是目前处于强闭锁的断裂段,发生大震的危险性不容忽视。因此,对鲜水河断裂带东南段泸定MS 6.8地震区的精细结构特征和孕震背景进行研究,不但可以细化对该区域强震发生的深部构造环境和地震成因机理的认识,而且可以为该区判定发震构造、评价断裂带未来可能的最大发震能力以及定量化判别潜在震源区的震级上限等方面提供深部地球物理场背景依据(李大虎等,2015)。因此,本文基于横波分裂参数对区域应力场的敏感性和与活动断裂之间的紧密联系,开展泸定地震震源区近震横波分裂测量工作,分析了上地壳各向异性特征,并进一步探讨了各向异性成因和此次地震的孕震过程。
收集震源区内7个宽频带地震台的波形资料(图 1),其中包含5个区域固定台(AJW、BLG、NTW、SMI和XMC)和2个预警台(CNXJ和XXXJ),各台站采样率均为100 Hz。主震前后均有记录的台站为CNXJ、SMI和XXXJ,记录时间为2022年9月1日至2022年9月30日。
本研究采用可视化测量方法对震源区的近震波形资料进行分析测量,该方法是一种分析窗口内横波记录的质点运动轨迹及人工偏振的方法,具体流程如下:
(1)对原始地震资料进行预处理,对连续波形记录进行筛选,挑选位于横波分裂窗内且具有较高信噪比的近震事件波形。本文采用的可用于S波分裂的地震事件需保证垂直分量的振幅大于2倍水平分量振幅,保证地震记录限制在横波窗口内。
(2)选取合适的时间窗口来进行S波分裂计算,选取S波之前的时间窗口要足够长,S波之后需要至少一个周期的时间窗口,以便于分析慢波的运动以及快、慢波之间的时间延迟情况。
(3)分析水平分量的S波质点运动图,检查质点运动为线性偏振的波是否存在与其近似正交的波,若质点运动图中存在这样的一对快、慢波,表明此事件具有明显的横波分裂特征。将分析窗内两水平分量旋转至由快、慢波偏振方向组成的坐标系下得到快、慢波的波形,可以清晰地看到快、慢波信号的波形相似但到达时间不同,通过测量两列波形之间的到时差即可得到慢波的延迟时间。
(4)将窗内两水平分量旋转至由快、慢波偏振方向组成的坐标系下得到快、慢波的波形,使得快、慢波信号的波形相似但到达时间不同,通过测量两列波形之间的到时差即可得到慢波的延迟时间。图 2展示了研究区各台站快波偏振方向玫瑰投影图分布。
基于泸定地震震源区的7个地震台站的连续波形资料开展横波分裂测量,并分析了横波分裂参数的时空特征,泸定震源区上地壳各向异性特征得到如下认识:
(1)震源区快波偏振方向存在明显的空间分区特征且表现出了与区域主压应力和活动断裂走向较强的一致性,表明了震源区上地壳各向异性特征同时受到了区域应力场和活动断裂的影响。
(2)位于余震密集区内的台站平均慢波延迟时间明显大于余震密集区外的台站平均慢波延迟时间,表明了在泸定地震孕震过程中,余震密集分布区域积累的应力明显强于余震密集区外的区域。
4 结束语基于本研究得到的泸定震区近距离台站快波偏振方向和延迟时间分析,获得了震区上地壳各向异性特征,考虑到震区复杂的地质结构,该地区的潜在地震危险性仍需关注,今后需要开展泸定震区及周边发震构造的分段物性结构探测、断裂带内部介质属性及其深部构造形态等方面的研究工作,才能更深层次揭示和解释断裂活动分段、孕震背景及地震空间展布特征的原因。