据中国地震台网正式测定，2023年12月18日23时59分（北京时间），甘肃临夏州积石山县（35.70°N，102.79°E）发生M_S 6.2地震，震源深度为10 km。此次地震震中位于积石山县柳沟乡，距兰州市103 km。地震造成甘肃省117人遇难，781人受伤，155 393间房屋损毁；青海省伤亡212人，其中，死亡34人，受伤198人。根据甘肃省农业农村厅初步估算，此次地震造成甘肃农牧渔业直接经济损失5.32亿元。其中，种植业经济损失1.02亿元，畜牧业经济损失3.45亿元，渔业经济损失0.05亿元，农业系统办公用房0.8亿元（焦健等，2023）。根据青海省交通部门数据显示，积石山M_S 6.2地震导致青海省3条高速公路、5条普通国省干线公路、58条农村公路共近300 km公路不同程度受损，造成损失7.37亿元（中国新闻网，2024）。

积石山M_S 6.2地震发生后，中国地震台网中心立即启动应急响应，测震台网快速产出并陆续发布余震信息、震源区地震监测能力、序列精定位、震源机制、仪器烈度和库仑应力等数据产品。本文基于中国地震台网中心测震台网自主产出的地震数据产品，初步分析该地震的发震构造，为震源区地震危险性评估提供基础数据。

积石山M_S 6.2地震震源区附近历史上发生多次强度较大的地震，包括公元前193年临洮6—7级地震、公元前47年陇西6¾级地震、公元128年甘谷6½级地震、143年甘谷西7¼级地震、734年天水7级地震、1765年甘谷—武山6½级地震等（袁道阳等，2007；邵延秀等，2011）。据历史地震目录统计，自1900年以来，距此次积石山地震50 km范围内3.0级及以上地震共发生3次，震级范围3.0—3.9；100 km范围内3.0级及以上地震共发生33次，其中，6.0—6.9级地震1次，5.0—5.9级地震6次，4.0—4.9级地震1次，3.0—3.9级地震25次（图 1）。最大震级地震为1936年2月7日甘肃康乐西南6¾级地震，距此次地震震中约64 km（张波等，2015）。此次积石山M_S 6.2地震的发生，打破了震源区100 km范围内继1936年2月7日甘肃康乐西南6¾级地震以来50多年无6级及以上地震发生的平静。

图 1(Fig.1)

图 1 甘肃积石山区域历史地震分布 Fig.1 Historical seismic map of the Jishishan region of Gansu

在板块运动方面，积石山M_S 6.2地震地震发生在青藏高原东北缘，该区受欧亚板块与印度板块的长期挤压作用，构造活动强烈，发育有西秦岭北缘断裂、倒淌河—临夏断裂、临潭—宕昌断裂、贵德断裂等多条深大断裂（邵延秀等，2011；王爱国等，2018）（图 2）。拉脊山断裂距此次地震震中最近，其位于祁连山褶皱带内，是西秦岭北缘断裂带的一部分（王爱国等，2018）。该断裂由拉脊山北缘断裂和拉脊山南缘断裂2条向NE凸出的弧形断裂所组成，分别长约230 km、220 km（袁道阳等，2005）。拉脊山北缘断裂西起日月山垭口山根村一带，向东沿西宁盆地南缘延伸，走向由NW60°渐变为近EW、NWW向，由多条不连续断裂带组成且活动性较高。自有地震记录以来至此次M_S 6.2地震发生，沿拉脊山南北两侧发生20余次5级左右中小地震，无强烈地震发生。拉脊山南缘断裂由多条规模不等的次级断裂组成，其整体走向由近NWW向逐渐转为近EW向（涂德龙等，1998；袁道阳等，2005）。该断裂西起于日月山垭口克素尔村，向东终止于临夏大河家以南积石山前（李智敏等，2014）。拉脊山南缘断裂以千户村为界，分成东、西两段，东段多为直线状陡壁断崖，西段则多构成槽状负地形。

图 2(Fig.2)

图 2 2023年12月18日积石山MS 6.2地震背景构造 Fig.2 Background tectonic map of the Jishishan MS 6.2 earthquake on December 18, 2023

为了提升青藏高原地区地震监测能力，填补青藏交界地区监测能力空白，中国地震局自2019年起开始实施“青藏高原地震监测能力提升项目”，在我国西藏、青海、新疆3个地区建设地震台站，地震数据实时传输至中国地震台网中心（梁姗姗等，2021）。基于新建地震台站和原有中国测震台网波形数据，利用背景噪声和近震震级公式，对震源区地震监测能力进行计算，绘制积石山M_S 6.2地震震源区地震监测能力图（图 3）。由图 3可见，震源区附近地震监测能力多在M_L 1.5以上，与华北地区大部分区域地震监测能力一致。

图 3(Fig.3)

图 3 2023年12月18日积石山MS 6.2地震震源区监测能力 Fig.3 Earthquake monitoring capability in the source area with Jishishan MS 6.2 earthquake on December 18, 2023

2023年12月18日甘肃积石山M_S 6.2地震余震频发，截至2023年12月29日23时59分，共记录余震749次（图 4），其中，3.0级及以上余震13次，分别是4.0—4.9级地震3次，3.0—3.9级地震10次；3.0级以下余震736次，分别是2.0—2.9级地震38次，1.0—1.9级地震149次，1.0级以下地震549次。目前，最大震级余震分别为2023年12月19日0时59分和12月21日4时2分发生的M_L 4.1地震，距主震震中分别约14 km、16 km。此次甘肃积石山M_S 6.2地震M—t图见图 4，余震序列震中分布见图 5。

图 4(Fig.4)

图 4 2023年12月18日积石山MS 6.2地震序列M—t图 Fig.4 M-T diagram of the sequence of the Jishishan MS 6.2 earthquake on December 18, 2023

图 5(Fig.5)

图 5 2023年12月18日积石山MS 6.2地震余震序列震中分布 Fig.5 Aftershocks sequence of the Jishishan MS 6.2 earthquake on December 18, 2023

选取波形信噪比相对较高且方位角覆盖分布相对较好的13个地震台站数据，采用gCAP方法进行震源机制反演（Zhu et al，2013）。所选台站震中距为73—210 km（图 6），在计算过程中，对这些台站记录的Pnl波和面波分别按30 s、60 s窗长进行截取，滤波范围为0.05—0.20 Hz，走向、倾角、滑动角的搜索间隔设为5°，震级搜索步长为0.1，深度步长为1 km，采用频率—波数法（F—K）计算格林函数，采样间隔设为0.1 s，采样点个数为1 024。地壳速度结构模型采用肖卓等（2017）对青藏高原东北缘及其邻区地壳速度结构的研究结果，波速比为1.70（表 1）。

图 6(Fig.6)

图 6 研究中震源机制计算和地震定位所用台站分布 Fig.6 Distribution of seismic source mechanisms and seismic positioning stations in this study

表 1(Table 1

表 1 研究所用地壳速度结构模型Table 1 Velocity model used in this research 上界面深度/km -10 5 10 20 30 47 80 P波速度/(km·s-1) 0.3 5.8 6.0 6.2 6.4 6.7 8.0

表 1 研究所用地壳速度结构模型 Table 1 Velocity model used in this research

图 7给出积石山M_S 6.2地震主震反演方差和震源机制解随不同深度取值的变化。由图 7可见，矩心深度为11 km时，震源机制解的均方根残差达最小值（RMS error = 46.49），相应的震源机制解为，节面Ⅰ：走向293°，倾角62°，滑动角52°；节面Ⅱ：走向172°，倾角46°，滑动角139°；矩震级为M_W 5.96。

图 7(Fig.7)

图 7 积石山MS 6.2震源机制解均方根（RMS）残差随深度的变化 Fig.7 Variation of RMS error with focal depth during the focal mechanism in version for the MS 6.2 earthquake

图 8示出最佳拟合深度处震源机制的理论波形与实际波形拟合情况。根据波形平均拟合相关系数对震源机制解结果质量进行分类（Zhu et al，2013），即平均拟合相关系数大于65%为A类，在60%—65%之间为B类，小于60%为C类。积石山M_S 6.2地震震源机制最佳拟合深度处的平均波形拟合相关系数为73.3%，平均相关系数大于65%，属于A类，表明本研究震源机制解较可靠。用最小旋转角方法（万永革，2019）对比中国地震局地球物理研究所、美国地震调查局和全球矩心矩张量中心等国内外权威地震研究机构给出的积石山主震震源机制解参数结果（表 2），将得到的震源机制解为参考解，计算其与其他机构震源机制解的最小旋转角。由表 2可见，最小旋转角为13.79°—38.77°，表明本研究计算结果与其他研究机构较一致，进一步反映了本研究反演过程及结果的可靠性。

图 8(Fig.8)

图 8 2023年12月18日积石山MS 6.2地震主震双力偶机制解、矩张量解及理论波形（红色）与实际波形（黑色）拟合对比 波形下方数字表示理论波形相对实际波形的移动时间和二者间的相关系数，左侧大写字母为台站名，台站下方为震中距（km）和相对偏移时间（s） Fig.8 Double-coupled source mechanism solution and comparison between the theoretical (red) and observed (black) waveforms of the Jishishan MS 6.2 earthquake

表 2(Table 2

表 2 不同机构反演的2023年12月18日积石山MS 6.2地震主震震源机制解Table 2 The focal mechanism solutions of the 2023 Jishishan MS 6.2 earthquake from difference institutes 机构或作者 节面Ⅰ/（°） 节面Ⅱ/（°） 矩心深度/km 矩震级 类型 沙滩球示意图 最小旋转角/(°) 走向 倾角 滑动角 走向 倾角 滑动角 本文研究结果 293 62 52 172 46 139 11 5.96 逆冲型 - 中国地震局地球物理研究所 307 50 70 156 44 112 12 5.95 逆冲型 19.46 USGS 333 62 88 156 28 93 25.5 5.94 逆冲型 38.77 GCMT 303 52 62 164 46 122 18.9 6.1 逆冲型 13.79 注：USGS指美国地质调查局；GCMT指全球矩心矩张量数据中心

表 2 不同机构反演的2023年12月18日积石山MS 6.2地震主震震源机制解 Table 2 The focal mechanism solutions of the 2023 Jishishan MS 6.2 earthquake from difference institutes

采用中国地震台网提供的主震后27天内，即2023年12月18日至2024年1月14日的1 056个地震的观测报告进行地震序列精定位。选择震中距小于300 km的到时数据，且绝对走时残差为±2.0 s，经挑选，得到参与定位震相波形为：P波6 758条、S波4 463条。采用双差定位法，使用包含甘肃、青海、宁夏地震台网的24个地震台站观测数据（图 6）对此次地震进行重定位。

在地震定位过程中，S波震相因受到P波尾波干扰而不易识别，其读取精度要小于P波震相，因此，在双差重定位过程中，P、S波走时赋予先验权重分别设为1.0、0.5，事件对最大距离设为10 km。地壳速度结构模型与震源机制反演中所用模型相同。

采用双差定位方法，得到此次积石山M_S 6.2地震序列623个地震事件的精定位结果（图 9）。由图 9可见，此次积石山M_S 6.2地震主震及余震序列震源深度主要为5—17 km，均为浅源型地震；余震主要分布在主震西侧，呈近NNW方向展布特征；主震西北侧存在2个地震丛集，其地震深度浅于主震破裂初始深度；由剖面AA′可见，余震扩展范围约18 km；由剖面BB′可见，断层有略向东倾趋势。本研究结果与王世广等（2024）对该地震序列定位所得余震分布特征相似。此外，本研究所得震源机制节面Ⅰ走向与精定位地震序列空间分布的长轴取向一致。因此认为，节面Ⅰ（走向293°）为此次积石山M_S 6.2地震的发震断层面。

图 9(Fig.9)

图 9 2023年12月18日积石山MS 6.2地震序列重定位后地震分布（a）及剖面图（b）、（c） 五角星表示积石山主震；圆圈表示余震，圆的大小对应震级大小；不同颜色代表余震相对主震的发生时间；AA′为沿余震走向的剖面；BB′为垂直余震走向的剖面 Fig.9 Top view(a) and cross sections(b and c) maps of the relocated Jishishan MS 6.2 earthquake sequence

为深入理解余震扩展模式，将主震后2 h内发生的地震在水平空间展布出来（图 10），可见在该时间段内，余震主要沿NNW向展布，为单侧扩展模式，并在余震序列的NNW方向出现2簇小范围余震，其优势展布方向不明显，认为可能是主震触发所致。

图 10(Fig.10)

图 10 2023年12月18日积石山MS 6.2地震主震发生后2 h内余震震中空间分布 Fig.10 Earthquakes in map view within 2 hours after the mainshock

Wang等（2003a）提出利用正交归一法计算地震应力场格林函数的方法，并在此基础上建立了粘弹松弛分层模型下的地震同震及震后形变的模型，并发展了相应的数值模拟方法。该方法同样可用于成层介质弹性半空间下的静态应力触发。基于上文所得余震精定位结果，余震深度范围为5—17 km，跨度较大，而库仑应力分布在不同深度上具有一定差别，因此分别计算5 km、10 km、15 km深度的库仑应力分布。

基于Crust1.0得到此次积石山地震所在地区地壳速度结构模型（表 3），结合623个地震的精定位结果，北京大学张勇研究组的徐晨雨等给出积石山地震的破裂模型（https://pku-geophysics-source.group/htmls/models.html），将节面Ⅰ的走向293°、倾角62°、滑动角52°设为接收断层参数，选取摩擦系数为0.4，使用PSGRN/PSCMP软件包（Wang，1999；Wang et al，2003a，2003b），计算得到此次地震在不同深度的库仑应力分布（图 11）。

表 3(Table 3

表 3 积石山MS 6.2地震所在地区成层地壳模型Table 3 The layered crust model of the Jishishan MS 6.2 earthquake 序号 深度/km vP/(km/s) vS/(km/s) 密度/(kg/m3) 1 [0，0.20) 2.5 1.07 2 110 2 [0.20，26.12) 6.1 3.55 2 740 3 [26.12，49.09) 6.3 3.65 2 780 4 [49.09，60.00) 7.0 3.99 2 950 5 [60.00，∞) 8.28 4.59 3 400

表 3 积石山MS 6.2地震所在地区成层地壳模型 Table 3 The layered crust model of the Jishishan MS 6.2 earthquake

图 11(Fig.11)

图 11 积石山MS 6.2地震在5 km（a）、10 km（b）、15 km（c）深度的库仑应力分布 Fig.11 Coulomb stress distribution at depths of 5 km, 10 km and 15 km of the Jishishan MS 6.2 earthquake

由图 11可见，甘肃积石山M_S 6.2地震震源所在位置周边库仑应力变化均为负，说明地震的发生使震中周围地区长期积累的应力得到释放，库仑应力在5 km、10 km、15 km深度的最大卸载分别达0.24 MPa、0.86 MPa、1.70 MPa，同时，在沿发震断层NNW走向的两端有库仑应力增加的区域，在5 km、10 km、15 km深度上最大加载分别为0.40 MPa、0.30 MPa、0.22 MPa。从应力触发角度分析，大部分余震发生在库仑应力变化为负值的区域。这主要是文中只计算了主震的同震库仑应力变化，而主震的发生会使其周围地区长期积累的应力得到释放，从而使库仑应力变化为负。文中未计算震后库仑应力变化，而余震分布是主震后至2024年1月14日的精定位结果，有一定时间跨度。这些可能对应力触发结果产生影响。

随着国家地震烈度速报与预警工程的实施和运行，加速度计和烈度计记录数据已逐步得到应用。针对此次积石山M_S 6.2地震，选取距震中300 km范围内站点波形资料，得到甘肃、青海、宁夏、四川共计1 306个台站（基本站140个、基准站197个、一般站969个）记录。通过对数据进行基线校正、记录转换、数字滤波处理，计算峰值加速度和峰值速度，得到积石山M_S 6.2地震仪器烈度分布（图 12）。其中，GS/N0028台站地震仪器烈度最大，震中距为14 km。由图 12可见，震中NNW方向烈度值最大，与本研究地震精定位结果吻合度较好。需要说明的是，中国地震局正式发布的地震烈度图显示最大烈度为Ⅷ度（图 13）（https://www.cea.gov.cn/），而本研究计算的仪器烈度值为Ⅸ度，产生差异的原因是：①本研究计算的是某一点的烈度值，而调查烈度则为某一区域的综合烈度值，结果会有平均倾向；②本研究计算烈度时仅考虑土层影响，未考虑具体结构类型的影响，即烈度高值点若为抗震强度高的建筑，则实际调查烈度将偏低。

图 12(Fig.12)

图 12 2023年12月18日积石山MS 6.2地震仪器烈度 Fig.12 Distribution of instrumental intensity of the Jishishan MS 6.2 earthquake

图 13(Fig.13)

图 13 2023年12月18日积石山MS 6.2地震烈度 Fig.13 Intensity map of the Jishishan MS 6.2 earthquake

采用双差定位方法对2023年积石山M_S 6.2地震序列进行精定位，结果显示，余震优势展布方向为NNW，长度约18 km，震源深度优势分布为5—17 km，深度剖面显示发震断层面倾向E。采用gCAP方法，获得此次地震震源机制解。结果表明，此次地震是一次逆冲型为主、兼有左旋分量的事件。初步推测节面Ⅰ为可能的实际发震断层面，发震断层为NNW走向（走向293°）的逆冲型断层。不同深度上的库仑应力分布结果显示，主震的发生使其周边区域出现较大范围的应力卸载。仪器烈度显示最大烈度值为Ⅸ，且烈度区域较小，集中分布在主震NNW方向。结合周围地质构造，认为此次地震的发震断层为拉脊山南缘断裂。

自2016年青海门源M_S 6.4地震（梁姗姗等，2017）发生以来，在青藏高原东北缘相继发生2021年玛多M_S 7.4（徐志国等，2021）、2022年德令哈M_S 6.0、2023年门源M_S 6.9（Liang等，2023）、2023年积石山M_S 6.2地震，这些中强震的频繁发生，再次表明印度板块与欧亚板块碰撞导致青藏高原的快速隆升，强烈构造活动持续，致使青藏高原东北缘地区地震活动强烈。

本文撰写过程中，得到应急管理部国家自然灾害防治研究院张广伟副研究员，防灾科技学院靳志同教授，中国地震台网中心邹立晔高级工程师、刘艳琼高级工程师的指导和帮助，在此表示感谢。