2022年7—9月中國(guó)大陸地區(qū)M≥4.0地震震源機(jī)制解測(cè)定＊

梁姍姍 鄒立曄 劉艷瓊 張雪梅 李旭茂

（中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心，北京 100045）

引言

據(jù)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)測(cè)定，北京時(shí)間2022年7月1日0時(shí)—9月30日24時(shí)，中國(guó)大陸地區(qū)共發(fā)生M≥4.0地震19次（表1）。其中，6.0級(jí)以上地震1次，為2022年9月5日四川甘孜州瀘定縣發(fā)生的M6.8地震。本文對(duì)這些地震進(jìn)行震源機(jī)制反演，進(jìn)一步豐富中國(guó)測(cè)震臺(tái)網(wǎng)地震編目產(chǎn)出內(nèi)容，以期為地球科學(xué)研究人員提供更為詳實(shí)的基礎(chǔ)成果資料[1-4]。

表 1 2022年7—9月中國(guó)大陸地區(qū)M≥4.0地震基本參數(shù)Table 1 Events list of the earthquakes with M≥4.0 in the mainland of China during July to September 2022

1 資料與方法

本文使用中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)固定臺(tái)站記錄的寬頻帶地震波形資料，選取臺(tái)站方位角覆蓋好，波形質(zhì)量高，距震中650 km以內(nèi)的臺(tái)站參與震源機(jī)制反演計(jì)算。圖1給出了所使用臺(tái)站的分布。

圖 1 19次M≥4.0以上地震震中位置和所用臺(tái)站分布Fig. 1 Map of the epicenters of the 19 earthquakes with M≥4.0 and the used stations

本文采用ISOLA近震全波形方法[5-6]，對(duì)中國(guó)大陸地區(qū)M≥4.0地震進(jìn)行震源機(jī)制反演，并確定其最佳震源機(jī)制解和矩心深度。反演時(shí)，采用中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心速報(bào)正式結(jié)果作為參考參數(shù)，以震中為起始點(diǎn)，矩心深度的搜索步長(zhǎng)為1 km，淺源地震和中源地震深度搜索范圍分別為1—30 km和100—150 km，M4.0—5.9和M6.0以上地震矩心時(shí)間偏移的搜索范圍為發(fā)震時(shí)刻前后2.25 s和6.0 s，時(shí)間步長(zhǎng)為0.1 s。文中采用偏矩張量反演模式，基于單點(diǎn)源模型在時(shí)間和空間范圍內(nèi)搜索震源機(jī)制最優(yōu)解，并將震源機(jī)制反演得到的波形互相關(guān)系數(shù)作為震源深度的函數(shù)，反演不同深度的震源機(jī)制解，以最大波形擬合系數(shù)對(duì)應(yīng)的矩心深度和震源機(jī)制解為最佳結(jié)果。

本文震源機(jī)制反演使用的一維速度模型參考了Crust2.0全球速度模型[7]，應(yīng)用離散波數(shù)法[8-9]計(jì)算得到格林函數(shù)，采樣頻率為1 Hz。

2 結(jié)果分析

經(jīng)過(guò)對(duì)這些地震事件波形的預(yù)處理和震源機(jī)制反演，本文得到了18次M≥4.0地震事件的震源機(jī)制解，具體震源參數(shù)如表2所示。需說(shuō)明的是，由于2022年9月5日石棉M4.2余震臺(tái)站波形記錄受瀘定主震波形疊加影響，事件波形信噪比低，很難得到該次地震的最佳震源機(jī)制結(jié)果。我們利用震源機(jī)制三角形分類(lèi)方法將本文所得到的震源機(jī)制解進(jìn)行分類(lèi)，其中，逆斷型6次，走滑型7次，正斷型4次，未知型1次（圖2）。

表 2 2022年7—9月中國(guó)大陸地區(qū)M≥4.0地震的震源機(jī)制結(jié)果Table 2 Focal mechanisms of the earthquakes with M≥4.0 in the mainland of China during July to September 2022

圖 2 2022年7—9月中國(guó)大陸地區(qū)M≥4.0地震類(lèi)型圖解Fig. 2 The ternary diagram of the focal mechanisms in the mainland of China during July to September 2022

對(duì)于大地震來(lái)說(shuō)，震源破裂范圍并非簡(jiǎn)化的單個(gè)點(diǎn)源，而是一個(gè)有限斷層長(zhǎng)度，采用單一點(diǎn)源和固定震中位置反演震源機(jī)制具有一定的局限性。因此，為減少初始震中和有限斷層長(zhǎng)度對(duì)大地震震源機(jī)制反演結(jié)果的影響，采用平面網(wǎng)格搜索法來(lái)進(jìn)一步確定2022年9月5日M6.8瀘定地震的最佳矩心位置和矩心偏移時(shí)間。綜合固定震中位置確定的M6.8瀘定地震最佳矩心深度、節(jié)面走向以及余震序列空間分布特征，初步判斷走向166°的節(jié)面為瀘定主震可能的發(fā)震斷層面。我們以初始定位震中和反演矩心深度為參考點(diǎn)，對(duì)走向166°的水平面震源區(qū)進(jìn)行網(wǎng)格化，平面長(zhǎng)度、寬度分別為55 km和25 km，網(wǎng)格步長(zhǎng)5 km×5 km，共劃分55個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)。圖3為水平面內(nèi)網(wǎng)格點(diǎn)分布及搜索的最佳震源機(jī)制解。由圖可知，18號(hào)網(wǎng)格點(diǎn)對(duì)應(yīng)波形擬合系數(shù)最大，對(duì)應(yīng)的最佳震源機(jī)制解參數(shù)：節(jié)面Ⅰ、節(jié)面Ⅱ的走向、傾角和滑動(dòng)角分別為72°、81°和166°及164°、76°和9°；最佳矩心位置為（29.557 1°N，102.142 5°E），相比初始震中位置向SE方向偏移；矩心偏移時(shí)間4.12 s；方差減小量VR=0.72，相比固定震中位置搜索，VR值變大。圖4給出了此次地震的震源機(jī)制反演理論波形和觀測(cè)波形對(duì)比圖。

圖 3 平面內(nèi)網(wǎng)格搜索瀘定M6.8地震最佳震源機(jī)制解Fig. 3 The best focal mechanism solution of the Luding M6.8 earthquake using grid search in the horizontal plane

圖 4 瀘定地震主震震源機(jī)制解的擬合波形（紅色） 與觀測(cè)波形（黑色） 對(duì)比圖，濾波頻帶為0.03—0.05 Hz。圖中右側(cè)字符表示臺(tái)站代碼，波形上方數(shù)字為方差減少量，其代表波形擬合程度Fig. 4 Comparison of the synthetic （red）and observed （black） waveforms for the Luding mainshock with best-fitting solution，the frequency range of band-pass filtering is 0.03—0.05 Hz. The station codes are plotted on the right of the figure，the numbers above the waveforms are variance reduction，which indicate for the degree of waveform fitting

2022年9月5日四川瀘定發(fā)生M6.8地震震中位于鮮水河斷裂帶南東段附近。鮮水河斷裂帶是我國(guó)西部著名的強(qiáng)震活動(dòng)帶，具有左旋水平剪切運(yùn)動(dòng)特征，走向近北西—南東向（圖5）。主震和最大余震（9月7日四川瀘定M4.5）的震源機(jī)制解結(jié)果均顯示地震為左旋走滑性質(zhì)，說(shuō)明四川瀘定M6.8地震的破裂主要受鮮水河斷裂所控制。

圖 5 四川瀘定主震和最大一次余震（MS4.5） 震源機(jī)制解Fig. 5 The focal mechanism solutions of the Luding mainshock and a largest aftershock （MS4.5）

致謝感謝國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心徐志國(guó)高級(jí)工程師和應(yīng)急管理部國(guó)家自然災(zāi)害防治研究院張廣偉副研究員在震源機(jī)制解結(jié)果驗(yàn)證方面和文章成文過(guò)程中給予的幫助。