觸發多斷層面破裂的2022年四川馬爾康MS6．0震群特征

杜 方，龍 鋒，梁明劍，祁玉萍，宮 悅，吳 江

（四川省地震局，四川成都 610041）

2022年6月10日在四川省阿壩藏族羌族自治州馬爾康市發生MS6．0震群。2022年6月10日0時3分24秒發生MS5．8（ML6．3）地震（32．27°N，101．82°E），僅相隔1小時25分10秒，于1時28分34秒發生MS6．0（ML6．5）地震（32．25°N，101．82°E），又相隔1小時58分26秒，于3時27分0秒發生MS5．2（ML5．6）地震（32．24°N，101．85°E）。馬爾康MS6．0震群中3次較大震級地震間隔時間相當短，這給震群中每次較強地震發生后的趨勢判斷增加了難度。

震群中首次較強地震發生后快速（半小時內）給出趨勢研判，實際就是在沒有余震資料、余震資料尚不完整或余震密集發生但尚難及時處理的情況下，給出余震趨勢的研判。常需依據統計的序列類型分布自然概率來作初步估計，例如依據我國143個歷史地震序列統計分析，序列類型主余型占59%，多震型14%、孤立型占14%、雙震型占13%（焦遠碧等，1998）。由此可見，地震序列中主余型序列占絕大多數，也就是說中強地震發生后，在沒有余震資料的情況下快速判斷為主余型的準確率可以達到60%左右。在馬爾康震群序列中，第1個MS5．8地震發生后，密集發生的余震很難實時完成地震參數處理，無法依賴計算序列參數來研判序列發展趨勢，若按自然概率來作初步估計又很容易錯判為“主余型”，那么除了依賴序列參數、前震序列識別和自然概率外，還應重視的哪些序列趨勢研判依據？本文通過馬爾康MS6．0震群序列時空進程回顧總結，研究該震群特征，探尋震群序列趨勢研判的可參考依據，有效減少對雙震型和多震型序列后續強震的趨勢估計偏差，更好地服務震區抗震救災。

1 馬爾康震群特征

1．1 震群序列總體特征

如圖1所示，截至2022年6月30日，四川地震臺網共記錄到馬爾康MS6．0震群序列ML≥0．0地震4 818次，其中ML6．0～6．9地震2次，ML5．0～5．9地震3次，ML4．0～4．9地震5次，ML3．0～3．9地震72次，ML2．0～2．9地震548次，ML＜2．0地震4 188次。

圖1 馬爾康MS6．0震群和歷史M≥5．0地震震中分布

從四川地震臺網定位結果看，馬爾康MS6．0震群序列空間分布密集（圖1），序列總體沿松崗斷裂跡線的北東側集中分布，長軸23 km、短軸18 km，呈現密集集中分布特征，僅個別小震散布在松崗斷裂跡線的西南側。序列時間進程（圖2）特征表明早期小震頻次異常高（尤其是第1、2組序列）。從整個序列看，較大的3次地震間隔時間很短，ML≥4．0地震集中發生在前5個小時（表1），中等強度的地震頻次偏少，ML＜2．0小地震頻次在整個序列中占比高，占86．92%。

表1 四川地震臺網測定馬爾康MS6．0震群序列（ML≥4．0）目錄

圖2 馬爾康MS6．0震群序列ML-T（a）和N-T（b）圖（2022年6月10日—2022年6月30日，ML≥0．0）

將震群序列按3次較大地震進行分段分析（圖3）：第1個較大地震MS5．8（ML6．3）發生后，小震頻次高，密集小震波形重疊嚴重，此段最大震級ML6．3與次大震級ML5．2的級差為1．1，震級水平出現起伏；第2個較大地震MS6．0（ML6．5）地震發生后，小震依然密集，密集小震波形重疊嚴重，此段最大震級ML6．5與次大震級ML3．7的級差為2．8，震級衰減異常；第3個較大地震ML5．6（MS5．2）發生后，小震頻次出現衰減，波形重疊緩解，此段最大震級ML5．6與次大震級ML5．0的級差為0．6，頻次衰減趨于正常。

圖3 馬爾康MS6．0震群序列分時段ML-T 圖（ML≥1．0）

采用Goodness-of-Fit test方法（Wiemer，2000；龍鋒等，2009）對序列的震級-頻度關系進行計算（圖4），結果顯示序列的最小完整性震級為ML1．5，G-R關系的回歸參數分別為a=4．53、b=0．86，說明主震發生20 d后b值與區域背景值相當。而最大期望震級（Mmax）為5．2，與序列中最大余震相當，表明序列中最大余震已經發生，后續發生更大地震的可能性不大。

圖4 馬爾康MS6．0震群中ML≥0．0震級-頻度關系曲線

1．2 序列重定位結果

依據四川地震臺網數據，采用多階段定位方法（Longet al，2015）進行序列重定位，選用震中距150 km以內的臺站（圖5）記錄到的震相數據，基于2014年四川康定MS6．3、MS5．8地震序列重定位所用速度模型進行序列重定位，截至6月23日23時59分59秒，得到馬爾康MS6．0震群序列3 644個地震重定位數據（圖6），83次叢外事件由于失去連接而丟失。中國地震局地球物理研究所（2022）采用地震序列重定位自動處理系統，截至6月10日9時48分，得到了305個余震的重定位。這兩個定位結果均呈現出相同的分布特征。

圖5 馬爾康MS6．0震群重定位所用臺站分布

從震群序列的重定位結果看，震群序列不僅分布于松崗斷裂的北東側，同時也分布于松崗斷裂1分支和松崗斷裂2分支（孫東等，2010）的北東側（圖6）。序列重定位結果顯示震群中3次較大地震并不是松崗斷裂的破裂事件組，而是不同斷層面的破裂事件（圖6）。馬爾康MS6．0震群序列展布于松崗斷裂和松崗1、2 分支的北東側，呈現兩支NNW 向分布和一支NE向分布。按3次較大地震將震群序列分段進行分析：序列以3次較大地震為代表形成3條帶狀分布并勾繪出3條斷層破裂面，顯示松崗斷裂北東側的3條更次一級斷層面破裂活動，第1組較大地震后的序列沿松崗斷裂跡線的NE 側集中呈NNW 向且沿FA分布，長軸7 km、短軸3 km，MS5．8地震分布于本組序列中部；第2組較大地震后的序列整體再向NE方向偏移也呈NNW 向沿FB分布，相較第1組序列大約向北東偏轉15°，長軸12 km、短軸2 km，MS6．0地震分布于本組序列中部；第3組較大地震后的序列整體再向SE方向偏移，分布呈現NE向且沿FC分布，長軸5 km、短軸1 km，MS5．2地震分布于本組序列中部。

圖6 馬爾康MS 6．0震群重定位震中分布

序列重定位結果顯示出震群中3次較大地震時空特征：MS5．8地震觸發MS6．0地震，再繼續觸發MS5．2地震的斷層破裂事件（圖7）。馬爾康MS6．0震群序列按3次較大地震進行分時間段分析，不僅顯示出以3次較大地震為代表形成的3條帶狀分布，同時顯示出松崗斷裂北東側的3條更次一級斷層面的觸發破裂活動，其表現為：MS5．8地震后至MS6．0地震發生前為第1組，余震序列沿FA跡線NNW 向分布（圖7a）顯示出MS5．8地震為FA斷層破裂事件，期間沿FB和FC跡線僅有散發的零星小震；觸發MS6．0地震后至MS5．2地震發生前為第2組，余震序列整體再向NE方向偏移且沿FB跡線呈NNW 向分布（圖7b），顯示出MS6．0地震是MS5．8地震觸發的FB跡線的破裂事件，小震沿FB密集分布，而沿FA和FC跡線僅有散發的零星小震；再次觸發的MS5．2地震后1個多小時內為第3組，余震序列整體沿FC跡線呈NE向分布（圖7c），顯示出MS5．2地震是由前面的兩次地震觸發的FC跡線的破裂事件，沿FA和FB跡線也僅有散發的零星小震；隨后進入余震序列持續活動（圖7d），此時段沿FA、FB和FC均有較密集余震活動。

圖7 馬爾康MS6．0震群ML≥1．0序列重定位分時段震中分布

序列重定位結果顯示震群中3次較大地震是不同斷層深度的破裂事件（圖8）。從震源深度看，6月10日序列震源深度集中在0～15 km，后續序列震源深度集中在5～10 km。各破裂面上的震源深度特點為：第1組MS5．8地震序列（圖8a）沿FA斷裂跡線展布，呈NNW 向分布，深度為0～15 km，密集分布在5～10 km，呈現西北略深、東南略淺的特點，MS5．8地震分布于本組序列淺部；第2組MS6．0地震序列（圖8b）沿FB斷裂跡線展布，呈NNW 向分布，深度為0～15 km，密集分布在5～10 km，呈現西北深、東南淺的特點，MS6．0地震分布于本組序列深部；第3組MS5．2地震序列（圖8c）沿FC斷裂跡線展布，分布呈現NE向分布，深度為0～15 km，呈現西南深、東北淺的特點，MS5．2地震分布于本組序列深部。

圖8 馬爾康MS6．0震群中ML≥1．0序列重定位結果三維圖

CAP方法反演MS5．8和MS6．0地震的矩心深度分別為7．0 km 和6．0 km，MS5．2地震由于波形重疊問題，沒有得到反演結果；MS5．8、MS6．0和MS5．2地震的重定位深度分別為4．7 km、12．9 km和11．6 km。在馬爾康MS6．0震群中的3個較大地震中，MS5．8地震的震源最淺（圖9a），震源位于余震序列的淺部；MS6．0地震的震源略深，位于余震序列的深部（圖9b）；MS5．2地震的震源也略深，位于余震序列的深部（圖9c）；震群序列重定位顯示序列早期深度分布在0～15 km，深度分布略顯分散，震群序列后期集中分布在5～10 km（圖9d）。

圖9 馬爾康MS6．0震群中ML≥1．0序列重定位分時段深度分布

2 震源機制和發震構造探討

2．1 震源機制解結果

本文采用CAP方法反演MS5．8、MS6．0、MS4．4和MS3．9地震的震源機制解和最佳矩心震源深度結果，同時收集整理了其他3個不同來源的震源機制解結果，見表2。表2中韓立波等（中國地震局地球物理研究所，2022）的結果是利用區域地震臺網記錄，采用CAP方法反演的3次地震的震源機制解和最佳矩心震源深度，郭祥云等（中國地震局地球物理研究所，2022）的結果是利用區域波形數據，計算震群中3次較大地震的P波初動震源機制解（圖5）。依據震源機制解、地震重定位和發震構造分析表明，馬爾康MS6．0震群不是松崗斷裂主斷面或松崗斷裂1、2分支的破裂事件群，是更次級FA、FB和FC斷層的破裂事件群。3組較大地震序列重定位分布（圖5、圖6）顯示，震群序列分布在松崗斷裂主斷面的北東側，同時也分布于松崗斷裂1、2分支的北東側。震源機制解結果（表2）顯示震群均為走滑型破裂事件群，發震斷層均以走滑錯動為主要特征，斷面近直立。

表2 2022年6月10日馬爾康MS6．0震群中較大地震的震源機制解

2．2 發震構造探討

馬爾康MS6．0震群發生在巴顏喀拉地塊內（圖1），震群發生區域近場主要分布有松崗斷裂、撫邊河斷裂和龍日壩斷裂（唐榮昌等，1993；徐錫偉等，2008；孫東等，2010；劉偉亮，2006；楊振法，2006）。

松崗斷裂東南始于夢筆（夢筆山北坡），經松崗（沿木足溝）向NW 延伸，西北達果爾巫（圖1），是由多條次級斷層組成規模不大的較為復雜的斷裂帶（圖5），長度為100 km，最寬處達300 m，內部為簡單滑動、小型破碎、劈理化、透鏡化以及緊密小褶皺等多種形式組成的斷裂帶，松崗斷裂的北東側有兩條次級斷裂——松崗斷裂1、2分支，地質資料標注松崗斷裂的最新活動時間為晚更新世，松崗斷裂及其1分支的傾向均為NW向，具有擠壓逆沖性質，其2分支地質圖標明為左旋走滑性質。松崗斷裂主要活動大致呈現右旋斜沖或逆沖、右旋、左旋三類不同的活動方式，野外考察依據斷面擦痕，三類不同的活動方式發生相對時間逐次變新（劉偉亮，2006；孫東等，2010）。松崗斷裂存在多期活動性，可能在中更新世有過一次較強的活動，之后在晚更新世晚期斷裂南段有過再次活動，而斷裂北段在地表淺部晚更新世以來的活動跡象不明顯。沿該斷裂中段沒有M≥5．0地震記載和記錄，在西北段的北東側約25 km處記錄有1969年9月26日阿壩南MS5．1地震（圖1），該次地震很可能與松崗斷裂北西段有關。松崗斷裂東南段記載的1932年馬爾康M5．0地震（圖1）與松崗斷裂有關。

撫邊河斷裂北接松崗斷裂，與松崗斷裂呈左行平行排列展布，未直接相連但產狀相近（楊振法，2006；圖1）。1941年10月8日黑水M6．0、1989年9月22日小金MS6．6和1991年小金北東MS5．0地震與撫邊河斷裂有關（程萬正，2000）。

徐錫偉等（2008）由GPS復測發現存在一條寬闊的NE向右旋剪變帶，變形速率達4～6 mm／a。馬爾康MS6．0震群中MS5．2地震距離龍日壩斷裂中段主斷面23 km，可能與龍日壩斷裂有“牽連”，這值得關注。龍日壩斷裂帶北東段由走向N54°±5°E、相距約30 km的兩條平行分支斷層組成，這兩條分支斷層沿線晚第四紀斷錯地貌發育，北支龍日曲斷層具有較大的逆沖分量，南支毛爾蓋斷層為純右旋走滑斷層。依據矢量合成原理可知，龍日壩斷裂帶北東段晚更新世以來平均右旋滑動速率為（5．4±2．0）mm／a，垂直滑動速率約0．7 mm／a，地殼縮短率約0．55 mm／a（徐錫偉等，2008）。

根據構造性質、震群序列分布與震源機制解結果綜合分析認為，馬爾康MS6．0震群展布特征不僅與松崗主斷裂性質不符，與松崗斷裂1、2分支的性質和位置也有偏差，推測該震群與松崗斷裂的再次一級FA斷層、FB斷層和可能與龍日壩斷裂有“牽連”的FC斷層運動方式相符（圖5），均為走滑型地震。對每組較大地震序列的分布特征進行分析，發現MS5．8地震序列（第1組）應屬NNW 向的FA斷層的左旋走滑破裂事件，MS6．0地震序列（第2組）是NNW 向的FB斷層的左旋走滑破裂事件，MS5．2地震序列（第3組）是NE向FC斷層的右旋走滑破裂事件。因此，馬爾康MS6．0震群應是FA、FB和FC3分支斷層的走滑性破裂事件。

3 結論與啟示

3．1 馬爾康MS6．0震群研究的主要結論

（1）馬爾康MS6．0震群序列屬觸發多斷層面破裂的震群。根據四川地震臺網記錄資料，截至2022年6月30日，馬爾康MS6．0震群序列中較大地震集中發生在6月10日，較大的3次地震間隔時間很短，序列中ML＞4．0地震集中在5 h內發生；馬爾康MS6．0主震與次大MS5．8地震之間的震級差為0．2；震群序列重定結果顯示，序列集中分布在較小范圍內，長軸12 km、短軸6 km，在松崗斷裂北東側呈現兩支NNW 向和一支NE向分布地震帶；震群的三支序列顯示均分布于松崗斷裂1、2分支的北東側，MS5．8地震序列集中沿NNW 向的FA斷層展布，MS6．0地震序列集中沿NNW 向的FB斷層展布和MS5．2地震序列集中沿NE向的FC斷層展布，顯示觸發多斷層面破裂的震群活動。

（2）根據區域構造特征、余震重定位空間分布以及震源機制解（表2）等資料分析認為，馬爾康MS6．0地震是發生在巴顏喀拉塊體內NW 走向的松崗斷裂北東側，同時展布于松崗斷裂1、2分支斷裂的北東側，MS5．8和MS6．0地震為與松崗再次級斷裂NNW 走向的FA和FB斷層的左旋破裂事件，MS5．2地震為與龍日壩斷裂有“牽連”的NE走向的FC斷層的右旋破裂事件。因此，馬爾康MS6．0震群為3分支斷層FA、FB和FC的走滑性破裂事件，屬觸發多斷層面破裂的震群。

（3）通過CAP方法反演的兩次較大地震（MS5．8和MS6．0）的矩心深度分別為7 km 和6 km，重定位3次較大MS5．8、MS6．0和MS5．2地震的深度分別為4．7 km、12．9 km 和11．6 km；房立華等（中國地震局地球物理研究所，2022）反演這3次地震的最佳矩心震源深度分別為13．0、12．0和8．0 km。震群序列重定位顯示序列早期地震的深度主要分布在0～15 km，震群序列后期集中分布在5～10 km。

3．2 馬爾康MS6．0震群震后趨勢研判的啟示

觸發多斷層面破裂的震群的趨勢研判需重視小區域斷裂的發震能力判定。作為觸發多斷層面破裂的震群可簡稱為“多斷層面觸發性震群”，馬爾康MS6．0震群序列早期的較大地震集中在短時間內發生，間隔時間極短，第1個MS5．8地震發生后，余震密集發生難以及時處理觀測數據，此時無法依賴計算序列參數來研判序列趨勢，應重視這種余震密集型可能產生鄰近斷層的新破裂事件的發生，注意小區域的斷裂分布和發震能力判定。

多斷層面觸發性震群的趨勢研判需重視序列分布遷移研判以及序列頻次和強度的衰減變化。在斷裂復雜區域，一次中強地震發生后，序列中余震不僅圍繞較大地震展布，要特別注意序列出現的遷移活動，若出現序列小震遷移，則需注意后續觸發相鄰斷層的較大破裂事件發生的可能。在斷裂復雜區域，一次中強地震發生后，要重視序列頻次和強度是否正常衰減，若出現頻次不衰減，或強度出現起伏，則需注意后續較大地震的發生。

序列趨勢快速研判需重視將“序列”放入“發震構造環境”和“歷史破裂事件”中認識。無論是小、中和強震群，都應重視其震群發生位置的構造大背景和區域構造環境，要將正發生的震群“序列”放入“發震構造環境”中去研究，在構造動力學背景的基礎上，能有助于認識區域斷裂發震能力，可以較好對區域未來可能遇到的最大強度地震做出判斷，較準確研判“序列”的發震趨勢。無論是小、中和強震群，都應重視其震群發生位置的地震歷史，要將正發生的震群“序列”放入“歷史破裂事件”中去研究，區域的歷史地震資料越翔實，對區域地震活動規律的把握就越準確，就能充分認識區域的強震和大震的復發周期或離逝時間，較準確研判“序列”的發震趨勢。