2022年四川馬爾康6.0級震群序列震源機制特征分析

王瑩 金昭娣 趙韜

摘要：采用近震全波形矩張量方法反演了2022年四川馬爾康6.0級震群序列22次地震的震源機制解，結果顯示：這22次地震全部為走滑型，斷層面走向呈NNW和NE兩個優勢方向，斷層面傾角近似直立，滑動角分布在0°和180°附近，P軸優勢方位為NWW-SEE向，傾伏角接近水平，表明此次地震事件主要受區域NWW-SEE向水平擠壓應力場控制。3次5級以上地震震源機制均與序列其他地震的總體震源機制差異較小，說明序列震源機制較為一致。結合精定位結果綜合分析認為：馬爾康震群屬于多斷層面觸發性震群，3次5級以上地震是不同斷裂的破裂事件，其中5.8級和6.0級地震發震斷層面走向為NNW，為左旋走滑破裂事件；5.2級地震發震斷層面走向為NE，為右旋走滑破裂事件，3個發震斷層均以走滑錯動為主，斷層面近似直立。

關鍵詞：馬爾康6.0級震群；震源機制解；矩張量反演；地震序列；發震構造

中圖分類號：P315.72文獻標識碼：A文章編號：1000-0666（2024）03-0379-12

doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2024.0035

0引言

巴顏喀拉塊體是位于青藏地塊中部的長條狀活動塊體，是我國大陸強震的主體活動地區（鄧起東等，2010；程佳等，2011）。近年來，隨著巴顏喀拉塊體邊界斷裂帶發生一系列強震，人們對其周緣主控邊界斷裂的研究程度也越來越高（聞學澤，2011，2018；陳君賢等，2021；任俊杰等，2017；李平恩等，2019；Jia et al，2021；劉雷等，2021）。2021年巴顏喀拉塊體內部發生瑪多7.4級地震，2022年又發生馬爾康6.0級震群，巴顏喀拉地塊內部活動斷裂及其強震孕育能力再一次引起了地震學家的關注。

地震發生后，快速準確地確定該地震的發震斷裂，可以為地震災害評估和震后快速救援提供有用的參考資料。地震的震源機制解可以直觀地反映地震破裂的幾何特征和運動學特征，有助于了解震源區應力狀態和發震構造，而余震序列的震源機制則攜帶著應力在空間和時間上的變化信息（易桂喜等，2019，2020，2021；陳俊磊等，2020；王宇璽，宮悅，2021；張建勇等，2022）。本文采用近震全波形矩張量反演方法反演馬爾康6.0級震群序列22次地震的震源機制解，討論分析此次序列的震源機制特征和震源區應力狀態等，并結合精定位和區域構造背景，進一步探討馬爾康6.0級震群的發震構造，為分析此次地震的孕震機理以及區域構造動力學環境提供參考。

1方法與數據

本文使用中國地震臺網中心提供的寬頻帶數字波形記錄，計算馬爾康6.0級震群3級以上地震震源機制（圖1）。對于4級以上地震，挑選震中距100～300 km范圍內質量良好、方位覆蓋均勻的地震臺站的波形資料，4級以下地震則挑選50～150 km范圍內的臺站記錄，最終選取22個地震事件。去除儀器響應后，進行矩張量反演。其中，3次5級以上地震反演采用的濾波頻段為0.01～0.07 Hz，4級地震為0.02～0.08 Hz，3級地震為0.03～0.1 Hz。反演使用的速度模型為Crust 2.0模型。

地震震源機制解的計算采用近震全波形矩張量反演方法。在雙力偶點源模型中，矩張量反演方法可表示為（Kawakatsu，1998；Tajima et al，2002）：

∑[DD（X]i[DD）]Gski（t）msi=dk（t）[JY]（1）

式中：Gski（t）和dk（t）分別表示震源s至臺站k的理論格林函數和臺站k的實際觀測記錄；msi表示矩張量的第i個分量。當地殼速度模型確定時，可通過F-K法（頻率波數法）（Wang，Herrmann，1980）計算得到格林函數。然后利用最小二乘法將觀測波形與不同深度的格林函數進行擬合，最后根據目標函數VR確定最佳解（Dreger，Helmberger，1993；Fukuyama et al，1998），計算如下：

VR=[JB<4［][KG-*4]1[KG-*4]-[KG-*4]∑[DD（X]k[DD）][KG-*4][SX（][KF（]∫（dk（t）-ok（t））2dt[KF）][][KF（]∫dk（t）2dt[KF）][SX）][JB>4］]×100%[JY]（2）

式中：ok（t）表示理論波形記。VR值越大，表明理論波形與實際波形擬合程度越高，結果越可靠。VR值最大時對應的深度即為最佳深度。

本文計算的核心程序為MTINV程序。在臺站方位角分布較為均勻的情況下，此方法使用3個臺站的記錄就可以得到較好的矩張量解，且P、T軸方位的偏差可控制在10°以內（Ichinose et al，2003）。該方法也已成功應用于陜西及鄰區中強地震的矩張量快速實時反演中，并取得了較好的效果（趙韜等，2016）。

2地震序列震源機制解結果

本文采用全波形矩張量反演方法最終反演得到馬爾康6.0級震群序列22個中強地震的震源機制解（表1），其中MS≥5地震3個，4.0≤MS<5.0地震3個，3.0≤MS<4.0地震16個。

2.13次5級以上地震震源機制解

圖2～4分別是反演的馬爾康6月10日0時3分5.8級、1時28分6.0級和3時27分5.2級地震震源機制解的結果，每個結果包括各地震事件震源機制深度誤差圖、最佳深度處的波形擬合圖和反演結果。

圖2顯示6月10日0時3分馬爾康5.8級地震，在深度約為7 km時，反演方差達到最小值。7 km深度對應的波形擬合圖共使用了15個臺站的波形記錄，用于反演此地震事件的震源機制。可以看出，絕大多數分量的擬合度均大于90％，7 km深度的實際波形與理論波形擬合結果較好，反演結果可信。反演的震源機制為走滑性質，節面Ⅰ走向NNW，節面Ⅱ走向NE。

6月10日1時28分馬爾康6.0級地震的反演方差和震源機制解隨深度的變化結果顯示（圖3），在深度約為7 km時，反演方差達到最小值。7 km深度波形擬合時，共使用了16個臺站的波形記錄，實際波形與理論波形擬合結果較好，反演結果可信。反演的震源機制同為走滑性質，兩個節面走向與5.8級地震類似。

6月10日3時27分馬爾康5.2級地震的反演結果顯示（圖4），矩心深度約為7 km時，波形擬合結果較好。反演得到的矩震級為MW5.18，最佳雙力偶解的節面Ⅰ走向為NNW向，節面Ⅱ走向為NE向。震源機制性質同前兩次地震一致，均為走滑型。

2.2序列其他地震震源機制解

表1列出了本文計算得到的馬爾康6.0級地震序列中22次地震事件的震源機制解結果，以及反演每個事件所使用的臺站數目和反演擬合度VR值。序列其他地震事件反演過程與3次5級以上地震一致，每個地震事件的反演過程中至少有4個臺站參與，臺站對震中的包圍較好，平均VR值為64％以上。除2次地震外，序列矩心深度主要集中在（7±2）km，與3次5級以上地震深度較為接近。

根據萬永革（2022）提出的震源機制水平應變花面應變的地震震源機制分類方法，對本文計算所得的馬爾康地震序列震源機制解進行分類，并將分類結果用球面三角形圖的方式表示（圖5）。圖中，三角形的三條邊分別為震源機制P、T、B軸傾伏角的刻度，三角形中的白色線條為網格線，黑色虛線表示震源機制類型分類的界限，SS表示走滑型，NS表示正走滑型，N表示正斷型，RS表示逆走滑型，R表示逆斷型。背景顏色表示相對面應變AS值的大小，序列震源機制在球面三角形分類中用沙灘球表示。如圖5所示，馬爾康6.0級震群序列的22個震源機制全部為走滑型。

3地震序列震源機制解特征分析

為了進一步研究馬爾康6.0級震群震源機制的總體特性，本文還分別對比分析了序列中3次5級以上地震震源機制和其他地震總體震源機制的特征（萬永革，2019，2022）。序列其他地震的總體震源機制是指將所有地震所釋放的標量地震矩進行累加，得到序列地震的總體矩張量，再將總體矩張量轉換為序列的整體走向、傾角、滑動角以及P、T、B軸的走向和傾伏角，從而得到總體震源機制。圖6分別是序列中3次5級以上地震和序列其他地震事件總體震源機制的對比結果，可以看出結果差異不顯著。表2列出了計算得到的序列其他地震總體震源機制的各項參數，可以看出與3次5級以上地震事件對應的序列其他地震事件總體震源機制類型均為走滑型，且與5級以上地震的最小三維空間旋轉角較小，說明3次5級以上地震與序列其他地震的整體釋放相對差別較小。

圖7是本文計算所得的馬爾康6.0級震群序列22次地震震源機制解的節面和力軸參數玫瑰圖。節面走向呈現兩個優勢方位為NNW向和NE向，以NNW向為主。節面傾角變化集中在70°～90°，顯示序列具有高傾角特征，斷層面近直立；滑動角分布在0°和180°附近，表明馬爾康地震序列震源性質以走滑為主。P軸優勢方位為NWW-SEE向，傾伏角在15°以內，近似水平；T軸優勢方位NNE-SSW向，傾伏角在20°以內，也接近水平，表明馬爾康地震序列活動主要受區域NWW-SEE向水平擠壓應力場控制。由于印度板塊NNE向的推擠，青藏高原物質向東擠出，遇到穩定的華南地塊的阻擋，高原東南部物質轉向SE方向，繼而向南運動（王閻昭等，2008）。崔子健等（2019）用小震震源機制反演了青藏高原東部—南北地震帶的區域構造應力場，認為受塊體運動的控制，南北地震帶的應力場方向自南向北發生了順時針旋轉，最大主應力方向由NW向逐漸轉變為近EW向，再旋轉至NE向，甚至近NS向，且絕大多數地區最大主應力仰角近水平。此次馬爾康震群位于巴顏喀拉塊體東部、南北地震帶中段附近，崔子健等（2019）在該區域附近的研究結果與本文計算的馬爾康震群序列的P軸優勢方位基本一致。

4討論

杜方等（2022）采用多階段定位方法對馬爾康震群序列進行重定位，并結合震源機制解和區域構造研究了震群序列的時空特征，結果顯示馬爾康震群屬于多斷層面觸發性震群，震群包含的3次5級地震是發生在不同斷裂的破裂事件。馬爾康6.0級震群序列整體展布于松崗斷裂和其分支斷裂的北東側，以3次5級以上地震為代表形成了3個條帶分布，勾勒出3條斷層破裂，顯示出松崗斷裂北東側的3條更次一級斷裂活動（圖8）。5.8級和6.0級地震位于松崗斷裂及其分支斷裂北東側的NNW走向的兩條斷裂面上，是兩次左旋走滑的破裂事件，其中6.0級地震相對5.8級地震向NE方向偏移。5.2級地震再向SE方向偏移，分布于NE走向的斷裂面上，為右旋走滑的破裂事件。根據上述研究結果，對于5.8級和6.0級地震，推斷NNW向的節面Ⅰ為發震斷層面；對于5.2級地震，推斷NE走向的節面Ⅱ為發震斷層面。本文統計得出的序列節面走向呈現兩個優勢方位：NNW向和NE向，這應該也與震源區存在3個不同走向的斷層面有關。

5結論

本文對馬爾康6.0級震群序列22次地震震源機制進行反演，初步得到以下結論：

（1）采用全波形矩張量反演得到馬爾康6.0級震群5.8級、6.0級和5.2級地震矩震級分別為MW5.58、MW5.89和MW5.18，矩心深度均為7 km，三者震源機制性質一致，均為走滑型。序列震源機制結果顯示，反演矩心深度主要集中在（7±2）km，與這3次地震深度較為接近。采用震源機制水平應變花面應變的地震震源機制分類方法進行分類，得到序列地震全部為走滑型，與這3次地震一致性較高。

（2）3次5級以上地震震源機制均與序列其他地震總體震源機制結果較為一致，說明這3次地震與序列其他地震整體釋放相對差別較小。P軸優勢方位為NWW-SEE向，T軸優勢方位NNE-SSW向，兩者傾伏角均在20°以內，接近水平，表明馬爾康震群序列活動主要受區域NWW-SEE向水平擠壓應力場控制。

（3）5.8級和6.0級地震NNW向的節面Ⅰ為發震斷層面，為左旋走滑的破裂事件；5.2級地震NE走向的節面Ⅱ為發震斷層面，為右旋走滑的破裂事件。馬爾康震群序列呈現兩個優勢走向，分別為NNW向和NE向，以NNW向為主，這應該也與震源區存在3個不同走向的斷層面有關。序列傾角變化集中在70°～90°，具有高傾角特征；滑動角分布在0°和180°附近，表明馬爾康地震序列的3個發震斷層均以走滑錯動為主，斷層面近似直立。

本文使用了中國地震臺網中心的波形數據、美國內華達大學Ichinose教授的全波形矩張量反演軟件、萬永革研究員提供的FMclass軟件，參考了四川省地震局杜方研究員的序列重定位結果，兩位審稿人為本文的修改提出了寶貴的意見和建議，在此一并表示感謝。

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[FL）][SD1，1]

The Characteristics of the Focal Mechanisms of the Maerkang?MS6.0 Earthquake Sequence in 2022

WANG Ying，JIN Zhaodi，ZHAO Tao

（Shaanxi Earthquake Agency，Xian 710068，Shaanxi，China）

Abstract

In this paper，the focal mechanism solutions of 22 events of the Maerkang MS6.0 earthquake sequence were obtained with the method of full-waveform moment tensor inversion.The results show that these 22 earthquakes are strike-slip ones，and the trend of their fault plane is mainly in NNW direction and NE direction.The dip angle of the fault plane is approximately vertical，and the slip angle is close to 0° or 180°.The azimuth of the P-axis is in NWW-SEE direction，and the plunge angle is close to horizontal.This indicates that the activity of the Maerkang MS6.0 earthquake sequence is mainly compressed in NWW-SEE direction by the regional horizontal stress field.The focal mechanisms of the three MS≥5.0 earthquakes are slightly different from the focal mechanisms of other earthquakes in the sequence.According to the results of precise location，we believe that the Maerkang MS6.0 earthquake sequence is triggered by multiple planes.The three MS≥5.0 earthquakes were caused by different faults.The strike of the fault planes of the MS5.8 and the MS6.0 earthquake are in NNW direction；the rupture of the planes is right-lateral and strike-slip.The strike of the fault plane of the MS5.2 earthquake is in NE direction；its rupture is left-lateral and strike-slip.The fault planes of the three earthquakes are approximately vertical.

Keywords：?the Maerkang MS6.0 earthquake swarm；focal mechanism solution；moment tensor inversion；earthquake seqnence；seismogenic structure

收稿日期：2023-03-21.

基金項目：中國地震局地震預測開放基金（XH23079D）；中國地震局監測預報司震情跟蹤定向工作任務（2024010116）.

第一作者簡介：王瑩（1987-），高級工程師，主要從事地震活動性和數字地震學研究.E-mail：wy200543@163.com.

通信作者簡介：趙韜（1989-），高級工程師，主要從事地震監測和震源機制研究.E-mail：zhaotaowy@163.com.?王瑩，金昭娣，趙韜.2024.2022年四川馬爾康6.0級震群序列震源機制特征分析［J］.地震研究，47（3）：379-390，doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2024.0035.

Wang Y，Jin Z D，Zhao T.2024.The characteristics of the focal mechanisms of the Maerkang MS6.0 earthquake sequence in 2022［J］.Journal of Seismological Research，47（3）：379-390，doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2024.0035.