2025年1月7日西藏定日6.8級地震的快速產出參數

[摘要] """2025年1月7日9時5分（北京時間）西藏定日發生6.8級地震。中國地震局地球物理研究所在震后啟動快速地震應急響應，組織相關領域研究人員對此次地震的震源參數、震源機制、破裂過程和地震輻射能量等進行了估計，余震序列進行了重定位，基于震源破裂過程進行了地震動強度圖模擬、InSAR同震形變場模擬。結果表明，此次地震發生在申扎—定結斷裂系的登么錯斷裂西側，以正斷機制為主，主要持續時間約20 s，并呈現非對稱雙側破裂特征，破裂主要朝北拓展，極有可能破裂到了地表；余震主要呈近南北向分布，震源深度集中在5～23 km；極震區震動烈度可能達Ⅸ度以上，可能的受災范圍超過lt;styled-content style-type=\"number\"gt;30000lt;/styled-contentgt; km²；此次地震引起了顯著的地表同震位移，最大水平向位移達到 0.29 m、垂直向位移達到?0.75 m。

[關鍵詞] 震源參數; 破裂過程; 余震重定位; 地震動強度圖預測; 地震輻射能量; 同震形變場

[DOI] 10.19987/j.dzkxjz.2025-004

基金項目："國家重點研發計劃（2022YFC3003505）資助。

0 "引言

中國地震臺網正式測定，北京時間2025年1月7日9時5分在西藏日喀則市定日縣發生6.8級地震，震中位置（28.50°N，87.45°E），震源深度10 km。地震位于喜瑪拉雅地震構造區，該構造區主要由于印度板塊向北碰撞、俯沖，而形成了區內大型邊界活動構造帶（圖1）。北邊的喜瑪拉雅活動構造帶歷史上強震活動頻繁。震中東側為申扎—定結斷裂系的登么錯斷裂。地震輻射能量估計、反演震源機制解、震源破裂過程、持續的余震序列的精定位、快速地震動強度圖預測以及InSAR同震變形場模擬對震源特征和震害的認識具有重要的意義。

2024年起，本刊配合中國地震局地球物理研究所的震后快速應急響應出版了積石山、棉蘭老島等多次地震的相關內容^[1-4]。

1 "震源破裂過程

采用的遠震體波波形數據來自于IRIS 數據中心震中距在30°～90°范圍內GSN 臺網和FDSN 臺網的寬頻帶地震儀。根據波形數據的信噪比水平和臺站空間分布的均勻性，選取了其中29 個臺站的垂直向記錄。并采用ak135 全球一維速度模型^[5]和正交歸一化方法^[6]來計算理論格林函數。此外，本文采用了Zhang 等^[7]發展的滑動角可變的時間域反演方法來反演震源破裂過程。該反演方法不需要預先給定子斷層震源時間函數形狀，而是通過共軛梯度法^[8]迭代反演子斷層震源時間函數，從而避免了先驗假定給反演結果帶來的影響，同時該反演方法允許子斷層的滑動方向在給定的滑動角附近（± 45°）發生變化。

另外，為了穩定反演結果以使其具有可接受的物理意義，本文還引入了時間域和空間域光滑約束^[7，9]以及標量地震矩最小約束^[7，10-11]。 時間域光滑約束用于抑制子斷層震源時間函數相鄰時刻的不連續性，空間域光滑約束用于消除相鄰子斷層間位錯的不連續性，而標量地震矩最小約束則用于壓制較弱的過低頻滑動。

初步反演結果（圖2）表明，此次地震以正斷機制為主，主要持續時間約20 s，并呈現非對稱雙側破裂特征，破裂主要朝北拓展。此外，反演結果表明此次地震極有可能破裂到了地表。

2 "震源參數

2.1 "矩心矩張量反演

選擇矩心矩張量+同步源反演，采用震中距在18.80°～88.84°之間的84道寬頻帶多分量體波數據作為觀測資料，濾波頻帶為0.005～0.05 Hz。矩張量與震源時間函數的最優模型結果表明，此次地震的標量地震矩為4.0469×10¹⁹"N·m、矩震級為M_W7.0，矩率函數的峰值時刻為13.0 s，矩心坐標為（28.49°N，87.47°E），矩心深度10.0 km。斷層面解為節面Ⅰ：走向346°、傾角49°、滑動角?95°；節面Ⅱ：走向174°、傾角42°、滑動角?85°。雙力偶成分占比98%，觀測數據與合成數據整體相關度為0.94（圖3和 圖4）。

2.2 "貝葉斯自助優化算法反演

選取震中距350～500 km范圍內的固定臺站寬頻帶地震記錄的高信噪比波形，采用貝葉斯自助優化BABO （Bayesian Bootstrap Optimisation）算法^[12]反演了西藏定日M6.8地震的矩心矩張量解，在實際反演過程中，理論波形計算時采用的格林函數是依據西藏定日地區Crust 2.0的一維速度模型從格林函數庫中直接調用的，波形數據的處理則采用由f₁/factor、f₁、f₂、f₂×factor定義的余弦側窗進行非因果帶通濾波，f₁～f₂為頻率帶通的平坦部分。采用頻率為0.01～0.08 Hz的帶通濾波，factor=1.5，通過貝葉斯概率引導獲取了最優震源參數，如表1和圖5。

3 "余震序列精定位

截止2025年1月10日12時00分（北京時間），采用地震序列精定位自動處理系統^[13]，得到了978次余震的位置（圖6）。重定位結果表明，余震主要呈近南北向分布，震源深度集中在5～23 km。

4 "地震動強度預測圖

利用快速生成考慮場地效應的震動圖方法^[14]，考慮震中的局部地質構造環境、震源機制解和震源的破裂過程，計算了研究區范圍內均勻網格點（30″×30″）上的基巖峰值加速度值；進一步考慮地震動參數的局部場地效應，將基巖峰值加速度值轉換到地表土層上，獲得了地表土層上的峰值加速度估計值，最后利用反距離權重法進行空間插值，獲得峰值加速度在地表上的空間分布（圖7）。

在計算過程中考慮了地震動的局部場地效應，其宏觀場地分類的V_S30數據是利用中國實測鉆孔數據約束并結合地形坡度的協同克里金模型方法獲得的^[15]。基巖地震動參數轉換至地表土層，使用了由近地表剪切波速 V_S30量化的依賴于地震動幅值和頻率的場地放大系數^[16]。強震觀測數據來自于地震臺網中心，震源破裂過程參考了圖2的結果。地震動衰減關系選用的是第四代區劃圖中中國西部長短軸峰值加速度衰減關系的幾何平均值^[17]。

根據對這次地震預測的震動圖分布特征，預計極震區震動烈度可能達Ⅸ度以上，可能的受災范圍超過了30000 km²。

5 "地震輻射能量估計

利用全球臺網提供的寬頻帶記錄，基于震源譜擬合和能流密度法^[18]開展了此次地震的震源參數測定工作（圖8），結果顯示此次地震的輻射能量為1.1×10¹⁵"J，折合能量震級M_e為7.1，結合2.1節給出的矩震級結果M_W7.0，可知該地震能量震級略大于矩震級，與同樣大小地震相比，在近場會感受到震感比較強烈，震中附近會造成地面建筑破壞。由于震源深度較淺，地震能量主要在淺層釋放，遠離震中200 km的區域不會造成嚴重的地面建筑破壞和人員傷亡。

6 "三維及InSAR同震形變場模擬

基于均勻彈性半空間位錯模型^[19]和震源機制解，模擬了此次地震的三維同震形變場，并利用 Sentinel-1衛星的 SAR成像幾何參數分別計算了升、降軌 InSAR地表形變干涉圖（圖9）。模擬中所用的 SAR成像幾何參數包括衛星的飛行方位角和雷達入射角，升軌成像的參數分別為 ?12.9°和 39.7°，降軌成像的參數分別為 ?167.0°和 39.7°。模擬結果顯示，此次地震引起了顯著的地表同震位移，最大水平向位移達到 0.29 m、垂直向位移達到?0.75 m。該結果對于震害的評估以及是否可利用InSAR觀測到顯著的地表形變具有參考意義。

7 "結論

2025年1月7日9時5分（北京時間）西藏定日發生6.8級地震。中國地震局地球物理研究所在震后啟動快速地震應急響應，組織相關領域研究人員對此次地震的震源參數、震源機制、破裂過程和地震輻射能量等進行了估計，余震序列進行了重定位，基于震源破裂過程進行了地震動強度圖模擬、InSAR同震形變場模擬。

此次地震的震源參數、震源機制解、破裂過程模型、地震輻射能量等結果表明，此次地震以正斷機制為主，主要持續時間約20 s，并呈現非對稱雙側破裂特征，破裂主要朝北拓展，極有可能破裂到了地表；余震主要呈近南北向分布，震源深度集中在5～23 km；極震區震動烈度可能達Ⅸ度以上，可能的受災范圍超過30000 km²；此次地震引起了顯著的地表同震位移，最大水平向位移達到 0.29 m、垂直向位移達到?0.75 m。

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Quick output parameters related to the 7 January 2025 M6.8 earthquake in Dingri County， Xizang

Chen Kun Yang Ting， Wang Yongzhe， Guo Xiangyun， Zhang Zhe， Zhang Xu， Liu Ruifeng

Institute of Geophysics， China Earthquake Administration， Beijing 100081， China

[Abstract] """"At 09：05 on January 7， 2025 （Beijing time）， a magnitude 6.8 earthquake occurred in Dingri， Xizang Autonomous Region. The Institute of Geophysics， China Earthquake Administration launched a rapid earthquake emergency response after the earthquake， and organized researchers in relevant fields to estimate the source parameters， source mechanism， rupture process， and seismic radiation energy of the earthquake. The aftershock sequence was repositioned， and seismic intensity maps and InSAR coseismic deformation field simulations were conducted based on the source rupture process. The results indicate that the earthquake occurred on the west side of the Dengmocuo fault in the Shenzha-Dingjie fault system， with a main normal fault mechanism and a duration of about 20 seconds. It also exhibited asymmetric bilateral rupture characteristics， with the rupture mainly extending northward and most likely reaching the surface. Aftershocks are mainly distributed in a nearly north-south direction， with focal depths concentrated between 5～23 km. The seismic intensity in the extreme earthquake zone may reach seismic intensity IX or above， and the possible affected area may exceed lt;styled-content style-type=\"number\"gt;30000lt;/styled-contentgt; km². This earthquake caused significant surface coseismic displacement， with a maximum horizontal displacement of 0.29 m and a vertical displacement of ?0.75 m.

[Keywords] source parameters; rupture process; earthquake relocation; Shakemap prediction; earthquake radiation energy; coseismic deformation