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2025年 第47卷 第4期    刊出日期：2025-08-20

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第47卷第4期目次

2025, 47(4):  0-0. 

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研究论文

华南沿海珠江口约1 000a前海啸事件的沉积记录与海啸源分析

王伟涛, 杨小强, 舒鹏, 张宇皓, 梁浩, 李琳琳, 李志刚, 王大伟, 张培震

2025, 47(4):  999-1019.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.04.20240170

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南海及其周缘地区发育了板块俯冲带和多条大型断裂带等活动构造, 容易诱发地震海啸等极端自然灾害。识别、 分析南海北部大规模古海啸事件的沉积记录及其潜在触发机制, 对地震-海啸灾害评估具有重要意义。文中以珠江口E15、 E12钻孔岩心为研究对象, 通过AMS ¹⁴C测年与磁化率对比, 建立了E15钻孔岩心的年代框架。在此基础上, 通过岩心粒度、 色度、 地球化学元素分析, 发现E15钻孔岩心5.9~4.24m段粒度较粗(中、 粗砂层)、 分选较差、 色度较深、 远岸海洋组分元素含量较高, 发育大量海相生物碎屑, 这些特征均与上覆正常浅海-三角洲沉积截然不同, 指示该层可能为距今约1 000a的海啸事件沉积。综合同期海啸事件沉积的分布规律, 文中推测南海东部马尼拉俯冲带约1 000a前发生了强烈的海底地震, 触发大规模海啸, 在南海北部形成海啸事件沉积。

考古地震学揭示河洛地区汉代破坏性地震

胡秀, 鲁鹏, 王鸿驰, 付龙腾, 莫多闻, 李有利, 张培震, 张会平, 王志铄, 惠格格, 陈盼盼, 郭爱伦, 罗全星, 赵显刚

2025, 47(4):  1020-1035.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.04.20240126

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以郑州、 洛阳为核心的河洛地区, 历史上长期作为中国的政治、 经济和文化中心, 在华夏文明形成和发展过程中发挥着重要作用。历史记载显示, 该地区在汉代地震频发, 但这些地震的真实性一直备受争议。文中通过历史考古-地震方法对郑州固城遗址的同震液化变形开展了详细调查, 结合AMS ¹⁴C测年和考古定年方法, 明确遗址区域在汉代曾发生一次地震, 伴生一系列同震液化砂脉和砂涌。在此基础上, 汇总河洛地区同期的震害分布, 推测极可能是《后汉书》记载的河洛地区119AD的历史强震造成了广泛分布于郑州—洛阳—平陆一带的同震变形, 推测最可能的发震断裂是封门口-五指岭断裂, 最小震级为 M_S6.8。文中研究凸显了考古地震方法在了解史前和历史地震灾害方面的潜力, 对于认识区域地震危险性及其对人类社会的影响具有重要意义。

宁夏清水河盆地南部全新世灾变事件层特征及其与区域地震的关系

黄婷, 吴芳, 夏彩香, 李振宏, 董晓朋, 吴中海, 寇琳琳

2025, 47(4):  1036-1057.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.04.20240110

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文中对清水河盆地南部首次发现的灾变事件沉积层开展系统分析, 有效填补了该盆地在地震历史重建方面的研究空白, 为针对该地区开展地震危险性评价提供了关键线索。通过对清水河盆地南部地区河湖相沉积中灾变事件的精细刻画和AMS ¹⁴C及OSL年代学方法的系统约束, 有效识别出全新世中期以来3期重要的灾变事件, 其时限分别为: (6 220±95)~(5 393±49)a BP(E₁)、 (3 411±30)~(797±52)a BP(接近(797±52)a BP, E₂)、 (797±52)~(730±26)a BP(E₃)。将灾变事件层与历史资料及区域地质资料相结合进行对比分析, 结果表明: 这些灾变事件具有明显的构造成因, 并与区域上3次重要的地震事件密切相关, 依次对应(6 220±95)~(5 393±49)a BP的古地震、 公元1219年固原M6¾地震和公元1306年固原开城M6½地震。文中研究从多维度探讨并建立了清水河盆地南部远场沉积记录与断裂带地震活动之间的响应关系, 为该地区古地震序列重建提供了新的资料, 同时也为该地区的地震危险性评估提供了科学依据。

2023年12月18日积石山 M_S6.2 地震地表破裂及发震构造

李林林, 姜文亮, 李德文, 焦其松, 罗毅, 李永生, 田云锋, 李营营

2025, 47(4):  1058-1074.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.04.20240010

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2023年12月18日23点59分, 甘肃省临夏州积石山县发生 M_S6.2 地震, 震中位于拉脊山断裂带南东段, 震源深度10km。地震发生后, 通过现场野外调查, 无人机航测、 卫星遥感影像DSM提取、 InSAR形变分析, 结合震源机制、 区域构造等, 对本次地震的地表破裂、 发震构造等进行了综合分析。在积石山山前尹家山东侧发现向NNW延伸的长约1km的地表破裂, 显示出挤压兼右旋走滑特征, 可见最大垂直位错约8cm, 右旋位错约2cm。本次地震的发震构造为拉脊山北缘断裂南东段, 震中区域断裂表现为一系列NNW向次级断裂的组合样式。本次地震的发震断裂规模不大, 历史强震缺失, 说明在青藏高原NE向构造隆升扩展作用下, 高原东北缘规模有限的断裂同样具有发生中强地震的潜在风险。

积石山M6.2地震不同场地地震动观测数据的差异性分析

任佳, 王秀英, 赵国存, 范熙伟, 高鹏, 张珊珊, 马志霞

2025, 47(4):  1075-1089.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.04.20240127

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中国地震预警网由部署于基岩、 土层、 基站地面3类场地条件的测震仪、 强震仪和烈度计仪器构成, 其中场地条件为基站地面的烈度计占绝大多数。 为了比较不同场地条件是否对地震动数据造成明显影响, 文中提出了利用计算机模拟置换实验对2组数据展开对比分析的方法。 以积石山M6.2地震获得的预警数据为例, 文中展示了利用建议方法对基岩与基站地面、 基岩与土层及土层与基站地面两两场地观测数据的比较分析过程。 对该地震预警数据的分析结果表明: 在黄土地区, 基站地面观测的地震动数据大于土层场地, 土层场地观测数据大于基岩场地; 仪器安装的场地条件会对地震动数据产生显著影响; 基站地面与土层场地观测数据的显著差异与地表黄土层的放大作用有关。 文中所述方法适用于复杂数据的定量比较和分析, 积石山地震数据分析结果也表明联合应用黄土区不同场地条件的预警数据时需考虑数据差异性问题。

大同火山群及邻区三维地壳S波速度结构: 来自背景噪声面波直接成像约束

李若豪, 雷建设, 宋晓燕

2025, 47(4):  1090-1112.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.04.20240121

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大同火山群位于华北克拉通中部, 因地质构造复杂和地震频发而引起广泛关注。文中基于地震科学国际数据中心数据服务平台^①收集的2020年1—12月期间中国地震局省级宽频带(60s~50Hz、 120s~50Hz、 360s~20Hz)固定地震台站记录的垂直分量连续波形资料, 拾取5~30s背景噪声面波频散曲线, 利用面波直接反演方法获得了研究区深至40km、 空间分辨率为0.75°×0.75° 的三维S波速度结构模型。成像结果显示, 上地壳S波速度分布与地表地质构造特征吻合较好, 山西断陷带普遍表现出低速异常, 主要反映了太原盆地、 忻定盆地和大同盆地的结构特征, 推测与盆地浅部覆盖的新生代沉积层有关, 而吕梁山脉和太行山脉因位于基岩区而表现为高速异常。在中下地壳, 大同火山群下方的低速异常范围扩展至整个山西断陷带北部及以西地区, 可能与地幔热物质上涌至地壳后在大同火山及邻区造成大面积热物质作用有关。大同火山区下方在地壳内存在一个不连续的低速异常体, 说明火山下方存在岩浆上涌通道, 但岩浆补给可能存在着不连续性。结合前人的地幔深部成像结果, 文中推测大同火山区下方反映的热物质低速异常, 可能与太平洋板块西向深俯冲、 印度-欧亚板块碰撞软流圈物质挤出及地幔柱活动共同作用有关。

基于背景噪声成像方法研究滇西北中上地壳三维速度结构及孕震环境

杨建文, 金明培, 叶泵, 茶文剑, 黑贺堂

2025, 47(4):  1113-1131.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.04.20240011

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滇西北构造运动剧烈、 强震多发, 对其进一步开展精细结构探测, 了解孕震机理, 可满足防范地震风险的实际需求。文中通过对滇西北74个台站2年记录的垂直分量连续波形数据进行处理, 在提取1~20s周期的基阶Rayleigh波相速度频散曲线的基础上, 采用面波直接成像方法反演了0~20km深度范围内的高分辨率三维S波速度模型, 并据此对滇西北地区的速度结构及孕震环境进行了研究。结果表明: 1)研究区中上地壳S波速度存在明显的横向和垂向非均匀性。在0~8km深度范围内存在厚度不均匀的低速层, 隆起和凹陷特征明显。10km深度附近存在厚5~10km的高速异常体, 主要分布在程海断裂中部的永胜—宾川之间、 维西-乔后断裂中段的洱源—漾濞之间、 维西-乔后断裂与龙蟠-乔后断裂的交会区, 推测这些高速体可能与峨眉山大火成岩省岩浆活动有关, 其应是二叠纪时期地幔柱活动残留在地壳内部的基性和超基性幔源物质。洱源—漾濞之间的高速体可能还与元古界苍山群岩的分布有关。2)从孕震环境来看, 研究区地震的空间分布与速度结构之间表现出了很好的对应关系。横向上, 地震主要集中在高速体的薄弱区域或高、 低速过渡带偏向高速体的一侧; 垂向上, 地震大多发生在中下地壳存在低速层且上覆高速体的脆性地壳中。在速度结构高、 低速过渡区, 地壳介质岩石组分及其物理-力学性质存在较大差异, 壳内应力易于积累, 有利于诱发地震。

京西北地区地壳速度结构与地震重新定位联合反演

宫猛, 邹献昆, 王晓山, 李广, 盛书中, 李红星, 徐荣华, 路昌胜

2025, 47(4):  1132-1151.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.04.20240014

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文中利用河北、 山西和内蒙古区域地震台网中145个国家地震台站记录到的2009年1月—2020年12月发生在京西北地区(37°~41°N, 111°~118°E)的20 442个地震的震相走时数据, 采用双差层析成像方法反演该区地壳三维P波速度结构, 同时获得17 613个地震震源参数。结果显示, 京西北地区的地壳结构变化与地形、 地貌及构造环境具有较好的相关性, 震源深度主要分布在5~25km范围, 且地震空间分布能较好地刻画出深部断层的几何形态。小地震重定位结果显示, 张-渤地震带内部发育一系列倾角较陡的深断层, 存在NW和NE向共轭状断层。其中, 夏垫断裂和新河断裂均为近直立的高倾角深大断裂。P波速度结构显示, 晋冀蒙交界区地壳内部的速度相对较低, 河北平原带地壳内部结构存在较强的横向不均匀性; 张-渤地震带中下地壳存在显著的低速异常, 山西断陷带地壳内部低速异常的深度分布由南至北逐渐加深。整体来看, 京西北地区的地震活动与深、 浅断裂的发育及地壳速度结构分布特征密切相关, 绝大部分地震发生在脆性上地壳内及上地壳与下地壳相交的脆-韧性转换带。

利用PALM构建三峡地震台网完整的地震目录及2017—2018年巴东震群的成因机理

周本伟, 房立华, 张丽芬, 王杰, 王世广, 刘骅标

2025, 47(4):  1152-1166.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.04.20230143

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三峡库区于2017年和2018年先后发生4次M4.0以上地震。文中使用三峡台网12个固定台的连续波形数据, 利用PALM算法获得了2次地震序列的高分辨率地震目录。将PALM目录结果与人工目录进行对比分析, 结果表明, 所获得的地震数量比人工目录多3~4倍, 震中差异平均值为0.57km, 发震时刻差异平均值为-0.43s, 震级差异平均值为0.04。2017年M4.3和M4.1地震发生在低水位期, 序列主要沿NE和NW 2个方向展布, 余震主要分布在3.0~5.0km深度, 且主要分布于滑脱层中, 靠近背斜褶皱核部地震较少, 而两翼地震较多。2018年M4.5和M4.1地震发生在高水位期, 序列主要分布在SWW走向、 NW倾向的断裂上, 余震主要分布在5.0~7.0km深度处, 呈线性分布, 地震活动宽度很窄且没有扩张的迹象, 渗透率较高的破坏带充当流体通道, 流体注入断层导致孔隙压力变大使断层失稳滑动, 余震序列上方的滑脱面阻碍余震继续向上迁移。

太原盆地王湖断层第四纪活动特征及构造意义

曾金艳, 王凯, 陈文, 任瑞国, 由文智, 古碧莹

2025, 47(4):  1167-1182.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.04.20240012

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文中采用浅层地震勘探、 野外地质调查、 钻孔联合剖面勘探相结合的方法, 综合年代学样品测试结果, 研究了王湖断层的准确位置和活动时代, 并分析了构造意义。研究结果表明: 断层总体走向NW—NNW, 倾向SW, 总长约27.0km, 活动时代为中更新世。断层在空间上分为南、 北2段: 北段呈隐伏状态, 上断点埋深15.1~16.6m; 南段出露地表。断层控制太原盆地南部东端的构造形态, 为太原盆地第四系边界断层。研究结果更新了前人的“盆地边界为晚新生代河湖相沉积与黄土沉积交界, 太原盆地南部东端无控盆边界断层”的认识, 同时更新了断层为晚更新世活动断层的结论。文中结果为晋中市防震减灾、 城市规划及土地利用提供重要有益的依据, 也对研究整个太原盆地构造演化、 评估太原盆地的地震危险性具有一定的科学意义。

泸县—荣昌地区地震活动时空演化与构造应力场特征

唐茂云, 李翠平, 黄世源, 董蕾, 高见, 李勇

2025, 47(4):  1183-1203.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.04.20240008

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文中基于重庆区域地震台网和四川区域地震台网记录的地震资料, 对2021年7月以来泸县—荣昌地区的地震进行重定位, 并利用CAP方法反演2009年以来记录的M_L≥3.0地震的震源机制解。再结合拟合的发震断层参数和反演的构造应力场探讨了地震活动的发震断层和不同时段地震的孕震机理。结果显示, 2021年以来泸县—荣昌的地震活动从螺观山背斜迁移至喻家寺和香炉山向斜内2个区域; 地震活动呈现出2条NE—NNE向展布的条带, 且深度集中在2~12km。震源破裂以逆冲挤压型为主, 震源矩心平均深度为3.8km, 与志留系龙马溪组页岩层深度吻合。其中喻家寺向斜地震带状活动随着时间的推移整体向NE迁移, 且西南末端分叉成为2支。香炉山向斜内的地震活动则呈NNE走向、 SE倾分布。2条地震条带地表无匹配断层, 根据小地震分布确定的断层面参数和震源机制解结果推测, 喻家寺向斜地震条带的发震断层为一条走向NNE、 倾向NWW的逆冲隐伏断层; 香炉山向斜地震条带发震断层则为一条走向NNE、 倾向SE的逆冲隐伏断层。研究区的构造应力环境相对简单, 以NWW-SEE向水平挤压作用为主, 区域内显著地震主要受区域构造应力场和隐伏断层控制。

基于气枪主动源的祁连山地区地下介质衰减变化

邹锐, 郭晓, 孙点峰, 王亚红, 张元生, 秦满忠, 刘旭宙, 李少华, 宋婷, 刘岸果

2025, 47(4):  1204-1221.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.04.20240071

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国内外利用重复震源开展地下介质变化监测研究主要基于激发源波形的时间变化信息, 而将振幅变化信息应用于地下介质变化的相关研究仍很有限。文中利用甘肃祁连山气枪主动源激发的高重复性波形的振幅信息, 应用频谱比法计算祁连山中东段地区的介质衰减参数t^*随时间的变化, 获得了观测台站不同震相的衰减变化特征。与气枪激发波形的走时变化、 张掖甘州地区地面气压、 地表温度、 降水量等物理量进行对比, 结果表明衰减变化与走时变化具有正相关性, 且2019年张掖甘州 M_S5.0 地震震源区附近的ZDY27台的衰减变化存在0.03s的同震相对变化。相关研究成果表明, 基于气枪主动源的衰减变化计算是探测地下介质变化的有效方法, 这为基于气枪主动源连续探测地下介质变化提供了另一种途径。

山西中南部中小地震震源机制应力特征和地震活动相关性分析

董春丽, 郭文峰, 刘瑞春, 丁大业

2025, 47(4):  1222-1243.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.04.20240044

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文中选用山西地区丰富的地震资料, 利用P波初动加振幅比方法, 计算得到山西中南部及邻省附近区域2009年以来rms≤0.45的314次中小地震的震源机制解。通过分析这些震源机制解参数, 得到了研究区现今构造应力场, 总体为NEE-SWW向的近水平挤压与NNW-SSE向的水平拉伸; 震源类型以正断、 走滑、 正走滑型为主, 兼有少量逆断型和逆走滑型, 且多位于临汾和长治一带。针对山西中南部分区的研究结果表明, 太原、 临汾、 运城和长治不同构造断陷区之间存在应力差异和震源类型差异, 该差异与太原和运城2个盆地处于山西地堑系的拉张扩展部位、 临汾盆地处于剪切部位相吻合, 是各区局部特殊的构造、 不同的地质环境和周围应力调整变化的体现。文中进一步探讨了在现今区域应力环境下, 这些构造区内中小地震活动的关联性, 认为目前山西南部可能是未来中等地震活动跃迁的重点区域, 需引起重视。

2023年甘肃积石山M_S6.2地震前地电阻率异常特征分析

张丽琼, 李娜, 高曙德, 姜佳佳

2025, 47(4):  1244-1261.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.04.20240007

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地电阻率观测和研究是地震预测与震情跟踪中的重要技术之一。文中利用原始曲线方法和自适应相关幅度方法, 对积石山 M_S6.2 地震震中附近地电阻率观测数据进行分析, 结合地震前的现场异常核实工作和以往震例回溯, 对此次地震前地电阻率异常特征进行研究。结果显示: 震中300km范围内4个台站出现异常, 台站位于震中近N、 NE和SE向。通过原始曲线方法分析得到, 通渭台地电阻率在震前2个月出现快速下降, 为短期异常; 武胜驿和定西台出现破年变高值变化, 武威台的年变幅减小, 3个台站均出现中期时间尺度异常, 呈现异常起始时间准同步的特点。利用自适应变化幅度法进行定量分析发现, 通渭台 N20°W和EW' 2个测道的异常起始时间为2023年9月, 提取的异常变幅分别为0.09Ω·m和0.12Ω·m, 超过异常阈值线的指标分别为0.07%、 0.2%; EW测道的异常起始时间为2023年10月, 提取的异常变幅为0.12Ω·m, 超过异常阈值线的指标为0.4%; 武威台NS测道的异常起始时间为2023年5月, 提取的异常变幅为0.2Ω·m, 超过异常阈值线的指标为0.15%; 定西台 EW测道的异常起始时间为2023年4月, 提取的异常变幅为0.04Ω·m, 超过异常阈值线的指标为0.2%。文中研究结果可为异常核实工作中地电阻率异常提取、 异常性质判定, 以及为依据地电阻率异常开展地震预测提供一定的借鉴和参考。

双相矿物介质断层泥在同震滑动过程中的弱化、 强化及其转换机制

黄建桦, 张波, 党嘉祥, 邹俊杰, 何宏林, 张进江

2025, 47(4):  1262-1291.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.04.20240145

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断层泥的非均质性是影响或控制断层滑动过程摩擦强度变化的重要因素之一, 但同震滑移过程中断层泥的非均质性在控制断层滑动行为、 摩擦强度和速度依赖性等方面的效应仍不清楚。文中采用人工合成的双矿物相断层泥(石英和白云石以不同比例混合), 在1MPa正应力条件下, 开展了低速—高速(0.000 1~1.0m/s)旋转剪切摩擦实验。结果表明, 在滑动速率为1.0m/s的高速滑动实验中, 石英含量不同的白云石断层泥的摩擦行为呈现出显著差异, 并表现出2个阶段弱化的特征; 随石英含量的增加, 白云石断层泥的稳态摩擦系数μ_ss值呈现出先增加后降低的趋势, 而滑动弱化距离D_c值则呈现出指数型增加趋势。微观构造观测结果显示, 高速滑动(≥0.5m/s)时, 主滑动面发育5~10μm厚的纳米颗粒层; 在石英含量≤20wt%的试样中, 主滑动面附近发育熔体斑块; 当石英含量增加到30wt%时, 主滑动面附近出现相互连通的熔体薄膜或熔体层。总结认为, 含石英组分的白云石断层泥在高速滑动过程中, 纳米颗粒润滑和瞬时生热作用共同主导了第1阶段的弱化, 随后主滑动面上石英颗粒的少量熔融和纳米颗粒黏结效应, 导致摩擦强度得以部分恢复。当SiO₂熔体含量不断增加并形成熔体薄膜/熔体层时, 熔体润滑作用导致了第2阶段的滑动弱化。文中实验结果表明, 在同震滑动(m/s级)过程中, 具有不同摩擦特性的非均质断层泥对断层摩擦强度起着重要的控制作用, 自然界中碳酸盐岩断层岩内含有少量的石英(≤20wt%)有助于抑制同震滑动时的断层弱化。

同震及震后形变约束的2020年3月青藏高原南部定日 M_W5.7 地震发震构造

杨九元, 温扬茂, 许才军, 杨见兵

2025, 47(4):  1292-1305.  DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.04.20240061

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2020年3月20日, 青藏高原南部申扎-定结断裂带附近发生了一次 M_W5.7 浅源地震, 为通过现代卫星大地测量技术探究该研究程度较低区域的发震构造提供了机会。文中利用Sentinel-1A卫星升、 降轨SAR影像获取了该地震同震及震后半年的地表形变。同震模拟结果揭示地震成核于一条埋深于1.6~5.7km深度的之前未被识别的正断层。深入的震后分析表明震后余滑与同震滑动孕育于同一断层面, 且位于其上倾0.8~4.8km深度处。该地震深部同震滑动及浅部余滑共同成像一条近完整的单平面地下发震断层。通过对反演结果、 地形地貌及断层特性的分析, 推断构造区域内较高的重力势能差可能是地震发生的主因。同震库仑应力模拟显示, 申扎-定结断层带南、 北分支断层表现较强的应力加载, 应注意其破裂风险。