地震地质 ›› 2023, Vol. 45 ›› Issue (4): 1006-1024.DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2023.04.012
收稿日期:2022-09-29
修回日期:2022-12-22
出版日期:2023-08-20
发布日期:2023-09-20
通讯作者:
*郭祥云, 女, 1975年生, 高级工程师, 主要从事震源机制及应力场反演等研究, E-mail: 作者简介:基金资助:
XU Ying-cai1)(
), GUO Xiang-yun2),*(
)
Received:2022-09-29
Revised:2022-12-22
Online:2023-08-20
Published:2023-09-20
摘要:
2022年四川马尔康强震群是中国有地震台网记录以来, 巴颜喀拉块体东部马尔康地区首次出现的地震频度高、 时空分布集中、 爆发性较强且震级强度大的罕见强震群活动。文中通过双差定位方法对该震群序列进行了重定位, 利用gCAP方法测定了MS≥3.6地震的震源机制及矩心深度, 然后根据震源机制结果分析了马尔康地区应力体系与这些地震震源机制的关系, 最后根据重定位结果进行了断层面拟合。结果显示, 马尔康震群序列震中区域主要沿NW向优势分布, 整个震群序列的平均初始破裂深度为9.8km, 深度剖面反映地震相对密集的区域主要介于0~15km深度之间, 震群中震级最大的 MS6.0 地震的初始破裂深度为12.5km, 几乎位于震群序列密集区的底端。其震源机制节面I的走向为150°, 倾角为79°, 滑动角为7°; 节面Ⅱ的走向为59°, 倾角为83°, 滑动角为169°; 矩心深度为9km。其余MS≥3.6地震的震源机制均为走滑型, 震源机制节面的倾角为71°~86°, 且相同走向的各个节面的倾向也有所不同, 其矩心深度为5~9km, P轴方位为NWW向, 且倾伏角近水平。MS≥3.6地震震源机制NW向节面的相对剪应力均显著大于NE向节面, 且NW向节面的正应力均小于NE向节面, 表明这些地震更容易在NW向的节面上产生走滑错动。拟合后的断层面参数揭示震群中大部分地震活动可能受到马尔康断裂附近至少2条近NW走向的平行伴生断层控制, 倾角约为88°, 且具有左旋运动性质。结合已有的区域地质构造推测, 马尔康震群可能为NW向和NE向共轭断层发震, 其中NW向断层控制了大多数地震活动。
许英才, 郭祥云. 2022年四川马尔康MS6.0强震群重定位及发震断层探讨[J]. 地震地质, 2023, 45(4): 1006-1024.
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图 1 马尔康 MS6.0 震群的震中位置、 区域地质构造及M≥6.0历史地震分布 五角星为震群序列中最大地震 MS6.0 及次大地震 MS5.8 的震中, 其余黑点为余震震中。MEKF 马尔康断裂; LRBF 龙日坝断裂; YKF 玉科断裂; DRF 达日断裂; MD-GDF 玛多-甘德断裂; JZF 久治断裂; XSHF 鲜水河断裂; MJF 岷江断裂; HYF 虎牙断裂; TZF 塔藏断裂; LMSF 龙门山断裂。除龙日坝断裂据参考文献(徐锡伟等, 2008; 陈长云等, 2013)改绘外, 其余断层来自文献(邓起东等, 2003)
Fig. 1 Epicenters of the MS6.0 Maerkang earthquake swarm, regional geological structure and distribution of historical M≥6.0 earthquakes.
| 层号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| H/km | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 50 | 60 | 65 |
| VP/km·s-1 | 5.08 | 5.19 | 5.64 | 5.84 | 5.79 | 5.79 | 5.94 | 5.99 | 6.08 | 6.70 | 7.25 | 7.55 |
表 1 马尔康地区的P波速度模型
Table 1 P-wave velocity model of the Maerkang region
| 层号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| H/km | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 50 | 60 | 65 |
| VP/km·s-1 | 5.08 | 5.19 | 5.64 | 5.84 | 5.79 | 5.79 | 5.94 | 5.99 | 6.08 | 6.70 | 7.25 | 7.55 |
| 序号 | 地震事件时间 | MS | MW | HW /km | 节面Ⅰ | 节面Ⅱ | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 走向 /(°) | 倾角 /(°) | 滑动角 /(°) | 走向 /(°) | 倾角 /(°) | 滑动角 /(°) | |||||
| 1 | 2022-06-10,00:03:24 | 5.8 | 5.4 | 6 | 323 | 72 | 4 | 232 | 86 | 162 |
| 2 | 2022-06-10,00:21:17 | 4.4 | 4.6 | 6 | 147 | 80 | 19 | 54 | 71 | 169 |
| 3 | 2022-06-10,01:28:34 | 6.0 | 5.7 | 9 | 150 | 79 | 7 | 59 | 83 | 169 |
| 4 | 2022-06-10,03:27:00 | 5.2 | 4.8 | 8 | 155 | 81 | 10 | 63 | 80 | 171 |
| 5 | 2022-06-10,04:37:26 | 4.4 | 4.5 | 6 | 338 | 73 | 9 | 245 | 81 | 163 |
| 6 | 2022-06-10,04:54:33 | 3.9 | 4.0 | 8 | 333 | 72 | 14 | 239 | 77 | 161 |
| 7 | 2022-06-14,18:11:10 | 4.4 | 4.4 | 5 | 147 | 76 | 17 | 53 | 74 | 165 |
表 2 马尔康震群序列MS≥3.6地震的震源机制2个节面解及矩心深度
Table 2 Parameters of two nodal planes from focal mechanism and centrid depth of MS≥3.6 earthquakes from Maerkang swarm
| 序号 | 地震事件时间 | MS | MW | HW /km | 节面Ⅰ | 节面Ⅱ | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 走向 /(°) | 倾角 /(°) | 滑动角 /(°) | 走向 /(°) | 倾角 /(°) | 滑动角 /(°) | |||||
| 1 | 2022-06-10,00:03:24 | 5.8 | 5.4 | 6 | 323 | 72 | 4 | 232 | 86 | 162 |
| 2 | 2022-06-10,00:21:17 | 4.4 | 4.6 | 6 | 147 | 80 | 19 | 54 | 71 | 169 |
| 3 | 2022-06-10,01:28:34 | 6.0 | 5.7 | 9 | 150 | 79 | 7 | 59 | 83 | 169 |
| 4 | 2022-06-10,03:27:00 | 5.2 | 4.8 | 8 | 155 | 81 | 10 | 63 | 80 | 171 |
| 5 | 2022-06-10,04:37:26 | 4.4 | 4.5 | 6 | 338 | 73 | 9 | 245 | 81 | 163 |
| 6 | 2022-06-10,04:54:33 | 3.9 | 4.0 | 8 | 333 | 72 | 14 | 239 | 77 | 161 |
| 7 | 2022-06-14,18:11:10 | 4.4 | 4.4 | 5 | 147 | 76 | 17 | 53 | 74 | 165 |
图 5 马尔康 MS6.0 地震的震源机制解及观测波形(黑)与理论波形(红)拟合图 台站名旁边的数值为方位角(°); 下方左侧为震中距(km), 右侧为偏移时间(s); 波形下方分别为理论波形(红)与实际波形(黑)的相对移动时间(s)及波形相关系数(%)
Fig. 5 Focal mechanism solution of the MS6.0 Maerkang earthquake and fitting diagram of observed waveform(black)and theoretical waveform(red).
图 7 马尔康震群序列MS≥3.6地震震源机制节面的走向、 倾角、 滑动角, P轴和T轴的方位及倾伏角参数玫瑰图
Fig. 7 Rose diagrams of strike, dip, rake of nodal planes, and azimuth and plunge of P-axis and T-axis from focal mechanisms of MS≥3.6 earthquake swarm.
图 8 马尔康 MS5.8、 MS6.0 及 MS5.2 地震不同作者或机构的震源机制结果与本文结果的对比 马尔康地震的各种震源机制, 按震源机制中心解的最小空间旋转角排序, 除本文结果之外,其余不同作者、 机构的震源机制结果来自Seismology小组①(① https://mp.weixin.qq.com/s/lLvTKGnb4guMglf5_7BV6Q。)
Fig. 8 Comparison of the focal mechanism results of MS5.8, MS6.0 and MS5.2 Maerkang earthquakes calculated with other's work.
图 9 马尔康地区的应力体系与震群MS≥3.6地震的震源机制关系图 方形网格区域内为在不同形状断层面下模拟的震源机制、 相对剪应力和正应力分布, 7个红色震源机制中粗弧线为该节面的形状, 其旁边的数字为对应的地震序号
Fig. 9 Relationship between regional tectonic stress system and focal mechanism of the Maerkang MS≥3.6 earthquakes.
图 10 震源机制2个节面的相对剪应力及正应力随MS≥3.6地震序号的变化图 红色实线和蓝色实线分别代表NW向节面Ⅰ和NE向节面Ⅱ的应力变化, 震源球旁的值为地震震级MS
Fig. 10 Variations of relative shear stress and normal stress on the two nodal planes of focal mechanism with MS≥3.6 earthquake sequence number.
图 11 马尔康震群的断层面拟合 a 所选取的北、 南支2个地震丛集区, b、 c 分别为北支和南支地震丛集区的断层面拟合。其中, 对于图b和c中的各图, 左上分图为地震水平分布, 右上分图为地震在该剖面的投影图, 左下分图为垂直于断层面的横截面投影,右下分图为地震到断层面的距离
Fig. 11 Fault plane fitting of Maerkang earthquake swarm.
图 12 本文推测的马尔康 MS6.0 震群的发震断层及错动方式 左侧图震源机制为震源球在水平剖面的下半球投影, 右侧图震源机制为震源球在该深度垂直剖面的投影
Fig. 12 Inferred possible seismic fault and rupture pattern of the MS6.0 Maerkang earthquake swarm.
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