地震地质 ›› 2025, Vol. 47 ›› Issue (6): 1649-1666.DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.06.20240067
戴宗辉1)(
), 曲均浩1),*(
), 徐宁2), 李翠芹1), 李冬梅1), 尹玉振1)
收稿日期:2024-05-16
修回日期:2024-08-02
出版日期:2025-12-20
发布日期:2025-12-31
通讯作者:
曲均浩
作者简介:戴宗辉, 男, 1988年生, 工程师, 主要从事地震活动性和数字地震学研究, E-mail: daizonghui001@163.com。
基金资助:
DAI Zong-hui1)(
), QU Jun-hao1),*(
), XU Ning2), LI Cui-qin1), LI Dong-mei1), YIN Yu-zhen1)
Received:2024-05-16
Revised:2024-08-02
Online:2025-12-20
Published:2025-12-31
Contact:
QU Jun-hao
摘要:
文中基于深度学习方法, 对微山震群附近地区进行了地震检测和地震精定位, 并通过双差层析成像方法反演了震源区的三维速度结构。基于地震精定位结果和反演的三维速度结构, 并结合部分ML≥2.0地震的震源机制解, 对微山震群的孕震环境和发震构造进行了深入分析。研究结果表明, 微山震群的发震断裂为一条高角度左旋走滑断裂, 走向NWW, 略向SW向倾斜; 发震断裂破裂面尺度较小, 破裂由8km深度处开始向地表方向破裂, 同时沿断裂走向两侧破裂, 但未破裂至地表。地下介质波速和泊松比在孙氏店断裂和凫山断裂两侧变化剧烈, 且不同深度具有一定的分层特征。微山震群位于P波、 S波高速异常体内, 同时泊松比相对较低。基于发震断裂的性质与区域地壳结构特征, 分析认为震源区坚硬地层的脆性破裂是微山震群的直接成因, 反映了区域应力的集中释放过程。上述发现深化了对微山震群地震活动机制和孕震环境的理解。
戴宗辉, 曲均浩, 徐宁, 李翠芹, 李冬梅, 尹玉振. 2023年微山震群震源区三维速度结构与发震构造[J]. 地震地质, 2025, 47(6): 1649-1666.
DAI Zong-hui, QU Jun-hao, XU Ning, LI Cui-qin, LI Dong-mei, YIN Yu-zhen. THREE-DIMENSIONAL WAVE VELOCITY STRUCTURE AND SEISMOGENIC STRUCTURE FOR THE 2023 WEISHAN EARTHQUAKE SWARM[J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2025, 47(6): 1649-1666.
图 1 微山震群震中及附近地区断裂和历史地震分布图 图a中红色方框为图b的位置, 图b中黄色五角星为微山震群位置, 红色虚线为2条剖面测线, 黑色实线为断层, 红色圆圈为有记录以来M≥5.0地震的震中
Fig. 1 The distribution of faults and historical earthquakes around the epicenter region of the Weishan earthquake swarm.
图 2 VP和VS层析成像地震事件、 台站和地震射线的平面和垂直剖面分布图 蓝色方框为研究区, 蓝色加号为网格格点, 黄色五角星表示微山震群, 黑色三角形为地震台站, 红色空心圆为地震位置, 灰色直线为地震射线
Fig. 2 The hypocentres, stations and rays in the horizontal plane and vertical plane along the longitude and latitude used for VP and VS tomography.
| 深度/km | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 34 | 40 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| VP/km·s-1 | 4.792 | 5.621 | 6.062 | 6.212 | 6.251 | 6.500 | 6.824 | 7.400 | 8.100 |
| VS/km·s-1 | 2.856 | 3.351 | 3.533 | 3.613 | 3.615 | 3.760 | 3.971 | 4.300 | 4.690 |
| VP/VS | 1.678 | 1.677 | 1.716 | 1.719 | 1.729 | 1.729 | 1.718 | 1.721 | 1.727 |
表 1 初始速度模型
Table1 Initial velocity model
| 深度/km | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 34 | 40 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| VP/km·s-1 | 4.792 | 5.621 | 6.062 | 6.212 | 6.251 | 6.500 | 6.824 | 7.400 | 8.100 |
| VS/km·s-1 | 2.856 | 3.351 | 3.533 | 3.613 | 3.615 | 3.760 | 3.971 | 4.300 | 4.690 |
| VP/VS | 1.678 | 1.677 | 1.716 | 1.719 | 1.729 | 1.729 | 1.718 | 1.721 | 1.727 |
图 6 人工地震目录和检测地震目录的震中分布 a、 c 人工地震目录; b、 d 检测地震目录。 黄色五角星标注了5次ML≥3.0地震的位置
Fig. 6 Epicenter distribution of events from manually and automatically detected catalogs.
图 9 震后不同时间段地震序列沿平面及深度剖面分布图
Fig. 9 The distribution of seismic sequence along the plane and depth profile in different time periods after the earthquake.
| 序号 | 节面Ⅰ | 节面Ⅱ | 发震时间 | 震级/ML | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 走向/(°) | 倾角/(°) | 滑动角/(°) | 走向/(°) | 倾角/(°) | 滑动角/(°) | ||||||||||
| 1 | 188.6 | 78.3 | 165.3 | 281.7 | 75.6 | 12.1 | 2023-03-25, 13:53:20 | 3.2 | |||||||
| 2 | 195.6 | 76.3 | 174.5 | 286.9 | 84.7 | 13.8 | 2023-04-06, 00:38:00 | 3.3 | |||||||
| 3 | 25.0 | 88.8 | -150.2 | 294.3 | 60.2 | -1.4 | 2023-04-06, 00:48:13 | 2.4 | |||||||
| 4 | 204.2 | 65.0 | -170.2 | 110.0 | 81.1 | -25.3 | 2023-04-06, 00:54:37 | 2.0 | |||||||
| 5 | 195.7 | 83.9 | -164.6 | 104.0 | 74.7 | -6.3 | 2023-04-08, 08:36:01 | 3.9 | |||||||
| 6 | 199.1 | 72.8 | -177.0 | 108.2 | 87.1 | -17.2 | 2023-04-10, 16:50:04 | 3.1 | |||||||
| 7 | 188.3 | 85.5 | -167.4 | 97.3 | 77.4 | -4.6 | 2023-04-12, 07:34:54 | 2.0 | |||||||
| 8 | 188.6 | 80.7 | 157.8 | 282.4 | 68.1 | 10.0 | 2023-04-17, 15:46:35 | 2.5 | |||||||
| 9 | 357.0 | 77.7 | -176.9 | 266.3 | 87.0 | -12.3 | 2023-04-17, 16:02:06 | 3.1 | |||||||
| 10 | 245.7 | 81.0 | -161.7 | 152.7 | 71.9 | -9.5 | 2023-04-18, 02:21:20 | 2.0 | |||||||
表 2 部分ML≥2.0地震的震源机制解
Table2 Focal mechanism solutions of selected earthquakes with magnitude ML≥2.0
| 序号 | 节面Ⅰ | 节面Ⅱ | 发震时间 | 震级/ML | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 走向/(°) | 倾角/(°) | 滑动角/(°) | 走向/(°) | 倾角/(°) | 滑动角/(°) | ||||||||||
| 1 | 188.6 | 78.3 | 165.3 | 281.7 | 75.6 | 12.1 | 2023-03-25, 13:53:20 | 3.2 | |||||||
| 2 | 195.6 | 76.3 | 174.5 | 286.9 | 84.7 | 13.8 | 2023-04-06, 00:38:00 | 3.3 | |||||||
| 3 | 25.0 | 88.8 | -150.2 | 294.3 | 60.2 | -1.4 | 2023-04-06, 00:48:13 | 2.4 | |||||||
| 4 | 204.2 | 65.0 | -170.2 | 110.0 | 81.1 | -25.3 | 2023-04-06, 00:54:37 | 2.0 | |||||||
| 5 | 195.7 | 83.9 | -164.6 | 104.0 | 74.7 | -6.3 | 2023-04-08, 08:36:01 | 3.9 | |||||||
| 6 | 199.1 | 72.8 | -177.0 | 108.2 | 87.1 | -17.2 | 2023-04-10, 16:50:04 | 3.1 | |||||||
| 7 | 188.3 | 85.5 | -167.4 | 97.3 | 77.4 | -4.6 | 2023-04-12, 07:34:54 | 2.0 | |||||||
| 8 | 188.6 | 80.7 | 157.8 | 282.4 | 68.1 | 10.0 | 2023-04-17, 15:46:35 | 2.5 | |||||||
| 9 | 357.0 | 77.7 | -176.9 | 266.3 | 87.0 | -12.3 | 2023-04-17, 16:02:06 | 3.1 | |||||||
| 10 | 245.7 | 81.0 | -161.7 | 152.7 | 71.9 | -9.5 | 2023-04-18, 02:21:20 | 2.0 | |||||||
图 10 微山震群震源区附近P波、 S波速度和泊松比剖面图 a、 b 地形剖面; c、 d P波速度剖面; e、 f S波速度剖面; g、 h 泊松比剖面; 黑色虚线为研究区已知断裂的深度剖面, 红色虚线为微山震群推测发震断裂; 黑色圆点为精定位后微山震群地震位置; CC'和DD'剖面对应测线位置见图 1
Fig. 10 Profiles of P-wave, S-wave velocity and Poisson's ratio near the source area of Weishan earthquake swarm.
| [1] |
曹颖, 钱佳威, 黄江培, 等. 2024. 云南洱源地区地壳三维精细速度结构成像[J]. 地震地质, 46(1): 162-183. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2024.01.010.
|
|
|
|
| [2] |
晁洪太, 王锜, 李家灵, 等. 1997. 山东省地震构造图、 山东省新构造图及说明书(1︰100万)[M]. 济南: 山东省地图出版社.
|
|
|
|
| [3] |
邓文泽, 陈九辉, 郭飚, 等. 2014. 龙门山断裂带精细速度结构的双差层析成像研究[J]. 地球物理学报, 57(4): 1101-1110.
|
|
|
|
| [4] |
胡玉禄, 回寒星, 胡红文, 等. 2005. 曲阜近山前地区地热地质条件浅析[J]. 山东国土资源, 21(4): 35-37.
|
|
|
|
| [5] |
李翠平, 唐茂云, 郭卫英, 等. 2022. 荣昌及周边三维速度结构初步研究[J]. 地震地质, 44(1): 205-219. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2022.01.013.
|
|
|
|
| [6] |
李强, 吴建平. 2023. 福建地区地壳三维P波速度结构与构造含义[J]. 地震地质, 45(4): 970-986. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2023.04.010.
|
|
|
|
| [7] |
刘亢, 杨婷, 李红光, 等. 2023. 小地震精定位与层析成像揭示的邢台地震区深部构造特征[J]. 地震地质, 45(6): 1328-1348. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2023.06.005.
|
|
|
|
| [8] |
裴玮来, 周仕勇. 2022. 基于最大顺序统计量的P波初动极性自动读取方法的小震震源机制反演及在云南小江地区的应用研究[J]. 地球物理学报, 65(3): 992-1005.
|
|
|
|
| [9] |
任青芳, 张成科, 赵金仁, 等. 1992. 菏泽地区地壳结构特征与地震[J]. 华北地震科学, 10(3): 45-52.
|
|
|
|
| [10] |
苏道磊, 范建柯, 吴时国, 等. 2016. 山东地区地壳P波三维速度结构及其与地震活动的关系[J]. 地球物理学报, 59(4): 1335-1349.
|
|
|
|
| [11] |
汤永安. 1981. 鲁中南地区地壳构造与地震[J]. 地壳形变与地震, (1): 66-72.
|
|
|
|
| [12] |
万永革. 2022. 断裂带震源机制节面聚类确定断裂带产状方法及在2021年漾濞地震序列中的应用[J]. 地球物理学报, 65(2): 637-648.
|
|
|
|
| [13] |
王光杰, 滕吉文, 张先康. 2007. 鲁西地区的地壳结构及壳内近直立高速异常体的发现[J]. 地球物理学报, 50(5): 1480-1487.
|
|
|
|
| [14] |
王雷, 王志才, 付俊东, 等. 2018. 山东凫山断裂和峄山断裂的新活动时代研究[J]. 中国地震, 34(4): 800-808.
|
|
|
|
| [15] |
王未来, 吴建平, 房立华, 等. 2014. 2014年云南鲁甸 MS6.5 地震序列的双差定位[J]. 地球物理学报, 57(9): 3042-3051.
|
|
|
|
| [16] |
王小娜, 邓志辉, 叶秀薇, 等. 2020. 广东阳江地区的地壳速度结构与地震活动性[J]. 地震地质, 42(5): 1153-1171. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2020.05.008.
|
|
|
|
| [17] |
吴海波, 申学林, 王杰, 等. 2018. 三峡库区上地壳三维速度结构的双差层析成像研究[J]. 地球物理学报, 61(7): 2802-2814.
|
|
|
|
| [18] |
|
| [19] |
|
| [20] |
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| [37] |
|
| [38] |
|
| [39] |
|
| [40] |
|
| [41] |
|
| [1] | 张波, 王爱国, 冯紫微, 何小龙, 朱俊文, 姚赟胜, 蔡艺萌. 2023年甘肃积石山MS6.2地震发震构造分析[J]. 地震地质, 2025, 47(6): 1586-1605. |
| [2] | 李婷婷, 缪发军, 孙业君, 范文华, 宫杰, 顾勤平, 杜航, 孙小航, 张岑, 李子烨. 江苏江都震群震源区速度结构及构造特征[J]. 地震地质, 2025, 47(5): 1343-1363. |
| [3] | 孙君嵩, 冯志生, 吴迎燕, 李鸿宇, 杨杰. 基于台站地磁垂直分量异常定位的漾濞MS6.4 地震地磁日变化感应电流分布异常特征[J]. 地震地质, 2025, 47(5): 1456-1476. |
| [4] | 李林林, 姜文亮, 李德文, 焦其松, 罗毅, 李永生, 田云锋, 李营营. 2023年12月18日积石山 MS6.2 地震地表破裂及发震构造[J]. 地震地质, 2025, 47(4): 1058-1074. |
| [5] | 周本伟, 房立华, 张丽芬, 王杰, 王世广, 刘骅标. 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[J]. 地震地质, 2025, 47(4): 1152-1166. |
| [6] | 郭钊吾, 鲁人齐, 张金玉, 房立华, 刘冠伸, 吴熙彦, 孙晓, 祁诗淼. 2025年1月7日西藏定日MS6.8强震发震断层三维模型与地震构造环境[J]. 地震地质, 2025, 47(3): 671-688. |
| [7] | 陈翰林, 王勤彩, 高锦瑞, 李君. 2025年西藏定日MS6.8地震序列发震构造[J]. 地震地质, 2025, 47(3): 747-760. |
| [8] | 尹欣欣, 左可桢, 赵翠萍, 蔡润. 西藏定日 MS6.8 地震重定位及前震序列识别[J]. 地震地质, 2025, 47(3): 850-868. |
| [9] | 王雪竹, 吴传勇, 刘建明, 臧柯智, 袁海洋, 高瞻, 张金烁, 马云潇. 2024年1月23日新疆乌什 MS7.1 地震序列重定位与发震构造[J]. 地震地质, 2025, 47(2): 488-506. |
| [10] | 石峰, 梁明剑, 罗全星, 乔俊香, 张达, 王鑫, 易文星, 张佳伟, 张迎峰, 张会平, 李涛, 李安. 2025年1月7日西藏定日6.8级地震发震构造与同震地表破裂特征[J]. 地震地质, 2025, 47(1): 1-15. |
| [11] | 许英才, 郭祥云. 2023年平原MS5.5地震矩张量反演及发震构造[J]. 地震地质, 2025, 47(1): 284-305. |
| [12] | 王鑫, 张珂, 王玥. 内蒙古阿鲁科尔沁旗MS5.9与MS4.7地震序列特征及其发震构造分析[J]. 地震地质, 2024, 46(6): 1314-1331. |
| [13] | 许永强, 雷建设, 胡晓辉. 2021年5月21日云南漾濞MS6.4地震序列双差重定位及其构造意义[J]. 地震地质, 2024, 46(5): 1066-1090. |
| [14] | 于悦颖, 李正楷, 杨云, 康清清, 钱佳威, 王俊菲, 瞿旻, 周昱辰, 李迎春, 许田. 2022年东台地震序列区域速度结构和精确定位[J]. 地震地质, 2024, 46(3): 627-644. |
| [15] | 宋冬梅, 王浩, 冯家兴, 单新建, 王斌. 基于RS-Conv的多尺度神经网络LiDAR点云断裂带提取方法[J]. 地震地质, 2024, 46(3): 739-755. |
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