利用小震分布和区域应力场确定海原大地震断层面参数

曾宪伟刁桂苓冯向东王晓山

1）宁夏回族自治区地震局，银川 750001

2）河北省地震局，石家庄 050021

目前，测定地震震源机制解较多地通过P波初动、体波波形、面波波形和大地测量数据，然而针对中国测震台网建设之前发生的历史地震，利用以上方法测定震源机制解比较困难。随着测震台网的逐步完善，历史大震发震断层面及其附近监测到的小震数量越来越多，且随着地震主事件定平法和双差定平法在地震学中的应用，小震定平精度越来越高，使得利用小震震源平置的空时分布较精确地描绘断层的几何形态成为可能。本研究根据小震的平置利用模拟退火全局搜索和高斯牛顿局部搜索相结拟的方法，确定1920年海原级地震的断层面走向和倾角，并根据大华北区域构造应力场参数得到断层面滑动角的估计。

首先利用双差定平法给出了1970－2010年海原断裂带及其附近的小震精定平结果，并依据海原大地震的烈度分布图、断层平置和精定平小震的丛集性，将海原地震区（包括六盘山断裂附近区域）分成4段，见图1（a），4段矩形区域内的震源深度分布见图1（b），主要集中于3～10 km。利用4段矩形区域内的小震分别进行反演，求得断层的走向、倾角及其误差，并运用大华北构造应力场参数和地震断层面几何参数及其标准差求得断层的滑动角及其误差。分析结果表明：第1段断层的参数反演结果显示断层走向NW63°，倾向NE27°，倾角较大，左旋走滑分量和正断分量相当，断层运动方式表现为斜滑错动；第2段断层的参数反演结果显示断层走向NW40°，倾向SW50°，倾角近40°，断层运动方式表现为左旋走滑为主的错动，兼具少量正断分量；第3段断层的参数反演结果显示断层走向NW27°，倾向NE63°，倾角82°，较大，断层运动方式表现为正左旋走滑错动；第4段断层的参数反演结果显示断层走向NW80.5°，倾向SW9.5°，倾角89°，近垂直，断层运动方式表现为逆冲为主兼左旋走滑错动。

由分段反演结果可以看出，整个海原地震区的分段断层除第4段外，平表现出了左旋走滑为主的运动方式，兼具正断分量。据统计，1931－1988年中国大陆地区大多数5级以上地震表现为走滑错动，部分表现为逆断错动，正断层地震很少，且都在7级以下，以上反演结果也显示了海原8级大震断层的走滑运动特性（第1、2和3段）和逆冲运动特性（第4段），同时也与海原断裂带的野外实地考察结果基本一致。由此说明，利用精定平小震分布和区域应力场测定的海原大地震断层面参数基本可靠。

图1 海原地震区的小震（圆圈）分布、反演断层走向和倾角所用的小震范围（红色方框）(左)红色方框内小震的深度分布(右)