辽宁盖州海城地区地壳剪切波分裂特征

李 金 高 原 张 博 王 亮 高 荣

1)新疆维吾尔自治区地震局，乌鲁木齐 830011 2)中国地震局地震预测研究所，北京 100036 3)辽宁省地震局，沈阳 110034

辽宁盖州海城地区地壳剪切波分裂特征

李 金1)高 原2)张 博3)王 亮3)高 荣1)

1)新疆维吾尔自治区地震局，乌鲁木齐 830011 2)中国地震局地震预测研究所，北京 100036 3)辽宁省地震局，沈阳 110034

2012年2月2日，在辽宁盖州(40.56°N，122.36°E)发生ML4.7地震，此后该地区小震不断，地震活动持续至今仍未停止，发生多次4级以上地震。与此同时，海城地震老震区小震持续活动，自盖州震群活动以来，亦发生1,100多次ML≥1.0地震。基于这2丛地震活动，研究了盖州-海城地区的剪切波分裂特征。初步研究结果表明，海城老震区快剪切波优势偏振方向较为稳定，与该地区区域应力场方向基本一致。由于盖县台下方存在活动断裂，其快剪切波的优势偏振方向较为复杂，存在2个优势偏振方向，分别与台站下方的金州断裂走向和该区最大主应力方向一致。此外，2013年12月22日之后，盖州震群活动突然增强，与此同时，自该时间之后，盖县台(GAX)所反映出的快剪切波优势偏振方向为SEE向，与营口台(YKO)的快剪切波优势方向基本接近，同时与该区最大主应力方位较为一致。由此可以推断，盖州震群自2013年12月22日的这组增强活动或与区域应力的局部增强有关。但这2个震群的慢波时间延迟变化相对较小，与以往相关研究中强震前慢波时间延迟的变化差异较大。

盖州震群 剪切波分裂 快波偏振方向

0 引言

2012年2月2日，在辽宁盖州(40.56°N，122.36°E)发生ML4.7地震，截至2014年10月30日，盖州地区共发生ML≥1.0地震1,233次，其中ML1.0～1.9地震934次，ML2.0～2.9地震247次，ML3.0～3.9地震45次，ML≥4.0地震7次。7次≥4级地震分别为2012年2月2日ML4.7、ML4.2，7月12日ML4.2，11月1日ML4.0，2013年3月30日ML4.0，2014年6月26日ML4.1以及8月22日ML4.3，其地震活动的表现形式为震群。与此同时，1975年发生7.3级地震的海城地震老震区小震持续活动，自盖州震群活动以来，亦发生1,100多次ML≥1.0地震。该区距盖州震群不远。由于这2组地震活动展示了辽宁地区近期地震活动的新特点，因而本研究利用海城地震老震区的营口台(YKO)记录到的波形资料和盖县台(GAX)记录到的盖州震群波形资料，开展2个台站剪切波分裂参数变化特征研究。

大量观测研究表明，地壳介质中广泛存在各向异性特征，其主要是由大量充满流体的微裂隙的定向排列引起的，剪切波穿过这种含有微裂隙的介质时会产生分裂现象，其中速度较快的波列称为快剪切波，速度较慢的波列称为慢剪切波(Crampin，1978，1981)。快剪切波的偏振方向与定向排列的直立裂隙面平行，与原地最大主应力方向一致，慢剪切波的偏振方向则近似垂直于裂隙面(Zatsepinetal.，1997； Gaoetal.，1998，2004; Crampinetal.，2002)。由于快剪切波的偏振方向对区域主应力环境的变化非常敏感，因此，剪切波分裂参数能够较好地反映出区域应力状态及当地的局部构造特征，尤其是对分析小尺度应力环境特征非常有效(高原等，1995，1999；赖院根等，2006；郑秀芬等，2008)。

图1 2012年以来辽宁盖州海城地区ML1.5以上地震震中分布图及历史强震(据辽宁区域地震台网正式目录)Fig. 1 The distribution of Gaizhou earthquake swarm with magnitude larger than ML1.5 from 2012 and historical strong earthquake(after Liaoning regional seismic network catalog).圆圈表示地震： 红色 ML1.5～1.9； 粉色 ML2.0～2.9； 黄色 ML3.0～3.9； 蓝色 ML4.0～4.9

1 构造背景与资料

盖州震群和海城地震老震区附近有3条主要的活动断裂，分别为NE向的海城-营口断裂、 NNE向的金州断裂以及NW向的海城河断裂(图1)。海城-营口断裂以及金州断裂都属于中国东部最大的断裂带，即郯庐断裂。金州断裂为正断层，在第四纪时期表现出明显的活动性，走向 N15°～30°E，倾向NW，倾角40°～80°，为辽南地区主要的控震断裂，但实际的地震破裂多发生在NW向断裂上(雷清清等，2008)。大洋河断裂则是1975年海城地震和1999年岫岩地震的发震断裂。NW向的大洋河断裂是1条正在形成和发育的断裂，该断裂从营口高坎起，往东南经岫岩偏岭镇延伸到东港市境内，走向为320°(吕培苓等，2004)。金州断裂主要展布在普兰店西侧，在断裂附近有一系列相关联、 近平行的小型分支断裂发育(钟以章等，1999)。依据震源机制解、 小震综合断层面解、 原地应力测量等资料，已经确定辽东半岛处在NEE或近EW向水平主应力场作用下(高常波，1998； 徐杰等，1999，2012； 葛荣峰，2009)。2012年盖州ML4.7地震距离1975年2月4日海城7.3级地震约37km，距离1999年11月29日岫岩5.9级地震约60km(图1)。

2 研究方法

本研究采用 “剪切波分裂系统分析法”——即SAM方法(高原等，2004a)，以相关函数法为基础，包括3个部分： 相关函数计算、 时间延迟校正和偏振分析检验； 该方法可以自我检验，提高了分析结果的准确性。

使用地表台站记录波形分析剪切波时，要求地震射线满足剪切波窗口的约束条件。剪切波入射到地表时，若入射角大于临界角会发生全反射现象。为了避免发生全反射现象，在挑选数据时应选择剪切波窗口内的数据。本研究针对辽宁地区的一维速度模型查阅了多份资料，其中卢造勋等(2002)给出了辽宁地区的速度模型(表1)。由于盖州震群大多发生于6～9km深度范围内(曹凤娟等，2013)，本研究在卢造勋(2002)速度模型的基础上对该区速度模型进行了适当的简化，将该区地壳分为3层，层厚分别为4km、 9km、 11km，每层P波速度分别为 4.5km/s、 5.8km/s、 6.1km/s，平均地幔速度设为 7.8km/s。在理论上，对于泊松介质(泊松比为0.25)，临界角约为35°，由于低速地表沉积层的存在，实际地震射线可放宽至45°～50°(Crampin，2005)。本研究中，盖州—海城地区沉积层较厚，而盖州震群和海城老震区地震的深度多为6～9km，其沉积层的影响仍较为显著，因此本研究删除了入射角>50°的地震。由此确定了盖州震群附近营口台(YKO)、 盖县台(GAX)剪切波窗口内的地震数据。

表1 卢造勋(2002)给出的辽宁地区一维速度模型

Table1 One dimensional velocity model in Liaoning Province (after Lu Zaoxun，2002)

深度/km-1041324333571P波速度/km·s-14．24．55．86．16．46．87．88．0

图2 分别显示了对营口台(YKO)(a)和盖县台(GAX)(b)记录到的1次地震事件使用SAM方法进行剪切波分裂的实例。 图2a地震为2013年1月16日发生在营口台附近的1.6级地震，震中距为6.23km，震源深度为6.0km； 图2b地震为2014年5月11日发生在盖县台附近的2.9级地震，震中距为7.91km，震源深度为10km。使用SAM软件对原始波形数据进行滤波处理并选取含完整S波列的SN分量(a3，b3)和EW分量(a4，b4)，产生剪切波质点运动轨迹(a1，b1)。SAM方法最大的优点是可以自我检验，将慢剪切波(a6，b6)按得到的延迟值前移，本例的地震计采样率为100采样点/s，则1个采样点为0.01s。慢剪切波分别提前0.03s(a)、 0.04s(b)，剪切波质点运动轨迹(a2，b2)显示出线性关系。

图2 YKO(营口台)记录的数据(201301161708)(a)和GAX(盖县台)记录的数据(201405111057)(b)进行的剪切波分裂分析过程Fig. 2 Shear-wave splitting analysis of seismic wave(201301161708，201405111057)recorded by station YKO(a) and GAX(b).a1 为(YKO)营口台SN和EW方向分量的剪切波的质点运动轨迹以及剪切波波形(a3、 a4)，a1中的S1和S2分别表示快剪切波和慢剪切波的到时； a2为已消除了时间延迟影响后快(F)和慢(S)剪切波的质点运动轨迹以及快、 慢剪切波的波形(a5、 a6)，其中横坐标表示采样点的个数，纵坐标表示振幅count值，竖线表示用来做质点运动轨迹的剪切波部分。b图GAX台的数据处理过程与YKO相同； a1、 a2、 b1、 b2的纵、 横坐标都表示count值

表2 盖县台地震计方位角计算结果

Table 2 Azimuth calculation results of seismometer of GAX

时 段地震计方位角/(°)2008-05-08前02008-05-08—2012-12-31-792013-01-01—2013-03-141012013-03-14—2013-10-141802013-10-15至今0

3 研究结果

通过对营口台(YKO)和盖县台(GAX)波形资料分析，得到了营口台(YKO)、 盖县台(GAX)的快波偏振方向，其有效数据个数分别为154和27个。在此尤其需要提及的是，在计算盖县台(GAX)剪切波分裂时，发现该台站极性存在偏转(地震计的N方向与真N方向存在夹角)，参考郑秀芬等*郑秀芬等，2015，辽宁盖县台地震计方位角校正过程(内部报告)。的计算结果，其具体偏转角度见表2，因此在计算盖县台(GAX)剪切波分裂之前，首先对该台2012—2015年底的数据进行了方位角校正。

图3 YKO台(a)、 GAX台(b)的快剪切波偏振方向等面积极射投影与等面积投影玫瑰图Fig. 3 The homolographic projection and homolographic projection rose graphs of the polarizations of the fast shear-wave splittings at station YKO(a)and GAX(b).a YKO(154)为营口台全部154个有效数据结果，b GAX(27)为盖县台全部27个有效数据的结果；短线段的方向是地震台记录的每个地震事件的快剪切波偏振方向，外圆的半径是剪切波窗口

营口台(YKO)位于NE向的海城-营口活动断裂东侧，附近还有NNE向的金州断裂以及NW向的大洋河断裂。根据营口台(YKO)的等面积投影玫瑰图(图3a)显示，营口台(YKO)快波偏振的优势方向为NEE-SWW向。太龄雪等(2009)使用辽宁区域地震台网1999年6月至2004年12月的地震记录，研究了辽宁地区的剪切波分裂特征，得到的营口台(YKO)的快剪切波平均偏振方向为N77.6°E±26°，而1999年11月29日辽宁岫岩MS5.9地震前后营口台(YKO)的快剪切波优势偏振方向从NEE-SWW向变为近EW方向(太龄雪等，2008)，该结果与本研究结果有很好的一致性。张萍等(2001a，b)利用岫岩地震序列得到该区的最大主应力方位与本研究得到的营口台(YKO)快剪切波优势偏振方向比较一致，也与华北北部近EW 向的构造应力场方向较为一致。而曹凤娟等(2005)对岫岩地震序列中营口台(YKO)记录的1999年11—12月的26个数据进行剪切波分裂进行分析，得出了震前快剪切波平均偏振方向为N58.7°E，震后快剪切波优势方向有2个，其中1个平均偏振方向为N68°E。最近根据剪切波分裂结果得到华北地区(至少在华北北部)的最大主应力方向约为ENE(Gaoetal.，2011)，而在考虑了尽量去除断裂等因素影响后的区域背景压应力方向为N95°E ±15°，近似为EW向(高原等，2010)。

此外，由图1 可以看出，营口台(YKO)附近的小震活动空间分布近EW向。此前关于1999年岫岩MS5.9地震的相关研究也表明，岫岩地震序列的空间分布呈EW向(太龄雪，2008)。有研究表明，位于活动断层上的地震台站得到的快剪切波优势偏振方向与断层走向一致(石玉涛等，2006； 吴晶等，2007)。进一步的研究揭示快剪切波优势偏振方向可用来判断地下断层是否为活动断层，并可能寻找隐伏活动断层(Gaoetal.，2011)。营口台(YKO)位于NE走向的海城-营口断裂东侧，在NE向金州断裂的NE方向的前方，似乎并未直接处于大断裂带上，由该台站附近小震空间分布可以显示出台站下方可能存在近EW向的活动断裂，营口台(YKO)的快波优势偏振方向可能与此条断裂有关。

由图1 可以看出，盖县台(GAX)位于NE向的金州断裂的上方。盖县台(GAX)的等面积投影玫瑰图(图3b)显示，盖县台(GAX)快波偏振优势方向为NNE向和SEE向。SEE向的优势方向与当地最大主应力方向较为一致。曹凤娟等(2013)对盖县台(GAX)附近盖州震群定位结果显示，盖州震群震中分布近似NWW-SEE向，与本研究盖县台(GAX)的快剪切波NWW-SEE向优势偏振方向较为一致，由此或可推断，该台站下方也可能存在1条近EW向的隐伏断裂。此外NNE向的优势偏振方向和台站下方的金州断裂走向较为接近，根据对较大规模的活动断裂的研究结果，活动走滑断裂上的台站快剪切波偏振方向与周围台站的结果不一致，往往与断裂走向一致(Crampinetal.，2003; 吴晶等，2007; Gaoetal.，2011)。盖县台(GAX)的研究结果支持了这个结论。

图4 海城老震区(a)和盖州震群(b)m-t图Fig. 4 The m-t of the previous Haicheng earthquake area(a)and Gaizhou earthquake swarm(b).a，b中的黑色箭头为图5 中的时间分段点

分析海城老震区小震和盖州震群的m-t图可以看出(图4)，海城老震区ML≥1.0地震自2012年以来活动频度变化并不明显，且该震群活动强度不大，最大震级仅为ML3.4。而盖州震群2012—2013年12月21日地震频度相对较低，但发生了5次ML≥4.0以上地震，活动强度相对较高； 2013年12月22日以来，盖州震群的地震频度明显升高，后期又发生2次ML≥4.0地震。本研究以2013年12月22日为时间节点，分别研究此时间节点前(时段I)、 后(时段Ⅱ)营口台(YKO)和盖县台(GAX)快剪切波优势偏振方向的变化(图5)。营口台(YKO)在时段I(图5a)、 时段Ⅱ(5b)快波的优势偏振方向均为NEE-SWW向，与此前营口台(YKO)全时段数据结果(图3a)完全一致。由此或可推断，海城老震区的区域应力场较为均匀，或处于应力均匀加载的过程中，该区小地震活动或为背景性地震活动。盖县台(GAX)在时段I(图5c)、 时段Ⅱ(5d)快剪切波的优势偏振方向差异较大，时段I盖县台(GAX)的快剪切波优势偏振方向为NNE向，与台站下方的金州断裂的走向大体相近。而时段Ⅱ盖县台(GAX)快剪切波的优势偏振方向为NWW-SEE，与营口台(YKO)的快剪切波优势方向基本接近，同时与该区最大主应力方位较为一致，盖县台(GAX)快剪切波的优势偏振方向在时段Ⅰ和时段Ⅱ变化近90°。关于台站极性发生近90°偏转的现象此前也有相关报道，Crampin (2002)根据冰岛的小震资料进行剪切波分裂研究时发现，大部分台站的快剪切波偏振方向为NE-SW方向，与区域应力场方向一致，但位于冰岛北部1条活动断层附近的3个台站的快剪切波偏振方向为NW-SE，垂直于其他地区的快剪切波偏振方向，认为这种现象可能是地震射线在裂隙中传播时受到高孔隙流体压力的影响而引起的，称为90°翻转现象。由此推断，盖州震群自2013年12月22日的这组增强活动或与区域应力的局部增强(调整)所导致的高孔隙压变化有关。

此外，我们研究了营口台(YKO)和盖县台(GAX)的慢波时间延迟(Δt)的变化。营口台(YKO)的Δt分布在0.52～7.45ms/km范围内，均值为3.21ms/km，其在时段I内的均值为3.23ms/km，在时段Ⅱ内的均值为3.12ms/km； 盖县台(GAX)的Δt分布在0.76～5.06ms/km范围内，均值为2.36ms/km，其在时段I内的均值为2.46ms/km，在时段Ⅱ内的均值为2.22ms/km。由此可以看出无论是营口台(YKO)还是盖县台(GAX)，其剪切波分裂参数时间延迟并未出现明显的波动变化。而根据震前应力释放的结论(Gaoetal.，2008)在强震前慢波时间延迟(Δt)值会有个下降的过程。以往的相关研究结果也表明，强震前几十分钟至几个月应力开始释放，微裂纹的合并与聚合形成触发岩石破坏水平的破裂(Gaoetal.，2004)。如2014年5月30日盈江6.1级地震的前震序列剪切波分裂慢波时间延迟总体上呈现较低的水平，而6.1级地震后的慢波时间延迟值相对较高(李金等，2015)。此外，在2001年6月8日云南施甸5.3级强余震前(高原等，2004b)、 2000年6月17日冰岛6.6级地震前(Volitietal.，2003)也都出现了类似的现象。由盖县台(GAX)所得到的剪切波分裂参数慢波时间延迟或可推断，盖州地区的地震集中活动，其表现形式为震群形式，尽管其小震频度相对较高，但从目前的结果尚不能看出该震群有演变成前震序列的可能性。

图5 2013年12月22日前、 后营口台(YKO)(a，b)、 盖县台(GAX)(c，d)的快剪切波偏振方向等面积极射投影与等面积投影玫瑰图Fig. 5 The homolographic projection and homolographic projection rose graphs of the polarizations of the fast shear-wave splittings at stations YKO and GAX before December 22，2013(a，b) and after December 22，2013(c，d).

4 结论与讨论

本研究采用SAM分析方法，针对2012年2月12日发生的盖州震群，研究其剪切波分裂特征，同时对比分析距其不远的海城老震区小震活动的剪切波分裂特征。得到了盖州—海城地区地壳各向异性的初步结果。

研究结果表明，营口台(YKO)反映的海城老震区小震活动的快剪切波偏振的优势方向为NEE向，该优势偏振方向与太龄雪(2008)利用1999年11月29日辽宁岫岩MS5.9地震前后营口台(YKO)资料得到的优势偏振方向完全一致。与该地区的最大主应力的方位基本一致。即快剪切波的偏振方向可以反映该区的构造应力方向。由海城老震区小震活动的空间分布近EW向的优势分布可以推测营口台(YKO)下方可能存在EW向的活动断裂。

盖县台(GAX)所反映的盖州震群的快波偏振优势方向为NNE向和NWW向，NWW向的优势方向与当地最大主应力方向较为一致。根据盖州震群精定位后的震中分布所表现出的EW向的优势分布和快剪切波NWW向的优势方向，推断该台站下方可能存在1条近EW向的隐伏断裂。最新对该震群的精定位及沿不同剖面的分析结果亦支持该震群活动发生在金州断裂北段与海城-营口断裂南段的1个新的活动断层上，认为该断层破裂尺度较小，长度不超过6km，深度较浅，大约在3～8km左右(王亮等，2015)。但该断层是否真的存在，仍需更多野外地质资料进行证实。

针对盖州震群2013年底以来的增强活动，研究了2013年12月22日前(时段I)、 后(时段Ⅱ)营口台(YKO)和盖县台(GAX)快剪切波优势偏振方向的变化。结果显示，营口台(YKO)快剪切波优势偏振方向在该时间节点前、 后没有变化。由此或可推断，海城老震区区域应力场较为均匀，或处于应力均匀加载的过程中，该区小地震活动或为背景性地震活动。盖县台(GAX)在时段I(图5c)、 时段Ⅱ(图5d)快剪切波的优势偏振方向差异较大，时段I盖县台(GAX)的快剪切波优势偏振方向为NNE向，与台站下方的金州断裂的走向较为接近。时段Ⅱ盖县台(GAX)快剪切波的优势偏振方向为NWW，与营口台(YKO)的快剪切波优势方向基本接近，同时与该区最大主应力方位较为一致。由此可以推断，盖州震群自2013年12月22日以来的这组增强活动或与区域应力的局部增强有关。

此外，针对营口台(YKO)和盖县台(GAX)的慢波时间延迟的研究结果显示，这2个震群的慢波时间延迟就平均值而言在2013年12月22日前后变化并不明显，目前的初步结果尚不能确定其有演变成前震序列的可能，对剪切波分裂参数时间变化的细节探讨尚待今后的进一步分析。

致谢 感谢蒋海昆研究员多年悉心的指导。辽宁省地震局监测中心为本研究提供了波形数据； 本项工作得到了中国地震局 “地震分析预测研究青年工作组”的支持； 研究过程中，中国地震局地震预测研究所石玉涛副研究员、 中国地震局第二监测中心刘庚助理工程师、 中国地震局地球物理研究所肖卓博士、 安徽省地震局鲍子文助理工程师提供了诸多帮助： 在此一并表示衷心的感谢。文中部分图件采用GMT绘制。

曹凤娟，王亮，焦明若，等. 2013. 2012年2月2日盖州ML4.7震群序列特征及发震构造探讨 [J]. 地震地质，35(4): 842—852. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2013.04.03.

CAO Feng-juan，WANG Liang，JIAO Ming-ruo，etal. 2013. Discussion on the characteristics and seismo-tectonics of the GaizhouML4.7 earthquake swarm sequence on February 2，2012 [J]. Seismology and Geology，35(4): 842—852(in Chinese).

曹凤娟，王连权，张萍，等. 2005. 岫岩MS5.4地震前后S波分裂研究 [J]. 东北地震研究，21(4)： 39— 44.

CAO Feng-juan，WANG Lian-quan，ZHANG Ping，etal. 2005. Study on S-wave fission around XiuyanMS5.4 earthquake [J]. Seismological Research of Northeast China，21(4)： 39— 44(in Chinese).

高常波，钟以章. 1998. 东北书友管道场地断层活动性与地震危险性研究 [M]. 北京: 地震出版社. 103—159.

GAO Chang-bo，ZHONG Yi-zhang. 1998. Fault Activity and Seismic Risk Research for Petroleum Transmission Pipeline in NE China [M]. Seismological Press，Beijing. 103—159(in Chinese).

高原，梁维，丁香，等. 2004b. 云南2001年施甸地震的剪切波分裂参数变化特征 [J]. 地震学报，26(6)： 576—582.

GAO Yuan，LIANG Wei，DING Xiang，etal. 2004b. Variational characteristics of shear-wave splitting on the 2001 Shidian earthquakes in Yunnan，China[J]. Acta Seismologica Sinica，26(6): 576—582(in Chinese).

高原，刘希强，梁维. 2004a. 剪切波分裂系统分析方法(SAM)软件系统 [J]. 中国地震，20(1)： 101—107.

GAO Yuan，LIU Xi-qiang，LIANG Wei. 2004a. Systematic analysis method of shear-wave splitting: SAM software system [J]. Earthquake Research in China，20(1)： 101—107(in Chinese).

高原，吴晶，易桂喜，等. 2010. 从壳幔地震各向异性初探华北地区壳幔耦合关系 [J]. 科学通报，55(29)： 2837—2843.

GAO Yuan，WU Jing，Yi Gui-xi，etal. 2010. Crust-mantle coupling in North China: Preliminary analysis from seismic anisotropy [J]. Chinese Sci Bull，55(29): 2837—2843(in Chinese).

高原，郑斯华，孙勇. 1995. 唐山地区地壳裂隙各向异性 [J]. 地震学报，17(3)： 283—293.

GAO Yuan，ZHENG Si-hua，SUN Yong. 1995. Crustal crack anisotropy in Tangshan [J]. Acta Seismologica Sinica，17(3): 283—293(in Chinese).

高原，郑斯华，周慧兰. 1999. 唐山地区快剪切波偏振图像及其变化 [J]. 地球物理学报，42(2)： 228—232.

GAO Yuan，ZHENG Si-hua，ZHOU Hui-lan. 1999. Polarization patterns of fast shear wave in Tangshan region and their variations [J]. Chinese Journal of Geophysics，42(2): 228—232(in Chinese).

葛荣峰，张庆龙，解国爱，等. 2009. 郯庐断裂带北段及邻区现代地震活动性与应力状态 [J]. 地震地质，31(1): 141—154. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2009.01.013.

GE Rong-feng，ZHANG Qing-long，XIE Guo-ai，etal. 2009. Seismic activity and stress state of the northern Tanlu fault zone and its adjacent areas [J]. Seismology and Geology，31(1): 141—154(in Chinese).

赖院根，刘启元，陈九辉，等. 2006. 首都圈地区横波分裂与地壳应力场特征 [J]. 地球物理学报，49(1)： 189—196.

LAI Yuan-gen，LIU QI-Yuan，CHEN Jiu-hui，etal. 2006. Shear wave splitting and the features of crustal stress field in the Capital circle [J]. Chinese Journal of Geophysics，49(1): 189—196(in Chinese).

雷清清，廖旭，董晓燕. 2008. 辽宁省地震构造研究 [J]. 东北地震研究，24(4)： 1—10.

LEI Qing-qing，LIAO Xu，DONG Xiao-yan. 2008. Seismotectonic study on Liaoning Province [J]. Seismological Research of Northeast China，24(4)： 1—10(in Chinese).

李金，高原，徐甫坤，等. 2015. 2014年5月30日盈江6.1级地震序列剪切波分裂研究 [J]. 中国地震，31(2)： 245—252.

LI Jin，GAO Yuan，XU Fu-kun，etal. 2015. The shear-wave splitting study on the YingjiangMS6.1 earthquake sequence on May 30，2014 [J]. Earthquake Research in China，31(2)： 245—252(in Chinese).

吕培苓，杨智娴，王晓青，等. 2004. 1999年岫岩地震序列研究 [J]. 地震，24(4)： 45—50.

LÜ Pei-ling，YANG Zhi-xian，WANG Xiao-qing，etal. 2004. Investigation of the 1999 Xiuyan earthquake sequence，Liaoning Province，China [J]. Earthquake，24(4)： 45—50(in Chinese).

卢造勋，蒋秀琴，潘科，等. 2002. 中朝地台东北缘地区的地震层析成像 [J]. 地球物理学报，45(3)： 338—351.

LU Zao-xun，JIANG Xiu-qin，PAN Ke，etal. 2002. Seismic tomography in the northeast margin area of Sino-Korean platform [J]. Chinese Journal of Geophysics，45(3)： 338—351(in Chinese).

石玉涛，高原，吴晶，等. 2006. 云南地区地壳介质各向异性： 快剪切波偏振特性 [J]. 地震学报，28(6)： 574—585.

SHI Yu-tao，GAO Yuan，WU Jing，etal. 2006. Seismic anisotropy of the crust in Yunnan，China: Polarizations of fast shear-waves [J]. Acta Seismologica Sinica，28(6)： 574—585(in Chinese).

太龄雪，高原，曹凤娟，等. 2008. 辽宁1999年MS5.9岫岩地震的剪切波分裂特征 [J]. 地震学报，30(4)： 340—354.

TAI Ling-xue，GAO Yuan，CAO Feng-juan，etal. 2008. Shear-wave splitting before and after the 1999 Xiuyan earthquake in Liaoning，China [J]. Acta Seismologica Sinica，30(4): 340—354(in Chinese).

太龄雪，高原，石玉涛，等. 2009. 辽宁区域地震台网的地壳剪切波分裂研究 [J]. 地震地质，31(3): 401— 414.

TAI Ling-xue，GAO Yuan，SHI Yu-tao，etal. 2009. A study of shear-wave splitting in the crust by Liaoning telemetry seismic network of China [J]. Seismology and Geology，31(3): 401— 414(in Chinese).

王亮，黄金水，焦明若，等. 2015. 盖州震群的重新定位 [J]. 中国地震，31(2): 439— 446.

WANG Liang，HUANG Jin-shui，JIAO Ming-ruo，etal. 2015. Accurate relocation of earthquake swarm in Gaizhou，Liaoning，China [J]. Earthquake Research in China，31(2): 439— 446(in Chinese).

吴晶，高原，蔡晋安，等. 2007. 华夏地块东南部地壳地震各向异性特征初步研究 [J]. 地球物理学报，60(6): 1748—1756.

WU Jing，GAO Yuan，CAI Jin￣an,etal. 2007. Preliminary study on seismic anisotropy in the crust of Cathaysia Block [J].Chinese Journal of Geophysics，60(6): 1748—1756(in Chinese).

徐杰，宋长青，高战武，等. 1999. 营口-潍坊断裂带新生代活动特征 [J]. 地震地质，21(4): 289—300.

XU Jie，SONG Chang-qing，GAO Zhan-wu，etal. 1999. Active characters of the Yingkou-Weifang fault zone in the Cenozoic era [J]. Seismology and Geology，21(4): 289—300(in Chinese).

徐杰，周本刚，计凤桔，等. 2012. 华北渤海湾盆地区大震发震构造的基本特征 [J]. 地震地质，34(4): 618— 636. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2012.04.008.

XU Jie，ZHOU Ben-gang，JI Feng-ju，etal. 2012. Features of seismogenic structures of great earthquakes in the Bohai Bay Basin area，North China [J]. Seismology and Geology，34(4): 618— 636(in Chinese).

张萍，谷光裕，高艳玲. 2001b. 岫岩-海城MS5.4地震序列震源机制解[J]. 地震，21(1)： 98—101.

ZHANG Ping，GU Guang-yu，GAO Yan-ling. 2001b. Focal mechanism of Xiuyan-Haicheng(MS5.4)earthquake sequence [J]. Earthquake，21(1): 98—101(in Chinese).

张萍，蒋秀琴. 2001a. 岫岩-海城MS5.4地震序列的震源机制解及应力场特征[J]. 地震地磁观测与研究，22(2): 76—82.

ZHANG Ping，JIANG Xiu-qin. 2001a. The focal mechanism solutions and the crust stress field characteristics in Xiuyan-Haicheng(MS5.4)earthquake sequence [J]. Seismological and Geomagnetic Observation and Research，22(2): 76—82(in Chinese).

郑秀芬，陈朝辉，张春贺. 2008. 1999年台湾集集地震余震区-嘉义地区地震的剪切波分裂参数随时间的变化的研究[J]. 地球物理学报，51(1): 149—157.

ZHENG Xiu-fen，CHEN Chao-hui，ZHANG Chun-he. 2008. Study on temporal variations of shear wave splitting in the Chiayi area，aftershock zone of 1999 Chichi earthquake，Taiwan [J]. Chinese J Geophys，51(1): 149—157(in Chinese).

钟以章，白云. 1999. 辽东半岛及两侧海域深部构造、 活动构造与地震关系研究 [J]. 华北地震科学，17(2): 59— 65.

ZHONG YI-zhang，BAI Yun. 1999. Study on deep tectonics，active tectonics and their relation with earthquakes in Liaodong Peninsula and its surrounding sea area [J]. North China Earthquake Science，17(2): 59— 65(in Chinses).

Crampin S. 1978. Seismic-wave propagation through a cracked solid: Polarization as a possible dilatancy diagnostic [J]. Geophys J R Astr Soc，53: 467— 496.

Crampin S. 1981. A review of wave motion in anisotropic and cracked elastic-media [J]. Wave Motion，3: 343—391.

Crampin S，Chastin S. 2003. A review of shear-wave splitting in the crack-critical crust [J]. Geophys J Int，155: 221—240.

Crampin S，Peacock S. 2005. A review of shear-wave splitting in the compliant crack-critical anisotropic earth [J]. Wave Motion，41: 59—77.

Crampin S，Volti T，Chastin，etal. 2002. Indication of high pore-fluid pressures in a seismically-active fault zone [J]. Geophys J Int，151: F1—F5.

Gao Y，Crampin S. 2004. Observation of stress relaxation before earthquake [J]. Geophys J Int，157(2): 578—582.

Gao Y，Crampin S. 2008. Shear-wave splitting and earthquake forecasting [J]. Terra Nova，20(6): 440— 448.

Gao Y，Wang P D，Zheng S H，etal. 1998. Temporal changes in shear wave splitting at an isolated swarm of small earthquakes in 1992 near Dongfang，Hainan Island，southern China [J]. Geophys J Int，135(1): 102—112.

Gao Y，Wu J，Fukao Y，etal. 2011. Shear-wave splitting in the crust in North China: Stress，faults and tectonic implications [J]. Geophys J Int，187(2): 642— 654.

Voliti T，Crampin S. 2003. A four-year study of shear-wave splitting in Iceland: 1. Background and preliminary anylysis [M]∥Nieuwland D A(ed). New Insights into Structural Interpretation and Modelling. Geol Soc Lond Spec Publ，212: 117—133.

Zatsepin S V，Crampin S. 1997. Modeling the compliance of crustal rock: I-Response of shear-wave splitting to differential stress [J]. Geophys J Int，129: 477— 494.

THE SHEAR-WAVE SPLITTING OF GAIZHOU EARTHQUAKE SWARM IN LIAONING

LI Jin1)GAO Yuan2)ZHANG Bo3)WANG Liang3)GAO Rong1)

1)EarthquakeAdministrationofXinjiangUygurAutonomousRegion，Urumqi830011，China2)InstituteofEarthquakeScience，ChinaEarthquakeAdiministration，Beijing100036，China3)EarthquakeAdministrationofLiaoningProvince，Shenyang110034，China

AnML4.7 earthquake occurred on February 2，2012 in Liaoning Gaizhou(40.56°N，122.36°E)，since then，small earthquakes are frequent in this area，and until now the seismic activity does not stop，several earthquakes with magnitude larger than 4.0 have occurred. As of October 30，2014，1223 earthquakes have happened in the Gaizhou area，including 934 earthquakes with the magnitudeML1.0～1.9，247 with the magnitudeML2.0～2.9 and 45 with the magnitudeML3.0～3.9. Meanwhile，earthquakes are continuously active in Haicheng area where theMS7.3 earthquake happened in 1975，and there are over 1100 earthquakes(ML≥1.0)having occurred since the Gaizhou earthquake swarm activity. Because the polarization direction of the fast shear wave is very sensitive to the variation of the principal stress environment，the shear wave splitting parameter can reflect the regional stress state and the local structural features，especially effective for the analysis of small-scale stress environment characteristics. So based on the seismic activities of the two earthquake clusters，this study analyzes the characteristics of shear-wave splitting in Gaizhou-Haicheng area. Preliminary results show that predominant polarization direction of fast shear-waves in the old earthquake region of Haicheng is stable，consistent with the direction of regional stress field. Due to presence of active fault below the Gaixian station(GAX)，the predominant polarization direction of fast shear-waves is more complicated. There are two predominant polarizations，consistent respectively with Jinzhou Fault strike which is below the station and the maximum principal stress direction in this area. In addition，Gaizhou earthquake swarm activity increased after December 22，2013，and after the time node，the predominant polarization direction of fast shear-waves in Gaixian station is SEE，which is close to the predominant polarization direction of fast shear-waves in Yingkou station，at the same time consistent with the maximum principal stress direction of this region. Thus it can be inferred，the enhanced activity of Gaizhou earthquake swarm since December 22，2014 may be related to local enhancement of regional stress. In addition，the average time-delays of slow waves in station YKO and GAX show that there are no obvious changes before and after the time point of December 22，2013，which is different greatly with the previous related researches on the variation of slow wave time-delays，and there is no possibility that the Gaizhou earthquake swarm evolved into foreshock sequences from current preliminary results. We should do more work to study the details of the time delay variation of shear wave splitting parameter.

shear-wave splitting，Gaizhou earthquake swarm，polarization of fast shear-waves

10.3969/j.issn.0253- 4967.2016.04.020

2015-09-24收稿，2016-05-04改回。

地震科技星火计划(XH17041Y)、 2015年度震情跟踪合同制定向工作任务(2015010113)与新疆维吾尔自治区青年自然科学基金(2014211B39)共同资助。

P315.6

A

0253-4967(2016)04-1058-12

李金，男，1986年出生，2012年毕业于中国地震局地震预测研究所固体地球物理专业，获理学硕士学位，助理研究员，主要从事数字地震学及地震预测研究工作，电话： 15299475246，E-mail: lijin6205@163.com。