基于卫星重力和地震活动图像的构造特征分析

陈安国　周涛发*　王　健　刘东甲　葛　粲

1)合肥工业大学资源与环境工程学院，合肥　230009 2)中国地震局地球物理研究所，北京　100081



基于卫星重力和地震活动图像的构造特征分析

陈安国1)周涛发1)*王健2)刘东甲1)葛粲1)

1)合肥工业大学资源与环境工程学院，合肥230009 2)中国地震局地球物理研究所，北京100081

利用中国地震监测台网积累的大量观测资料，通过将研究区网格化，计算得到每个节点的地震活动频度即密集值，将定性的震中分布图转化成定量图像。在选取起算震级时通过震级-频度G-R关系和震级-序号法计算研究区最小完整性震级MC，给出起算震级和时间。使用基于CryoSat-2和Jason-1卫星观测数据的V23.1重力模型，自由空气重力异常经过布格板校正和SRTM30地形数据做地形校正，得到完全布格重力异常。文中对邢台地震区和郯庐断裂带安徽段进行了实例研究： 邢台地震区布格重力异常呈NE向狭长条形U型特征，异常位置与束鹿断陷盆地吻合，中、小地震密集值等值线受到重力U型条带的限制，剖面图显示密集值的极值处于重力U型变化的谷底位置；郯庐断裂带安徽段布格重力异常及不同高度的向上延拓结果具有很好的线性和梯度，地震活动图像长轴方向以及震源机制解发震断层节面走向呈NNE，显示郯庐断裂带安徽段是1条现今仍具有控震能力的深大断裂；对发生在郯庐断裂带附近的安庆M4.8地震，使用边界识别TDX方法进行了 1︰20万实测重磁数据的隐伏边界解译，结合研究区深地震反射剖面探测成果，探讨了安庆地震的发震断层。

卫星重力异常地震活动图像邢台地震郯庐断裂带安庆地震

0　引言

随着地震观测台网的建设和完善，人类获得了丰富的地震观测资料；科研人员开展了众多研究，充分挖掘观测的大数据，探索地壳甚至岩石圈的结构，解释地球动力学过程。

地震过程包含2个相互关联的环节，即构造背景和孕震环境；构造背景指大尺度的动力学条件，孕震环境指地震发生的局部条件，取决于地震发生所在地段的构造几何形态、介质物性特点等(张培震等，2013)。介质物性如密度、磁性和波速等差异，可以通过重力、地磁和地震等地球物理方法进行探测和识别(王椿镛等，2015)。大量地震观测及岩石实验研究成果表明，1次强烈地震的发生对局部地壳介质会造成一定程度的破坏，破坏了的局部地壳介质遇到区域应力波动，则易于中、小地震的发生(Sondergeldetal.，1981)。基于地球物理场(如重力场、磁场)与地震活动都与地壳介质有关联，本文尝试通过地震活动图像和布格重力异常等资料综合分析，探讨孕震环境。

地震活动图像的分析方法很多(中国地震局监测预报司，2003)，有简单的图像描述方法，如震中分布图、M-T图等，也有利用统计学方法来定义描述的，如b值等。王健(2001)提出并由王健等(2010)逐步改进了一种中、小地震密集值的定量算法，该方法将研究区域网格化，计算每1网格节点的密集值，绘制等值线图，获得的图像稳定，在地震活动性分析、辅助校定历史地震参数等方面获得了应用。在使用过程中，作者发现使用QBasic编写的源程序计算速度慢，在结果展示上仅绘制等值线图，因此本次使用Matlab重写了计算程序，使计算效率大幅度提高，对地震活动图像新增了截取剖面和立体展示功能，能更好地刻画地震活动特性。在计算地震活动图像之前，利用震级-序号法检验研究区的最小完整性震级MC，充分考虑地震台网监测能力随时空的变化。

V23.1重力异常模型(Sandwelletal.，2014)基于欧洲空间局(ESA)CryoSat-2卫星和美国国家航空航天局(NASA)Jason-1卫星观测数据发布，提供了卫星观测自由空气重力异常。本文使用Fullea等(2008)的方法，使用自由空气重力异常计算布格重力异常，对布格重力异常进行向上延拓，结合中、小地震活动图像的定量计算结果，综合分析研究区域重要构造带和强震活动区的孕震环境。对安庆M4.8地震使用精度更高的地面实测重磁资料，使用TDX方法(Cooperetal.，2006)进行边界识别，结合其他地球物理手段的探测成果，讨论了发震断层，取得了一些新的认识。

1　地震活动图像计算方法

1.1中、小地震网格点密集值计算方法及稳定性

王健等(2010)定义了1个参数： 网格点密集值Vi，j。该值的计算方法首先是将研究区域沿经纬度方向以一定的空间间距进行网格化，对网格化的任意1个节点(i，j)，以该节点为中心，假定在以R为半径的范围内的地震数为n，则该点的密集值Vi，j定义为

式中，ri，j为第k个地震距第(i，j)个节点的距离。该式的含义是： 以地震到节点距离对数的反比累计Rmin～R范围内所有地震对第(i，j)个节点的贡献。密集值与地震的震级和个数成正比，与距离成反比，它综合反映了地震大小、次数和疏密程度。对距离取自然对数，主要是考虑到中国目前地震震中定位精度的实际情况，适当降低距离因子的影响。中国地震观测台网的实际定位精度为2～3km(蒋长胜等，2005)，当ri，j趋于0时，Vi，j趋于无穷大，因此ri，j取值非常小并没有意义，本文取Rmin=e，e为数学常数；实际计算中当ri，j

对研究区域网格化间距Δ分别取0.05、0.1、0.2经纬度，半径R取10km、20km、30km，进行不同组合计算。结果发现，网格化间距Δ取值小时，所获得的图像更为精细，而图形轮廓总体形状相近。半径R取值越大时，对每1个节点参与贡献的地震数也越多，密集值总体有所提高，图像的等值线范围更为宽广，但没有实质变化。经过大量计算，并考虑到现代地震台网的定位精度，认为网格间距Δ取0.05经纬度，R值取10km，获得的图像不仅稳定，而且更为精细和收敛。

1.2最小完整性震级MC检验

地震活动具有不均匀性，以往在类似研究时常通过引用前人对中国地震台网监测能力及台网观测条件的质量评定，来给出起算震级。但这种引用有些不足之处，一方面研究区域范围不尽相同，另一方面研究资料截止的时间尺度不同。本文引入最小完整性震级MC的研究方法，定性给出具体研究区的地震起算震级和起算时间。

基于地震目录和统计地震学的MC计算方法主要是基于震级≥MC的地震在震级-频度分布上满足G-R关系的假定，当震级-频度分布中能够满足G-R关系时对应的最小起始震级即为MC。最小完整性震级MC的检验方法较多(韩立波等，2012)，本文采用 “震级-序号”法(蒋长胜等，2013)分析地震目录完整性，该方法按地震发生时间的先后顺序排序，地震密度较大区域的连线大致为MC的时序变化。

图1　研究区震级-频度关系图Fig. 1　Magnitude-frequency relation of earthquakes in the study area.

1.3计算实例

本次计算数据来源于国家地震科学数据共享中心网站。ML≥2.0地震的震级-频度线性拟合(图1)相关系数R=0.986，b=0.91，MC约为ML2.4。对相同数据采用震级-序号法进行MC检验，如图2 所示，研究区域自1972年以来MC随时间变化较为稳定，大致约为ML2.6。综合考虑震级-频度分布G-R关系和震级-序号法检验结果，本文研究区域最小完整性震级MC取为ML2.6。图3 是ML≥2.6地震震中分布图，筛选出的地震数6,613个。

图2　震级-序号法给出的地震目录完整性分析(1970—2014年)Fig. 2　Earthquake catalogue completeness obtained by magnitude-rank research method(1970—2014).

使用编写的计算程序读取地震参数，网格间距Δ取0.05经纬度，R取10km，在配置Core i5处理器、4G内存的笔记本上大约需运行3～4min生成计算结果。使用编写的数据处理小程序对输出的结果数据进行格式转化，生成GMT(Generic Mapping Tools)绘图软件支持的数据格式，可以直接使用该款优秀的免费软件制图。如图4 所示，本文自定义了1组CPT(Color Palette Table)，将低值部分定义成白色，从而使图像整体底色不至于遮盖图件要素。对密集值<8的部分用等值线描述；密集值>8的部分，以不同的颜色表现。从而避免绘制众多等值线，有效控制图件大小，高值部分单独用颜色也更为醒目。

本次编制的程序新增了图切剖面(图6d)和立体展示功能。图5 为立体综合展示图，上、下层相对应，下层为平面等值线图，上层为平面图相应的立体展示，在颜色描述上根据需要自定义了1组CPT，使接近0值部分以灰白色呈现，<10的低值部分以绿色呈现，密集值逐渐升高，颜色随之以蓝、黄、红梯度呈现。非常形象地描绘了地震活动性特征。

图3　经MC检验后挑选的地震震中分布图Fig. 3　Earthquake epicenter distribution selected by magnitude-rank analysis.

图4　研究区中、小地震网格点密集值等值线图Fig. 4　Grid density value contours map at the research area.

图5　计算结果立体展示图Fig. 5　Stereogram pattern of computing result.

2　卫星重力数据及布格重力改正

Sandwell等(Pavlisetal.，2012；Sandwelletal.，2013，2014)基于欧洲空间局CryoSat-2卫星和美国国家航空航天局Jason-1卫星观测数据在2014年底发布了最新的V23.1重力异常模型和垂向重力梯度VGG模型，由于上述2颗卫星相对于之前的Geosat和ERS-1卫星应用了新的雷达技术，精确度提升了1.25倍，累计观测数据时长达70个月；因此本次发布的重力模型较之前发布的老版重力模型精确度提升了2倍，该模型清晰地揭示了墨西哥湾和南大西洋等数千米厚海相沉积层下方的隐伏构造(Sandwelletal.，2014)。

地形数据来自SRTM30_PLUS V11数字化高程模型(Smithetal.，1997; Beckeretal.，2009)，该模型提供了除南北极外的全球30″精度高程数据，其最新版本为V11，于2014年底发布。

据Fullea等(2008)的方法，将来自V23.1重力模型的自由空气重力异常经过布格板校正到简单布格异常，再使用SRTM30_PLUS V11数字化高程模型做局部地形改正，最后得到完全布格重力异常。上述计算在LINUX环境下运行，使用Mercator投影到2km×2km的标准网格用于计算。

3　实例分析

本文选取图4 范围内地震活动水平最显著的邢台地震区和中国东部规模巨大的郯庐断裂带的安徽段进行研究。对卫星重力自由空气异常经过改正得到完全布格重力异常，使用向上延拓方法对重力异常的区域场和局部场进行分离，突出深部背景异常。将重力异常，中、小地震密集值和构造特征(邓起东等，2003)综合分析，剖析深部地球物理场、构造背景与地震活动之间的关系。

3.1邢台地震区

从图6a可知： 研究区内地形变化大，西侧为太行山，近SN向分布；太行山山前断裂以东为平原区，地形平坦。图6b自由空气重力异常很好地显示出地表地质特征： 太行山为正异常区；邢台地震区附近自由空气重力呈负异常，走向呈NE向，异常区与束鹿断陷盆地位置吻合，地震震中主要分布在该异常区；在断层F2与F3之间的自由空气重力负异常区位于石家庄-晋县凹陷附近。图6c经过改正后的完全布格重力异常呈现西低东高的总体格局，太行山一带的布格重力为相对低值，F5明化镇断裂以东布格重力为相对高值；邢台地震区位于布格重力异常U型位置，该U型异常带的中心部位对应束鹿断陷盆地，其西侧与F3邻近的相对高值区对应宁晋凸起，其东侧F4、F5之间的相对高值区对应新河凸起。

图6　邢台地震区地质构造和重力异常图Fig. 6　Schedule map of geological structure and gravity anomaly in the Xingtai seismic region.F1晋-获断裂，F2太行山山前断裂，F3晋县断裂，F4新河断裂，F5明化镇断裂；a 地质构造与震中分布图，b 自由空气重力异常与中、小地震密集值等值线图，c 完全布格重力异常与中、小地震密集值等值线图，d 图c所示AB剖面图

图6 中震中分布和地震密集值等值线显示邢台地震区地震活动主体位于束鹿断陷盆地内，呈NE向条带分布，新河断裂是束鹿断陷盆地东部的主边界断层，断裂倾向NW。1966年3月8日和22日2次破坏性主震位于中、小地震密集值等值线中心附近；根据震源机制解，邢台地震主震断层为走滑断层，倾角为80°左右。近几十年的地震地质及人工地震剖面、大地电磁研究成果(王椿镛等，1993；徐锡伟等，2000；徐杰等，2012)认为新河断裂在地壳浅部呈铲状正断层，地壳浅部不存在与震源断层性质一致的晚更新世—全新世活动断裂，因而认为铲状正断层及下方的滑脱面和中、下地壳陡倾角深断裂组合是邢台地震发震断层。但也有研究(江娃利，2006；李传友等，2007)认为，巨厚的第四纪松散地层附近，仅依据超浅层人工地震剖面揭露的断裂上断点来说明最新活动年代有可能存在研究精度不足的问题。

詹艳等(2011)给出了1条2010年10月实测的大地电磁剖面分析结果，新河断裂在地表向W倾并延伸至上地壳，1966年邢台地震的强余震震源位于高低阻边界带交界区域，处于上陡下缓的新河断裂和其下较陡立的隐伏电性差异带的衔接位置。图6d给出了与上述大地电磁剖面位置一致的布格重力和中、小地震密集值剖面图，图中布格重力呈现2次较为显著的梯度变化，其中W侧变化对应太行山山前一带，并呈锯齿状，东侧的梯度带位于新河断裂附近，剖面连线西倾。图6d剖面上有2个U型变化区，分别位于F3—F4之间和F2的西侧极值与F3之间，通过与地质构造对比分析可知： F2的西侧极值与F3之间的U型变化区对应石家庄-晋县凹陷，F3—F4之间的U型变化区对应束鹿断陷盆地。如图所示： 邢台地震区的地震活动主体位于重力剖面曲线F3—F4之间的U型变化区，这一 U型变化的谷底附近正是邢台地震区地震活动最为强烈的位置，密集值呈现极大值。

综上所述，邢台地震区重力异常呈NE向狭长条形U型特征，异常位置与束鹿断陷盆地吻合；邢台地震区地震活动集中分布在该重力异常U型凹陷内，密集值的等值线明显受到U型带的限制。邢台地震区U型重力负异常区应是束鹿断陷盆地及其边界断层宁晋断裂、新河断裂和其下的陡倾角深部隐伏断裂引起的，与1966年邢台地震的发生密切相关。受限于这一特殊的构造背景，邢台地震区的地震活动可能会持续相当长时间，应加强束鹿断陷盆地重力异常U型带的地震活动监测、深部结构探测和中强震复发周期研究。

3.2郯庐断裂带安徽段

NNE向的郯庐断裂带是中国东部的1条巨型断裂带，本文所指的郯庐断裂带安徽段大致北起嘉山、南至宿松，长约400km。朱光等(2002)据跨郯庐断裂带安徽段的2条地学断面以及郯庐断裂带内岩浆岩及糜棱岩的年龄及野外研究认为： 早白垩世走滑期的岩浆活动，指示当时断裂带切入了壳-幔边界；在晚白垩世—古近纪的地壳伸展活动中，软流圈发生了强烈的上隆；在新近纪以来的挤压活动中，发生了较强的逆冲活动和大规模的幔源玄武岩浆喷发。滕吉文等(2006)指出了郯庐断裂带的强烈水平错动与其东侧块体陆内的W向俯冲，并探讨了大别山含柯石英榴辉岩与郯庐断裂带深部物质NNE向强烈水平错动的关联。董树文等(2010)据庐江-枞阳火山岩盆地的深反射地震剖面以及平行于剖面的大地电磁、高精度重磁剖面，认为郯庐断裂带深部陡立延伸至莫霍面，并且发现近平行于郯庐断裂带的罗河-缺口断裂也是1条深切整个地壳，造成莫霍面2～3km错断的大断裂。

图7a给出了近年来发生在郯庐断裂带安徽段附近的ML≥4.0地震的震源机制解，2009年4月6日肥东ML4.0和2011年1月19日安庆M4.8地震震源机制解是带少量走滑分量的逆冲型地震，2006年7月26日定远ML4.7和2011年6月17日桐城ML4.1地震震源机制解是带少量逆冲分量的走滑型地震。侯明金等(2007)利用郯庐断裂带(安徽段)断层面上的擦痕观察、测量计算古应力场进行断裂动力学分析，认为在新生代郯庐断裂带(安徽段)发生挤压逆冲兼右行走滑作用，与震源机制解的结果吻合。上述几次地震后的烈度调查都支持震源机制解的发震断层节面为NNE走向，显示受郯庐断裂带的控制。

图7　郯庐断裂带安徽段地质构造和重力异常图Fig. 7　Geological structure and gravity anomaly in the Tanlu fault zone(Anhui segment).F1郯庐断裂带，F2颍上-定远断裂，F3肥中断裂，F4滁河断裂，F5巢湖断裂，F6独山-东汤池断裂，F7罗河-缺口断裂，F8宿松-枞阳断裂；a 地质构造与震中分布图，b 自由空气重力异常与中、小地震密集值等值线图，c 完全布格重力异常与中、小地震密集值等值线图，d 向上延拓6km异常图，e 向上延拓12km异常图，f 向上延拓18km异常图

图7b是自由空气重力异常，大别山等山地丘陵为正异常，郯庐断裂带显示出了线性的负异常特点。图7c是经过改正后的完全布格重力异常，大别山区为典型的负异常，郯庐断裂带东侧的布格异常值相对较高。图7d—f 是布格重力异常分别向上延拓6km、12km和18km的结果，上延到18km后重力异常形态没有太大变化，说明浅部的局部异常得到了足够压制，重力异常反映了深部背景异常。郯庐断裂带在上延不同高度的图像上重力梯度都很突出，显示了郯庐断裂带的深大断裂特性。

郯庐断裂带附近的密集值等值线长轴方向与断裂带走向接近，在郯庐断裂带与巢湖断裂交会处以南地震主要分布在郯庐断裂带以东的前陆变形带(朱光等，1998)内。Lü等(2015)综述了长江中下游成矿带(常印佛，1991；周涛发等，2008)深部探测SinoProbe-03项目的成果，通过巢湖北侧张八岭隆起的深地震反射剖面揭示了郯庐断裂带安徽段上地壳为近垂直的高角度逆冲断层，断裂带的深部倾向SE，即深部倾向前陆变形带。前陆变形带内的庐江-枞阳火山岩盆地综合地球物理探测(董树文，2010)显示罗河-缺口断裂(F7)浅部倾向NW为正断层，而5～6km深处，断裂倾向反转成SE向，表现为逆冲，倾角约70°，宽2～3km，直插地壳底部，将莫霍面错断2～3km，SE侧抬升。高锐等(2010)据庐-枞火山岩盆地多条深地震反射剖面结果，认为郯庐断裂带、罗河-缺口断裂和长江断裂带是庐枞地区的3条重要断裂。如图6 所示，罗河-缺口断裂的位置与密集值等值线的位置非常吻合，且走向近一致。可见深部探测发现的罗河-缺口断裂与该地区的地震活动关系极为密切，可能指示这条断错Moho的深断裂现今仍具有弱活动性。

图8　区域重力、航磁资料解译的隐伏边界与安庆地震关系图Fig. 8　The concealed boundary interpreted from the gravity and magnetic data and their relation with the Anqing earthquake.a 布格重力异常图；b 化极后航磁异常图；c 重力边界识别结果；d航磁边界识别结果

图8 是使用边界识别TDX方法(Cooperetal.，2006)对安庆地震附近的 1/20万实测重、磁数据进行隐伏断层和地质体边界的识别结果，重、磁数据由深部探测SinoProbe-03项目提供。由图8 可知： 郯庐断裂带(F1)的西支在重、磁数据的边界识别结果中都清晰可辨，2011年6月17日桐城ML4.1地震即发生在重力解译的隐伏边界附近，该地震的震源机制解发震断层节面走向与隐伏边界的走向几乎一致；郯庐断裂带(F1)的东支仅在重力数据解译结果中清晰显示。由图8c可见，安庆4.8级地震震中附近的重力数据未识别出隐伏边界，图8d航磁数据识别的隐伏边界在安庆地震的西北和东南侧各有1条NE向的隐伏断层，分别对应前人在该区域开展的深地震反射剖面发现的罗河-缺口断裂(F7)(董树文等，2010；高锐等，2010)和长江深断裂(CJF)(高锐等，2010；吕庆田等，2015)。据长江中下游中段安徽岳西—东至长约300km的DB-12-01、DB-12-02两条跨长江深地震反射剖面(吕庆田等，2015)揭示，长江深断裂(CJF)在安庆附近由多条倾向SE的正断层组成，长江深断裂的性质在早白垩纪伸展变形阶段，由逆冲断裂反转演化为区域正断层带(董树文等，2011；吕庆田等，2015)。

谢祖军等(2012)给出了2011年1月19日安庆4.8级地震震中精定位结果： 震中经度、纬度分别为117.097°E、30.6378°N(图8 中已采用该位置)，最佳拟合震源深度为4～5km。 从空间位置分析，安庆地震位于长江深断裂(CJF)西北侧，而长江深断裂(CJF)是倾向SE的正断层带，两者没有直接联系。安庆4.8级地震的震源机制解是带少量走滑分量的逆冲型地震(陈安国等，2011；洪德全等，2011)，与长江深断裂(CJF)的正断层性质也不吻合。安庆地震附近的地震密集值等值线走向呈NE—NNE向，发震断层节面走向N15°E左右(谢祖军等，2012)，上述参数与震中附近NE—NEE走向的宿松-枞阳断裂(F8)也相差较大。

航磁解译的安庆地震西北侧的隐伏边界与罗河-缺口断裂(F7)位置十分接近。据庐江-枞阳火山岩盆地深反射地震探测成果(董树文等，2010；高锐等，2010)，罗河-缺口断裂(F7)在地壳浅部倾向NW为正断层，其下自5km左右直至莫霍面产状反转呈倾向SE的逆冲断层。安庆地震的震源深度为4～5km，与罗河-缺口断裂产状反转处深度大致接近；安庆地震主震震源机制解是带少量走滑分量的逆冲型地震，与罗河-缺口断裂深部主干段的逆冲运动性质吻合；震源机制解发震断层节面走向 N15°E左右，与罗河-缺口断裂走向NE—NNE也比较接近；该断裂的深部产状往SE倾向安庆地震方向。

安庆地震震中附近地表断层尚未发现有与震源各参数比较吻合的发震断层，发震断层认识尚不统一(陈安国等，2011；洪德全等，2011；谢祖军等，2012)。本文认为罗河-缺口断裂(F7)相对于宿松-枞阳断裂和长江深断裂(CJF)作为安庆地震发震断层从震源参数方面来看可能更合理些，而罗河-缺口断裂邻近郯庐断裂带主干断裂且两者走向一致，应属于郯庐走滑断裂系(许志琴，1984；徐嘉炜等，1992；王小凤等，1998)。

安庆地震附近的地震密集值等值线走向呈NE—NNE向，与航磁数据解译的隐伏边界(F7和CJF)走向接近(图8b)，等值线分布在F7至CJF断层的南侧，空间关系密切相关。可能指示了该地区的现代小地震活动与老断层的新活动有关。

4　结论

本文综合利用重力、航磁、地震活动图像和震源机制解等资料，使用向上延拓和边界识别等技术，分析了研究区域内典型地震区、深大断裂带的地震地质背景和孕震环境。

(1)邢台地震区重力异常呈NE向狭长条形U型特征，异常位置与束鹿断陷盆地吻合，邢台地震区地震活动集中分布在重力异常U型凹陷内。邢台地震区U型重力负异常区应是束鹿断陷盆地及其边界断裂宁晋断裂、新河断裂和其下的陡倾角深部隐伏断裂引起，与1966年邢台地震的发生密切相关。

(2)郯庐断裂带安徽段在布格重力异常及其不同高度的向上延拓结果均呈清晰的线性梯度带，深部探测结果证实郯庐断裂带安徽段呈高角度逆冲断层，倾向SE的。震源机制解资料指示现今的运动方式为逆冲兼有走滑分量，发震断层节面走向NNE，以及前陆变形带内的地震活动图像长轴方向均与郯庐断裂带安徽段走向一致。

(3)应用边界识别TDX方法分析处理安庆M4.8地震区的重、磁实测数据，在震中附近识别出2条磁力隐伏边界(F7和CJF)，结合长江中下游成矿带及庐江-枞阳火山岩盆地深地震反射剖面成果和震中附近的地震活动图像，认为2条隐伏边界断层与现代中、小地震活动关系密切，罗河-缺口断裂(F7)的性质与安庆4.8级地震的发震断层性质更吻合。

致谢感谢SinoProbe-03项目提供的区域重、磁数据；感谢中国地震局地球物理研究所蒋长胜研究员提供的震级-序号法MC检验程序；卫星重力数据使用了V23.1，地形数据来自SRTM30_PLUS 和ASTER GDEM；文中图件由Wessel and Smith 开发的免费作图软件GMT绘制；衷心感谢审稿专家提出的宝贵修改意见和建议!

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ANALYSIS ON STRUCTURAL FEATURES: INSIGHTS FROM SATELLITE-DERIVED GRAVITY MODEL AND SEISMIC PATTERN

CHEN An-guo1)ZHOU Tao-fa1)WANG Jian2)LIU Dong-jia1)GE Can1)

1)SchoolofResourceandEnvironmentalEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China>2)InstituteofGeophysics，ChinaEarthquakeAdministration，Beijing100081，China

In this paper，based on a large number of cumulative observational data from the seismic monitoring network in China，we grid the research area to calculate the density values at each grid node and convert the qualitative earthquake epicenter distribution to quantitative seismic pattern. Minimum magnitude of completeness(MC)is determined by magnitude-rank analysis，which provides lower limit earthquake and original time. New satellite-derived gravity model v23.1，which is based on satellites CryoSat-2 and Jason-1 data，is used to determine the Bouguer gravity anomaly derived from free-air gravity anomaly and elevation database sets SRTM30，and ultimately，the complete Bouguer correction is obtained. In this paper，the Xingtai earthquake zone and Tanlu fault zone (Anhui segment) are selected for case study. Bouguer gravity anomaly presents a NE-trending U-shaped narrow strip in the Xingtai earthquake zone，and its location is consistent with Shulu Fault Basin. Grid density value contours are restricted by the U-shaped strip，and the extreme value of seismic activity density lies in the bottom of the U-shaped strip as shown in the cross section. The results of Bouguer gravity anomaly and upward continuations to the different heights show good linearity and gradient in the Tanlu fault zone (Anhui segment); and both long-axis direction of seismic pattern and nodal plane strike of seismogenic fault from focal mechanism solutions trend NNE. In short，the Tanlu fault zone(Anhui segment)is a large deep-seated fault that still has the ability to control seismic activity along it. Based on the measured gravity and magmatic data，using the edge detection TDX method to interpret the concealed boundary of the AnqingM4.8 earthquake near the Tanlu fault，and combining with the results from deep seismic reflection profiles of the study area，we discussed the causative fault of the Anqing earthquake.

gravity anomaly derived from satellite altimetry，seismic pattern，Xingtai earthquake，Tanlu fault zone，Anqing earthquake

10.3969/j.issn.0253- 4967.2016.03.015

2015-09-16收稿，2016-03-31改回。

国家自然科学基金重大国际(地区)合作与交流项目(41320104003)和中国地质调查局地质调查工作项目(12120114039701，1212011220243，1212011220244)共同资助。

周涛发，男，教授，E-mail: tfzhou@hfut.edu.cn。

P315.2

A

0253-4967(2016)03-0696-15

陈安国，男，1979年生，在读博士研究生，主要从事重磁反演和地震地质研究，电话: 18919657109，E-mail: anguo-chen@163.com。