2016年7月30日马里亚纳群岛M7.8地震震源机制解测定*

杜广宝 邹立晔※ 梁姗姗 徐志国

1) 中国地震台网中心， 北京1000452) 国家海洋环境预报中心， 北京100081



2016年7月30日马里亚纳群岛M7.8地震震源机制解测定*

杜广宝1)邹立晔1)※梁姗姗1)徐志国2)

1) 中国地震台网中心， 北京1000452) 国家海洋环境预报中心， 北京100081

本文简要介绍了2016年7月30日马里亚纳群岛M7.8地震的参数速报情况， 并利用全球地震台网波形数据， 采用W-Phase方法， 测定了该地震的震源机制解， 结果为： 节面Ⅰ走向198.0°， 倾角35.7°， 滑动角135.9°； 节面Ⅱ走向326.2°， 倾角66.0°， 滑动角62.7°； 矩震级为MW7.72。 本文测定结果与GCMT等国际机构所得震源参数相当一致， 均为一次逆冲型为主的中源地震。

马里亚纳地震； 震源机制解； W-Phase方法

根据中国地震台网中心测定， 2016年7月30日05时18分23.2秒(北京时间)在马里亚纳群岛(Mariana Islands， 18.44°N， 145.56°E)发生了M7.8地震， 震源深度为200 km[1]。 此次地震发生在马里亚纳群岛北部的阿格里汉岛(Agrihan)南南西方向约31 km， 马里亚纳海沟以西约200 km[2]， 尚无人员伤亡或财产损失的报道， 位于美国夏威夷的太平洋海啸预警中心(Pacific Tsunami Warning Ceneter， PTWC)未发布海啸预警[3]。

1 地震参数速报

对于国外地震， 中国地震台网中心采用中国台网数据与全球台网数据相结合、 自动速报与正式速报相结合的模式， 从而保证了地震参数速报的快速与准确。 就本次地震而言， 自动速报系统于北京时间05时24分49秒发布了"在马里亚纳群岛附近发生7.6级左右地震(深源)"的信息， 地震参数的测定用时6分26秒(自发震时刻起， 至自动速报发布时止)； 此后， 中国地震台网中心(CENC)于05时47分57秒发布终报结果， 正式结果与自动结果在发震时刻上相差约12 s， 在震中位置上相差约30.89 km， 震级为M7.8， 用时29分34秒(自发震时刻起， 至终报发布时止)。

本次地震发生后， 美国地质调查局(U.S. Geological Survey， USGS)[2]、 欧洲地中海地震中心(European-Mediterranean Seismological Center， EMSC)[4]、 德国地学研究中心(German Research Centre for Geosciences， GFZ)[5]等地震机构也都对该地震进行了迅速测定。 表1给出了中国地震台网中心和各国际地震学机构对本次地震的定位结果。 图1是根据中国地震台网中心定位结果绘制的震中位置及周边区域历史地震分布图。

表1 中国地震台网中心及各国际地震学机构测定的马里亚纳群岛地震基本参数

图1 2016年7月30日(北京时间)马里亚纳群岛M7.8地震震中位置图

2 震源机制解

本文利用全球地震台网(Global Seismograph Network， GSN)波形数据， 采用W-Phase方法， 测定了本次地震的震源机制解。 W震相是在S波之前到达的一种较明显的长周期波(100 ～1000 s)[6]。 Kanamori和Rivera等[7]将W震相方法用于对MW≥7.5地震震源参数的反演。 结果表明， W-Phase方法能够快速得到可靠的强震震源机制解。

我们从美国地震学研究联合会数据管理中心(IRIS/DMC)获取全球地震台网准实时波形数据， 选取其中震中距5°至90°范围内台站的资料， 去除信噪比较低和记录不完整的数据， 得到85个台站的宽频带记录， 包括BK、 CI、 CU、 G、 GT、 IC、 IU和TW等台网， 仪器类型多为STS-1、 STS-2、 KS-54000等， 采样率为每秒20个采样点(sps)。 数据采用1.0 ～6.7 mHz (150～600 s)的频带范围进行4阶Butterworth带通滤波； 当震中距Δ≤12°时， 选取初至P波后180 s的时间窗长来提取W震相， 而当12° <Δ≤90°时， W震相时间窗为初至P波至15Δs。 图2和图3分别给出了用于测定本次地震震源机制解的85个全球地震台网的台站分布图及部分波形记录图。

图2 测定马里亚纳群岛地震震源机制解的85个GSN台站分布图

图3 马里亚纳群岛地震部分全球台站波形记录图

我们以中国地震台网中心速报结果为初始震源位置， 经多次迭代搜索， 得到本次地震的最佳矩张量解。 结果为： 节面Ⅰ走向198.0°， 倾角35.7°， 滑动角135.9°； 节面Ⅱ走向326.2°， 倾角66.0°， 滑动角62.7°。 该地震是一次逆冲为主的事件(见图4及表2)， 矩震级为MW7.72。

这次地震发生后， 本文及全球矩心矩张量项目(Global Centroid Moment Tensor， GCMT)[8]、 美国USGS[2]、 德国GFZ[5]、 法国GEOSCOPE台网[9]等国际地震学机构， 利用全球台网数字观测资料测定了该地震的震源机制解。 从表2所列本文及各机构的测定结果来看， 不同机构测定的震源机制解相当一致， 断层类型均为逆冲断层， 矩震级除法国GEOSCOPE台网为MW7.8外， 其他均为MW7.7。

图4 本文所得马里亚纳群岛地震震源机制解沙滩球示意图

表2 本文及各国际地震学机构测定的马里亚纳群岛地震震源机制解结果

图5显示了GCMT测定的马里亚纳群岛1976年以来±3.0°范围内MW≥ 6.0共33个历史地震的震源机制解分布图。 其中， 2000年以来， 本次地震震中±1.5°范围内曾发生1次MW≥7.0地震， 即2007年10月31日03时30分17.7秒(UTC)的MW7.2地震(18.90°N， 145.36°E)， 位于本次地震北北西方向0.50°(约55.1 km)， 同为逆冲为主的中等深度(223.2 km)事件10]。

图5 马里亚纳群岛历史地震震源机制解分布图

3 讨论和结论

本文的震源机制解结果表明， 2016年7月30日马里亚纳群岛地震是太平洋板块向菲律宾海板块下方俯冲的结果。 太平洋板块相对于菲律宾海板块以大约每年40 mm的速度移动， 而相对于马里亚纳板块则以每年60 mm的速度移动[2]。 作为一次中源地震， 本次地震与同等规模的浅源地震相比较， 并未造成震中区域地表破坏， 而距震中约560 km处的关岛地区则有明显震感[11]。

本文使用全球地震台网数据， 通过W-Phase方法测定了本次马里亚纳群岛地震震源机制解， 并将其与GCMT等国际机构所得震源参数进行对比， 结果相当一致， 均为一次逆冲型为主的中源地震。

[1] 中国地震台网中心地震数据管理与服务系统(CSNDMC)． 2016年7月30日05:18:23.2马利亚纳群岛7.8级地震． [2016-07-30]． http:∥www.csndmc.ac.cn/newweb/qq_events/qq_20160730_0518232_78216.html

[2] US Geological Survey (USGS)．M7.7-31 km SSW of Agrihan， Northern Mariana Islands． [2016-07-30]． http:∥earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us100068jg

[3] Pacific Tsunami Warning Center (PTWC)． Tsunami Messages for the Pacific Ocean (Past 30 days)． [2016-07-30]． http:∥ptwc.weather.gov/?region=1

[4] European-Mediterranean Seismological Centre (EMSC)． Latest significant earthquakes． [2016-07-31]． http:∥www.emsc-csem.org/Earthquake/significant_earthquakes.php

[5] German Research Centre for Geosciences (GFZ)． Mariana Islands Earthquake． [2016-07-30]． http:∥geofon.gfz-potsdam.de/eqinfo/event.php?id=gfz2016ovhv

[6] Kanamori H． W phase． Geophys. Res. Lett.， 1993, 20(16)： 1691-1694

[7] Kanamori H, Rivera L． Source inversion of W phase： Speeding up seismic tsunami warning． Geophys. J. Int.， 2008, 175 (1)： 222-238

[8] Global Centroid Moment Tensor Project (GCMT)． Quick CMT solutions． [2016-07-30]． http:∥www.ldeo.columbia.edu/～gcmt/projects/CMT/catalog/NEW_QUICK/E201607292118A.ndk

[9] GEOSCOPE． Earthquake description (MARIANA ISLANDS 2016/07/29 21:18:25 UTCMW=7.8)． [2016-07-31]． http:∥geoscope.ipgp.fr/index.php/en/catalog/earthquake-description?seis=us100068jg

[10] Global Centroid Moment Tensor Project (GCMT)． Monthly CMT solutions． [2016-07-30]． http:∥www.ldeo.columbia.edu/～gcmt/projects/CMT/catalog/NEW_MONTHLY/2007/oct07.ndk， 2007

[11] Cable News Network (CNN)． 7.7-magnitude quake strikes Mariana Islands. [2016-07-31]． http:∥edition.cnn.com/2016/07/29/world/mariana-islands-quake/index.html

Determination of the focal mechanism solution of the July 30th 2016 M 7.8 earthquake in Mariana Islands

Du Guangbao1)， Zou Liye1)， Liang Shanshan1)， Xu Zhiguo2)

1) China Earthquake Networks Center， Beijing 100045， China 2) National Marine Environmental Forecasting Center， Beijing 100081， China

The rapid parameter determination of the July 30th 2016M7.8 earthquake in Mariana Islands is introduced in this paper. And then， based on the data from the Global Seismograph Network (GSN)， the focal mechanism of this event is calculated with the W-Phase method. The best double-couple solution is: for the nodal plane Ⅰ， strike=198.0°/dip=35.7°/slip=135.9°， while for the nodal plane Ⅱ， strike=236.2°/dip=66.0°/slip=62.7°; and the moment magnitude isMW7.72. This result is quite consistent with the ones from such international seismological institutions as the Global Centroid Moment Tensor (GCMT)， all indicating that this earthquake is a subduction event of reverse faulting at an intermediate depth.

Mariana earthquake; focal mechanism solution; W-Phase method

2016-08-18； 采用日期： 2016-10-11。

P315.3；

A；

10.3969/j.issn.0235-4975.2016.11.006

※通讯作者： 邹立晔， e-mail: zouly_xm@qq.com。