2014年11月22日康定M6.3地震震源机制研究

徐 峰

（重庆市地震局，重庆 401137）

0 引言

震源机制是指地震时震源区的力学过程，震源机制的断层面参数反映了发震断层的几何形态，主压应力轴（P轴）和主张应力轴（T轴）的方位角反映了区域应力场主轴的主体方向，震源深度的分布可以帮助厘清余震与发震构造的关系以及理解主余震的孕震机理。因此，研究震源机制对于震后强余震预测和研究地震活动区的应力状态具有重要意义［1-3］。

传统的震源机制研究主要通过P波初动求取［4-5］，但该方法受限于台站方位分布。此外，通过P波初动仅能计算节面参数，无法获取地震震源深度和震级。利用P波和S波的振幅比是研究地震震源机制的另一种常见方法。粱尚鸿等［6］提出了利用近场P、S垂直分量振幅比确定震源机制解，利用振幅比以及结合初动资料研究震源机制已得到许多应用［7-9］。然而该方法虽然可以克服节面附近P波极性模糊的问题，但是仍然受限于台站记录方位的分布。万永革等［10］提出了利用小震分布和区域应力场确定大震断层面参数方法，并且成功应用在唐山地震序列研究中。

近年来，随着数字化宽频带地震台网建设的不断完善，产出了更加丰富、质量更高的地震波形记录，为全波形反演震源机制提供了可靠的资料［11-15］。本文选取了四川地震台网的近震波形记录，采用全波形方法反演了2014年11月22日康定M6.3地震震源机制。

1 数据与方法

搜集四川地震台网近70个宽频带地震台站的波形资料，选取震中距小于300 km的台站记录。为保证获取精确可靠的反演结果，对原始波形进行筛选，删去信噪比低的台站记录，最终共保留32个台站数据用于反演，如图1所示。所有原始记录经过去仪器响应和坐标系旋转后，重采样到与格林函数相同的采样间隔（0.25 s）；实际波形与理论波形统一被截取为P波初至前10s至P波初至后120s。反演中引入反距离加权因子，以减小因距离衰减对波形的影响。使用带通滤波器滤波，滤波频带为0.02～0.08Hz。采用网格搜索法求取最佳的震源机制解。

若地震与台站均处于速度变化简单地区，一个不是非常精确的速度模型或许就能取得不错的效果［16］。本研究采用的台站范围覆盖了四川盆地、松潘-甘孜褶皱带和川滇菱形块体（图1），已有研究表明该地区深部结构存在很大的横向非均匀性［17-19］，参考杨宜海等［14］根据射线路径主要分布的块体将这32个台站划分为三个区域：四川盆地（红色），青藏高原东缘（黑色）和青藏高原东南缘（蓝色），如图2所示，不同区域采用杨宜海等［14］建立的速度模型计算格林函数。

图1 康定地震震中（黄色五角星）及本文采用的四川地震台网台站位置分布（黑色三角形）Fig.1 Distribution of epicenter of the Kangding mainshock （the yellow star） and seismic stations of Sichuan Seismic Network in this study（black triangles）

2 结果

采用网格搜索法进行反演，深度搜索范围为5～29km，间隔为1km，对走向、倾角和滑动角的所有变化范围进行搜索，搜索间隔为1°。根据理

图2 划分为3个区域的台站分布图（红色、黑色和蓝色三角分别代表四川盆地、青藏高原东缘和东南缘的台站）Fig.2 The distribution of seismic stations of the dividing three areas（the red， black， and blue triangulars represent the stations of Sichuan Basin，Eastern margin and Southeasten margin of Qinghai-Tibet Plateau respectively）

论与实际观测波形拟合度确定最佳解。由于可能存在仪器记录干扰等因素，我们根据反演后实际波形与理论波形的拟合情况，删除拟合度较低的台站波形分量后再次进行反演。两次反演得到的震源机制解如表1所示。

表1 两次反演的震源机制解Tab.1 Focal mechanism solutions of two inversions

从表1可以看出，删除拟合度较低的分量波形后，对矩心深度和矩震级的确定影响微弱，对节面参数及主应力轴的影响很小（≤5°），表明了全波形反演程序对震源机制解确定有比较好的稳定性。图3给出了反演拟合度随深度的变化，可以看出反演结果对深度有比较好的敏感性。图4为反演的实际波形与理论波形的拟合图，该图显示实际观测波形能较好的拟合理论波形，绝大多数分量的理论与实际波形拟合度在50%以上。

图4 实际波形（红色）与理论波形（蓝色）拟合图 （波形上方的数值为理论波形相对实际波形的移动时间（s）；波形下方的数值为两者的拟合度）Fig.4 Fitting diagram for the inversed observation waveform （red line） and predicted waveform（blue line） （The value above the waveform is the moving time of the theoretical waveform relative to the actual waveform （s）； the value below the waveform is the fitting degree of the two waveforms）

图3 反演拟合度随深度变化图Fig.3 The inversion fitting varied with depth

图5 青藏高原东缘GPS速度场［24］与大地震分布Fig.5 GPS velocity field of eastern margin of the Tibetan Plateau ［24］ and the distribution of M＞6.0 earthquakes

经过两次反演得到的康定M6.3地震震源机制解为：震源深度16km，矩震级为5.85；节面I走向241°，倾角 80°，滑动角 -175°；节面 II 走向150°，倾角85°，滑动角 -10°。 从震源机制解可以看出，该地震近似为纯走滑型地震，与鲜水河断裂带左旋走滑性质相一致，表明该地震主要受鲜水河断裂带控制。

已有的地震活动性与地震矩亏损研究表明［22-23］，鲜水河断裂带的中-南段具有很高的地震风险性。鲜水河断裂带处于印度板块对青藏高原挤压作用的前沿地带，强震活跃。该断裂带及其周边地区水平形变量达10mm／a以上（图5）。此次康定M6.3地震虽然填补了该段的地震空区，对于该区域所积累的应力是否充分释放以及大地震的复发风险尚不明确。

3 结论

近年来，一种将完整的波形记录分解为体波和面波部分，并分别对其理论波形与观测波形进行拟合的CAP（Cut and Paste）方法，被越来越多地应用到震源机制研究中。该方法通过体波和面波的分别拟合以减小反演对速度模型的依赖，同时对体波和面波赋予不同权重以压制面波对反演结果可能产生过大的影响，从而可以更好地约束震源深度和震源机制解。本研究利用包含所有震相的完整波形进行全波形反演，研究结果与易桂喜等人的研究结果非常接近。本文获取的2014年康定 M6.3地震震源机制解为：震源深度15km，矩震级为5.86；节面 I走向241°，倾角80°，滑动角 -175°；节面 II走向 150°，倾角 85°，滑动角-10°。结果表明该地震是发生在鲜水河断裂带上的高倾角、纯走滑型地震事件。

致谢 陕西省地震局的杨宜海博士为本文提供了帮助，四川省地震局提供了康定地震的波形资料。本文反演程序来自于美国圣路易斯大学Robert Herrmann的CPS软件包，所有图件均采用GMT绘制，在此一并致谢。

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