2021年四川泸县M6.0地震发震机理及地震活动时空演化特征

2022-10-31 10:20李欣蔚张广伟谢卓娟李世杰吕悦军
地球物理学报 2022年11期
关键词:泸县应力场震源

李欣蔚, 张广伟, 谢卓娟, 李世杰, 吕悦军*

1 应急管理部国家自然灾害防治研究院, 北京 100085 2 复合链生自然灾害动力学应急管理部重点实验室, 北京 100085 3 贵州省震灾风险防治中心, 贵阳 550001

0 引言

据中国地震台网中心测定,2021年9月16日4时33分,四川省泸州市泸县(29.20°N,105.34°E)发生M6.0地震,震源深度10 km,极震区烈度达Ⅷ度(四川省地震局,2021).地震共造成3人死亡,159人受伤,房屋和交通设施均受到不同程度的破坏.本次地震震中位于华蓥山断裂带南西段,该段断层构造发育,表现为狭窄背斜和宽缓向斜交互(邓宾,2013)(图1).历史记录显示,该断裂带地震活动频度不高,仅发生过3次M≥5.0地震,其中,最近一次是1959年11月13日发生在四川富顺附近的5.0级地震,无6级以上强震记录(国家地震局震害防御司,1995;汪素云,1999).

近十年来,四川盆地东南部地震活动性显著增强,部分地区破坏性中强地震频发,2018年兴文M5.7地震、2019年长宁M6.0地震等多个事件均受到社会各界的广泛关注,并激发了地震科研工作者的研究兴趣(Lei et al.,2019a,b;易桂喜等,2019;梁姗姗等,2020;王志伟,2020;Long et al.,2020;Wong et al.,2021;Zhang et al.,2022).现有研究认为,当应变积累速率恒定时,发生地震的时间间隔与未来地震震级大小有关,地震震级愈高,需累积应变能的时间愈长(Shimazaki and Nakata,1980).但泸县6.0级地震发生约两月前,震中附近曾发生M4.2地震,应变释放随之增大(图2).张致伟等(2012)认为,汶川8.0级地震的发生在一定程度上改变了区域应力场环境,致使四川盆地东南缘地震活动增多;高原等(2018)研究表明,四川盆地东南部慢波延迟时间稍有上升的现象可能反映了应力的继续增加.此外,华蓥山断裂带近年来的地震空间展布与断层地表迹线分布也存在一定差异(易桂喜等,2021).特别地,该断裂带的地震地质调查与活动性研究程度有待提高(盛强和谢新生,2010;张岳桥,2020).因此,研究2021年泸县M6.0地震发震机理及地震活动时空演化特征,分析华蓥山断裂带南段地震活动与断层构造的关系,深入探讨四川盆地东南部地震活动频发机理,是十分必要的.

地震活动与地质构造关系密切,地震活动的时空分布能够反映断层的运动特征及深部构造.目前,地震精定位已成为研究活动构造、隐伏断层的重要手段之一.利用高精度数字化地震观测资料,进行中小地震精定位,已经取得了许多与断裂活动性相关的研究成果(黄耘等,2008;张广伟等,2014;谢卓娟等,2017;房立华等,2018;李炎臻等,2020).同时,震源机制解能够直观地给出地震破裂的几何特征和运动学特征;构造应力场反演能够为探究地震的孕育过程、发震趋势以及区域构造动力环境等提供参考(梁姗姗等,2020;胡晓辉等,2020).

图1 (a) 华蓥山断裂带南段及周边地区断裂、台站分布及研究区(黑色方框)地震分布; (b) 研究区断层及工业井分布 图中断裂据邓起东(2007);王小龙等(2011);张致伟等(2012);易桂喜等(2021);工业井据马新华等(2020).PX-F:浦江—新津断裂;LQS-F:龙泉山断裂;HYS-F:华蓥山断裂;F1:华蓥山基底断裂;F2:薄刀岭断层;F3:白云寺断层;F4:燕子岩断层;F5:螺观山北翼隐伏断层;F6:广顺横断层;F7:螺观山南翼隐伏断层;F8:双河断层;F9:月琴坝断层;F10:鱼口坳断层;F11:天堂沟断层;F12:黄草沟断层.Fig.1 (a)The distribution of faults and stations in the southern section of the Huayingshan fault and its surrounding areas, and the distribution of earthquakes in the study area (the black box); (b) The location of faults and industrial wells in the study area The faults according to Deng et al. (2007); Wang et al.(2011); Zhang et al.(2012); Yi et al.(2021); Industrial wells according to Ma et al.(2020). PX-F: Pujiang-Xinjin fault, LQS-F: Longquanshan fault, HYS-F: Huayingshan fault, F1: Huayingshan base fault, F2: Bodaoling fault, F3: Baiyunsi fault; F4: Yanziyan fault, F5: The north wing of Luoguanshan hidden fault, F6: Guangshun transverse fault, F7: The south wing of Luoguanshan hidden fault, F8: Shuanghe fault, F9: Yueqinba fault, F10: Yukou′ao fault, F11: Tiantanggou fault, F12: Huangcaogou fault.

图2 2009年1月—2021年10月M-T图(M≥1.0)(a)和应变释放曲线(M≥3.0)(b) (统计区域: 28.75°N—29.75°N, 105°E—106°E) 图(a)中红色五角星表示M≥4.0地震,蓝色矩形表示2021年7月1日至2021年10月31日,图(b)中E表示应变能,J为单位焦.Fig.2 M-T diagram (M≥1.0)(a) and strain release curve (M≥3.0) (b) between January 2009 and October 2021 Statistical area: 28.75°N—29.75°N, 105°E—106°E. The red stars are M≥4.0 earthquakes, and the blue rectangle represents July 1, 2021 to October 31, 2021 in Fig.(a), E represents the strain energy and J is the Joule in Fig.(b).

图3 (a) 速度模型; (b) P波和S波观测走时曲线 图中VP为P波速度,VS为S波速度.Fig.3 (a) Velocity model; (b) Observed travel time curves of the P and S wave VP:P-wave velocity,VS:S-wave velocity.

1 数据与方法

1.1 研究数据

本文研究区域为:28.75°N—29.75°N,105°E—106°E.地震精定位使用由中国地震台网中心提供的2009年1月1日至2021年10月31日正式观测报告中的走时数据.震源机制反演使用“国家数字测震台网数据备份中心”提供的宽频带波形资料(郑秀芬等,2009),通过人工拾取筛选,对13个M≥3.5地震进行波形反演,并使用得到的震源机制解反演研究区应力场.为了获得更准确的震源位置,同时保证数据一致性,在地震精定位和波形反演过程中均使用邻近的荣县—威远—资中地区一维速度模型(易桂喜等,2020)(图3a).

1.2 研究方法

双差定位法使用两个地震走时差的实际观测值与理论计算值的残差(“双差”)以确定事件的相对位置,同时依据相邻地震事件对的传播路径相似性,能够有效降低由速度模型不确定引入的定位误差,适用于空间跨度较大的丛集地震.考虑到研究区地震台站方位覆盖相对均匀,双差定位法的定位精度可能受观测走时数据本身误差的限制(闫俊岗等,2013),我们对泸县M6.0地震的相关震相进行了重新标注,并将标注结果与观测报告提供的到时数据进行比较,得到震相到时差的绝对值均≤0.3 s,以此验证观测报告中震相数据的可靠性.为了保证定位结果的准确性和稳定性,这里仅选取震中距200 km范围内、至少3个台站记录到的走时数据参与地震精定位,其中,P波走时23940条,S波走时25674条(图3b).在震相预处理过程中,我们设定“强链接”地震对的震相“链接”条数阈值为6条,事件对最大间距为5 km,P波和S波权重分别为1.0和0.5.精定位时,选用共轭梯度法(LSQR)求解方程,得到阻尼最小二乘解.

采用CAP方法求取震源机制解,需要将宽频带数字地震记录分为Pnl和面波两部分并赋予不同权重,分别计算理论波形与实际波形的拟合误差函数,利用网格搜索法得到最小误差的最优解.本研究设置的Pnl和面波滤波范围分别为0.05~0.15 Hz和0.02~0.1 Hz,走向、倾角和滑动角的搜索间隔均为10°,深度为1 km.采用频率-波数法(F-K)计算格林函数(Zhu and Rivera,2002),采样间隔为0.1 s,采样点为1024个.

2 计算结果与分析

2.1 精定位结果

精定位后共获得2193个地震的定位结果,其中,泸县M6.0地震的震中位置为29.18°N,105.33°E,震源深度为6.4 km. 东西、南北和垂直三个方向上的平均相对定位误差分别为0.38、0.43和0.56 km(图4).考虑到双差定位时采用的LSQR算法给出的误差可能被低估(Waldhauser and Ellsworth,2000;房立华等;2014),本研究从筛选获得的地震目录中随机抽取50%的事件进行重复精定位,定位时设置参数一致.如此完成10次,最终获得的东西、南北和垂直三个方向上的平均相对误差值分别为0.45、0.52和0.71 km,与初始精定位结果差异不大,表明初始定位结果是可靠的.

图5为精定位前后的震中分布图,由图可见,在研究区的主要断层与工业井附近,精定位后地震的空间分布成丛性更好,沿断层走向的线性趋势更为明显.其中,荣昌地区螺观山隐伏断层(F5,F7)及广顺横断层(F6)附近的地震最为集中,其次在泸县地区的双河断层(F8)及黄草沟断层(F12)西侧地震也较为集中.精定位前由于定位精度不高造成的震源深度层状排列现象(图5a),精定位后得到明显的改善,震源深度主要集中在10 km以浅,表现出东浅西深的趋势(图5b).

图4 地震精定位在东西(a)、南北(b)、垂直(c)方向的相对误差分布Fig.4 The relative errors in east-west (a), north-south (b), vertical (c) directions

图5 (a) 精定位前地震震中分布图; (b) 精定位后地震震中分布图 红星为M≥4.0地震,断层及工业井同图1.Fig.5 (a) Distribution of epicenters before relocation; (b) Distribution of epicenters after relocation The red stars are M≥4.0 earthquakes, and faults and wells are the same as in Fig. 1.

2.2 震源机制解

波形反演共使用10个台站,总计50个波段的记录资料,所有理论波形与实际波形的相关系数均大于0.7.获得的泸县M6.0地震震源机制解如下:节面Ⅰ的走向、倾角和滑动角分别为298°、43°和101°,节面Ⅱ的走向、倾角和滑动角分别为103°、48°和80°,矩震级为5.39,矩心深度4.3 km(图6,图7),表明该地震为逆冲型事件.我们将这一结果与不同研究给出的震源机制解(表1)进行对比,证实了结果的可靠性.此外,本研究采用Bootstrap方法(Efron,1979)对反演参数进行可靠性验证,设置采样次数为100次(Efron and Tibshirani,1986),重抽样台站个数与每个地震事件实际反演台站个数相同,部分台站会被重复采样,对每次采样的台站进行波形反演,获得走向、倾角及滑动角的统计结果,并将其标记在直方图中(图8),可以看出使用重采样数据反演得到的震源参数相对集中,表明本研究反演结果是稳定的.

图9展示了研究区内14个M≥3.5地震的震源机制解,其中,事件13来自易桂喜等(2021).结果显示,研究区地震事件以逆冲型为主,主要沿已知断层分布,大多集中在荣昌地区及华蓥山基底断裂附近.矩心深度均小于10 km,表现出浅源分布特征,部分地震的矩心深度与精定位获得的震源深度之间存在差异,分析其原因,可能是受震源破裂方向性和震级的影响所致(罗艳等,2013).

图6 2021年9月16日泸县M 6.0地震震源机制解及理论(红色)和实际(黑色)波形对比图 波形下方数字表示理论相对实际波形的相对移动时间(s)及二者的相关系数,左侧大写字母表示台站名,台站名下方数字表示 震中距(km)和相对偏移时间(s).Pz、Pr分别为Pnl波的垂向、径向分量,Sz、Sr、Sh分别为面波的垂向、径向和切向分量.Fig.6 Focal mechanism solution and comparison between synthetic (red) and observed (black) waveforms of the 16 September 2021 M 6.0 Luxian earthquake The numbers below each traces are relative time shift (s) and cross-relation coefficient. The station names are given on the left and the numbers below each station are epicentral distance (km) and relative time shift (s). Pz and Pr are the vertical and radial components of Pnl wave,respectively, and Sz, Sr, and Sh are the vertical, radial, and tangential components of surface wave, respectively.

表1 不同研究得到的泸县M 6.0地震的震源机制解Table 1 Focal mechanism solutions of the Luxian M 6.0 earthquake provided by different researches

2.3 研究区应力场

根据获得的震源机制解数据(表2),计算得到了σ1、σ2、σ3(最大、中间和最小主压应力)以及形状比R(R=(σ1-σ2)/(σ1-σ3))(表3).其中,最小主压应力σ3呈现出高倾角的近直立状态,最大主压应力σ1和中间主压应力σ2为近水平状态,表明区域应力场主要表现为水平构造挤压作用;最优应力形状比为0.04,即σ1和σ2的量值非常接近,说明二者在局部地质构造的影响下可能会发生互易,这也是应力场反演结果中σ1和σ2较为离散的原因(图9b).此外本研究获得的区域最大主压应力σ1最优平均方位为NWW向,与四川盆地东南部NWW 向逆冲背景应力场(王晓山等,2015)相一致,但与泸县M6.0地震及事件7、8、9、10、11的震源机制解特征存在差异.因此,我们使用上述事件再次进行应力场反演获得了图9c所示的结果,进而推测研究区应力场存在局部差异,具体内容将在3.4节中进行讨论.

表3 研究区应力场反演结果Table 3 The inversion result of the stress field

图7 2021年9月16日泸县M 6.0地震在不同深度上的 震源机制解及其拟合残差Fig.7 Focal mechanism solutions and RMS of the 16 September 2021 M 6.0 Luxian earthquake at different depths

表2 研究区M≥3.5地震的震源机制解Table 2 Focal mechanism solutions of M≥3.5 earthquakes

图8 使用Bootstrap法重抽样得到泸县M 6.0地震及部分事件的震源参数(走向,倾角,滑动角)分布直方图 三角形表示实际反演得到的参数值,图中事件序号同表2.Fig.8 Distribution histograms of source parameters (strike, dip, rake) related to the M 6.0 Luxian earthquake and partial events with the Bootstrap method The triangles indicate the values of inversion parameters, and events are consistent with Table 2.

图9 (a) M≥3.5地震的震源机制解; (b) 研究区应力场反演结果; (c) 泸县M 6.0地震及事件7、8、9、10、11的应力场反演结果 图中箭头表示区域应力场最大主应力σ1最优平均方位,断层同图1,事件序号同表2.Fig.9 (a) Focal mechanism solutions of M≥3.5 earthquakes; (b) The stress filed inversion result in study region; (c) The stress filed inversion result of the Luxian M6.0 earthquake and events 7, 8, 9, 10 and 11 The arrows are the optimal average azimuth of the maximum principal stress σ1 of the regional stress field, faults are the same as in Fig.1, events are consistent with Table 2.

3 讨论

3.1 泸县M 6.0地震震源深度与发震机理

震源深度是描述震源的一个重要参数,可靠的震源深度能够较好地约束地震位置和发震时刻,同时有助于判定发震断层并探讨其几何形态(罗艳等,2013,2020;房立华等,2018).目前,常使用到时定位方法获取地震事件的初始破裂深度,利用波形反演方法获取反映断层破裂面中心位置的矩心深度.明确不同震源深度表征的物理意义能够加深我们对地震发震机制的认识.

本研究得到的泸县6.0级地震初始破裂深度为6.4 km,矩心深度为4.3 km.根据逆冲型地震矩震级MW与震源破裂长度L的经验关系:MW=4.49+1.49lgL(±0.26)(Wells and Coppersmith, 1994),估算该地震的震源破裂尺度约为4 km.前人研究认为,破裂起始点深度与破裂质心间深度的差异可达破裂尺度的一半(罗艳等,2013),这也表明两种深度间存在差异是合理的.

对四川盆地浅源地震的研究表明,地震空间分布明显受已有断层的控制,较大地震尤其是中强地震为先存断层活化所致,并且这些断层多为隐伏断层(雷兴林等,2014;王志伟等,2018;He et al.,2021).区域地质构造显示,泸县M6.0地震震中的西侧发育有梯子崖背斜,该背斜包含一系列自西向东的逆冲型断层,根据背斜西翼倾角变缓的现象,推测该背斜可能存在隐伏断层(贺鸿冰,2012),符合周荣军等(1997)提出的川东地区中强地震发生的构造条件.本次地震震区古生界存在以泥页岩为代表的滑脱层系,同时,重庆—泸州一线地区的马龙溪组底界面隆起,现今埋深约为4000~4500 m(刘树根等,2016);基于四川盆地大量钻井和石油勘探地震反射数据刻画的三维浅层速度结构(Wang et al.,2016)显示,P波速度在震源附近存在异常分布,这些表明泸县M6.0地震成核深度可能位于地壳浅部的滑脱层(图10).考虑地震震源机制解P轴方位200°、俯仰角3°,与区域应力场最大主应力σ1最优平均方位NWW差异显著,我们推测在震源区附近存在局部应力场扰动,滑脱层活动触发了上覆隐伏断层的挤压错动,进而导致泸县M6.0地震的发生.

图10 泸县及周边地区三维速度结构 速度结构引自Wang et al.(2016).Fig.10 Three-dimensional velocity structure in Luxian and its surrounding areas The speed structure is quoted from Wang et al. (2016).

3.2 地震展布与断层关系

精定位后的地震事件要集中在应力最易累积的断层端点、交汇点等特殊构造部位,如:荣昌地区的地震活动呈丛聚状密集分布在螺观山隐伏断层(F5,F7)及广顺横断层(F6)的构造交汇处;而沿白云寺断层(F3)、燕子岩断层(F4)中段和黄草沟断层(F12)附近的地震活动相对较少(图11a);部分地震事件在空间上邻近工业井,附近无明显断层分布.以剖面线FF′附近的地震活动为例,在约5 km深度以浅处的地震震级较小、成簇性较强(图11g).考虑到水压致裂诱发的地震事件震级较小这一特点(Chen et al.,2018;何登发等,2019;Lei et al.,2019a),推测该地区的地震活动受当地工业进程的影响.在图11h中,沿剖面线HH′自西向东,地震震级逐渐减小,剖面图所示的分布形态与水平井相似,震源深度大多浅于10 km,但在约20 km深度处出现一地震簇,这可能是精定位使用的速度模型不够精细导致的.从图11i可以看出,剖面线JJ′附近地震活动的震源深度分布在0~20 km范围内,约5~10 km处存在一个NE向间断面,这可能与当地以多层次滑脱、叠瓦状构造样式为主的构造特点有关(杨淑雯,2015).

精定位后地震活动展示的空间分布特征及活动性差异,与地表断层及其深部构造存在对应关系.剖面线AA′北端的地震在平面和剖面上均呈面状分布,与逆冲断层地震活动表现方式一致,其南端的地震在水平方向上表现为不连续分布,具有条带状特征(图11b).图11c中也存在类似的间断面,这些间断面自西向东与燕子岩断层(F4)及黄草沟断层(F12)的地表出露位置基本吻合.另外,在薄刀岭断层(F2)附近,个别地震的震源深度大于20 km,考虑其发震位置的特殊性(深部的相应位置为华蓥山基底断裂),推测这些地震可能发生在地壳中酸性花岗岩质层与基性玄武岩质层的界面附近,该界面埋深约22 km,被华蓥山基底断裂所切割(王赞军等,2018).华蓥山基底断裂控制着川东滑脱型褶皱构造带的发育和川中地块平缓褶皱构造(Yan et al.,2003),其两侧结晶基底的埋深与性质截然不同,东侧的川东地区(包括研究区)属于低密度的塑性基底结构,埋深一般为7~9 km,最深可达11~12 km(秦万成和罗正富,1980).剖面线BB′与剖面线CC′附近地震的震源深度主要集中在10 km范围内(图11d,11e),与基底上界面埋深具有一致性,推测这些地震发生在盆地上地壳浅部的沉积盖层内,主要受盖层内滑脱构造的控制.剖面线EE′附近的地震分布长轴优势方向近乎垂直于黄草沟断层(F12)走向,其深度剖面图表明,燕子岩断层(F4)东侧的地震活动频度与震源深度明显大于西侧.在约10 km深度处存在分层现象,相比该分界面上部,分界面以下的地震活动相对分散(图11f),这些事件可能位于隐伏逆冲推覆构造体的滑脱面上,是盆地内浅部滑脱断层在青藏高原东向推挤下复活的表现(张岳桥,2020).

3.3 地震活动时空演化特征

图12展示了华蓥山断裂带南段地震活动的时空演化过程,在不同时间段地震活动的空间重复度较低,主要沿华蓥山断裂带向西南方向移动(图12a).从图12b可以看出,2013年之前的地震主要分布在荣昌地区的螺观山隐伏断层(F5,F7)与广顺横断层(F6)附近;2013—2017年的地震在空间上相对分散,除荣昌地区外,泸州地区也发生了少数地震.相比上一时间段,荣昌地区的地震事件更集中于当地废水处理井附近.2018年至今,研究区的地震活动沿华蓥山断裂带向南迁移,主要分布在燕子岩断层(F4)和双河断层(F8)附近.

另外,地震活动的震源深度也随时间逐渐增大,从10 km范围内逐渐增至20 km左右,这一现象可能是不同时段地震的发震机理不同导致的.荣昌地区自1978年起开展废水回注工作,随着回注井与其周围破坏性地震间的相关性被证实,并且注水压力达到设计压力上限后,当地的废水回注井在2001年及2013年被先后关闭.小震随之产生明显而迅速的响应,大震则显示持续性活动(Lei et al.,2020).该地区中小震的震源深度与废水注入井深度接近,相对浅于图中的中强地震深度,这些小震可能是中强地震的余震,或与废水注入活动密切相关.发生在该地区的事件3和事件5均为逆冲型地震(图9,图12b),可能与螺观山背斜的挤压运动或注水井流体压力扩散有关(王志伟等,2018).目前,荣昌地区南部的页岩气开发已经开始,泸县M6.0地震震中附近存在一口深页岩气评价井(泸203),该井于2019年正式投产,研究区存在与其时空特征相似的地震事件,这些事件可能与开采活动存在联系.近3年来,华蓥山断裂南段东、西两支附近曾发生两次中强地震:事件13和事件14(泸县M6.0地震)(图12d).其中,事件13的震源区主要受区域构造应力场控制(易桂喜等,2021),事件14则因局部应力场扰动而产生,这表明泸县及周边地区的地震活动可能主要受区域应力场控制,部分受局部应力场影响.

图11 精定位后地震平面及深度剖面图 红色五角星为M≥4.0地震,绿色矩形表示部分断层地表迹线, 断层同图1.Fig.11 Map view and vertical cross sections of relocated earthquake sequence The red stars are the M≥4.0 earthquakes, green rectangles indicate the surface traces of partial faults, faults are the same as in Fig.1.

图12 不同时间段地震平面图及剖面线AA′的深度剖面图 断层同图1.Fig.12 Relocation earthquakes in map view and along cross-section AA′ at different periods The faults are the same as in Fig.1.

3.4 震源机制解的差异性

图13 M≥3.5地震震源机制解与区域应力场的力学一致性 图中事件与表2一致.Fig.13 Results of mechanical fitting between the stress filed and focal mechanism solutions of M≥3.5 earthquakes The events are consistent with Table 2.

前文提及泸县M6.0地震及事件7、8、9、10、11的震源机制解特征与NWW向区域应力场存在差异.这里,我们通过计算归一化剪滑分量ω(Angelier,2002),进一步研究区域应力场与其内部地震的力学一致性.归一化剪滑分量ω同时考虑了相对剪应力大小与剪滑角两个参数,能够从剪应力量值的角度考虑岩石在区域应力场下发生滑动的概率,同时避免了从震源机制解的两个界面中判断发震断层面的难题.该参数的变化范围为-1~1,值越小,越难用区域应力场解释实际震源机制所指示的岩体滑动;若为负值,则表明区域应力场与实际震源机制解在力学上是相抵触的(胡幸平等,2021).本研究以由区域应力场反演获得的相对应力大小R为基础资料,计算了14个M≥3.5地震事件的ω值(图13).结果显示,14个地震中有8个事件的ω值大于0.1,最小值为0.14,这说明二者之间存在较为良好的力学一致性,同时这也意味着驱动这些事件的应力场几乎是同一个.而泸县6.0级地震(事件14)以及事件7、8、9、10、11的ω值均小于0.1,这表明上述事件与区域应力场的力学吻合度较低.这一对比结果表明,研究区地壳应力场存在局部不均匀性,这种应力变化是造成地震事件活动机制存在差异的主要原因.此外,部分发生在隆昌地区附近事件的震源机制解在不同深度处表现出不同特征,具有不确定性,可能与其受深、浅部不同控制作用有关.区域应力场的不均匀性与周边地区工业活动的多样性使得地震事件的发震机理不尽相同,还需通过收集更丰富的波形资料,综合多学科的观测结果进行深入分析.

4 结论

本研究使用双差定位法对泸县及周边地区2009年1月至2021年10月发生的地震进行精定位,通过波形反演方法得到研究区内M≥3.5地震的震源机制解,并以此为基础,采用联合迭代方法反演区域应力场,明确事件的震源特性及时空演化特征,进一步探究华蓥山断裂带南段地震活动的发震机理.主要认识如下:

(1) 基于波形反演获得的泸县M6.0地震震源机制解节面Ⅰ的走向、倾角和滑动角分别为:298°、43°和101°,节面Ⅱ的走向、倾角和滑动角分别为:103°、48°和80°,矩心深度为4.3 km,而精定位获得的初始破裂深度为6.4 km,两种深度间的差异可能与二者物理意义不同有关.本次地震的震源区P轴方位200°、俯仰角3°,与区域应力场最大主应力σ1最优平均方位NWW存在差异,计算得到其归一化剪滑分量ω为0.06,表明该事件与区域应力场在力学上的吻合度较低,推测泸县M6.0地震是在局部应力场扰动下,研究区下方滑脱层活动触发了上覆隐伏断层的挤压错动而产生.

(2) 泸县及周边地区地震活动具有明显的时空迁移特性,主要沿华蓥山断裂带向西南方向移动,精定位事件的空间展布及活动性差异,与地表断层及其深部构造存在一定的对应关系,部分震群邻近当地工业井,附近无明显断层构造,可能与资源开采活动密切相关.

(3) 研究区内地震事件以逆冲型为主,主要受区域应力场控制;隆昌地区附近部分事件的震源机制解特征与区域应力场存在差异,暗示研究区地壳应力场存在局部不均匀性,这种不均匀性与周边地区工业活动的多样性使得地震事件的发震机理不尽相同,还需通过收集更丰富的波形资料,综合多学科的观测结果进行深入分析,当地的后续地震活动值得持续关注.

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