紫坪铺水库区地震重新定位与汶川地震震源区结构分析

汪碧澜朱介寿 闻学泽段云歌 吴 朋

1）四川省地震局，成都 610041

2）成都理工大学，成都 610059

研究2008年5月12日汶川MS8.0特大地震的论文非常多，许多论文使用的资料来源为四川地震台网目录和紫坪铺水库台网的目录。四川台网因台站不够密集，ML1.9以下的地震许多仅有单台或双台记录，紫坪铺台网网缘地震精度不够，许多地震没给出震源深度。为了提高地震定位精度，采用四川地区分区平均速度模型和平均值参考时间与可调整的单纯形优化的数值方法，对2004年9月1日－2008年5月12日12时28分间的紫坪铺水库台网（7个台）和四川台网的观测报告资料（震中距小于140 km的台站资料）进行了重新精确定位，其中对部分地震重新复查原始震相数据，获得记录清晰且P波初至震相数>4个与S波震相数>2个的地震2608次，最小震级ML0.1。

根据重新精确定位结果，对照紫坪铺水库蓄、放水的加卸载曲线，研究结果显示紫坪铺水库蓄水前，在映秀-北川断裂和灌县-江油断裂之间的狭窄范围中，地震分布均匀；水库第一次蓄水水位达到高值，期间地震主要分布在映秀-北川断裂和灌县-江油断裂之间的狭窄范围内，水磨镇附近的小震增多。首次达到高值到水位下降阶段，水库蓄水区附近地震减少，水磨镇附近有最大ML2.5的震群；水位再次到达高值及再次放水到2008年5月12日汶川MS8.0地震期间，蓄水区附近的紫坪铺镇以东与龙门山中央断裂、前山断裂之间缺震，水磨镇附近小震较多，在2008年2月14日紫坪铺水库水域附近有两次3级地震及系列小震活动，ML3.7地震发生在龙门山前山断裂上，ML3.3地震发生在龙门山山前断裂上。随着水库水域区蓄、放水的加卸载过程，沿构造带裂隙水渗透，引起裂隙面摩擦减小，产生微破裂，由浅到深，对裂隙的进一步渗透或弱化，深部地震丛集区位于龙门山中央断裂与前山断裂及它们之间的一系列隐伏断裂上。

进一步分析震源区地震发生与水库蓄、放水情况发现，汶川MS8.0地震（重新定位获得的主震震中位置为：31º00′46.53″N，103º22′48.96″E，震源深度16.6 km）震源区在紫坪铺水库蓄水前有零星小震，从第一次蓄水到大地震发生，为地震极少的小震空区。

根据深部地震勘探与地球物理探测成果与资料及浅部地震地质资料，结合重新定位的震源深度分布，得出2008年汶川8.0级地震的震源区结构与构造模式。该模式反映：汶川8.0级地震的震源（即起始破裂的位置）位于龙门山断裂带中段的中央断裂与基底滑脱带的交汇部位附近，那里正好也是青藏高原一侧的壳内低速高导层东端点的上方，同时，还是一向SE倾斜的切割莫霍面的深部推覆逆断裂带(都江堰壳幔韧性剪切带）的顶端。基于该模式还可以推测：低速高导层对应于缺震层，在力学性质上可以作为龙门山推覆构造带的深部滑脱层，在刚性的四川盆地阻挡下，自NW往SE转化为龙门山区地壳上部高角度脆性逆断裂。由于地处壳内低速高导层的东端和基底韧性剪切带顶部的汇合处，且由于基底韧性剪切带的自SE向NW的逆冲作用，汶川8.0级地震的震源区所在的龙门山断裂带中段的基底滑脱面可能存在一个向NW倾的“坡坎”，即滑脱面倾角局部变陡的段落，它有利于龙门山断裂带中段的长期“闭锁”和应力应变积累。但是否存在这一“坡坎”，需要开展更精细的地震定位分析与地壳结构研究。