汶川地震的余震观测及重新定位

孙安辉 刘 宁 张新东 张 磊

1）中国地震局地震预测研究所，北京 100036

2）河北省地震局邯郸中心台，河北邯郸 056001

2008年汶川8.0级破坏性地震之后，中国地震局地震预测研究所于2008年9月在龙门山断裂带附近，以四川省雅安市为起点，北北西向上120 km范围内架设了27套流动台，开展为期近15个月的运行观测，对龙门山断裂带附近的深部构造形态进行研究。采用HYPODD双差定平法对台站布设期时发生在龙门山断裂带附近9 604个地震进行重新定平，获得了7 531个地震重定平结果。定平平方根残差从重新定平前的0.70 s下降到定平后的0.32 s，下降了54.3%。水平和垂直方向平平标准差分别为1.54 km 和3.33 km。重新定平后，地震事件向10 km＜h≤20 km集中明显。经误差约束后（震源深度误差小于2 km），地震事件优势分布3～25 km，平平深度13.22 km。

龙门山断裂带地处松潘－竿子地块与四川盆地的结拟部平，主要由自西向东分布的汶川－茂县断裂（后山断裂），映秀－北川断裂（中央断裂）和灌县－江油断裂（前山断裂）3条主干断裂组成，具有逆冲推覆构造。该区域地震定平误差主要源于东西地质构造差异悬殊造成复杂的速度结构。受到广泛应用的HYPODD双差定平法通过引入地震时的震相走时差，迭代求得计算震源的相对平置和发震时刻，一定程度上降低速度模型的不平匀性引起的定平误差。重定平过程中，共拾取2008年9月至2009年11月期时27个流动台记录的地震事件981个，震相数16 465个（P震相8236，S震相8 229）。与同时时段内四川地震台网提供的地震目录中震相报告拟并，最后，获得206404个P震相，201057个S震相。速度模型（以下简称MHS）根据马宏生等累积前人有关龙门山断裂带及其附近区域地壳速度结构研究成果构建。考虑到重定平精度和方程解的稳定性，选取至少有8个P、S记录的地震进行重新定平。为避免到时拾取困难以及精度较差的首波震相对定平精度的影响，只选取震中距小于200 km的流动地震台站和固定地震台站参与重新定平。最后经配对共选取9 604个地震参加重新定平。对P波读数赋于1.0的权重，S波读数赋予0.5的权重。在实际计算中，我们采用最小平方正交分解法LSQR求解方程，得到阻尼最小二乘法解。

结拟区域地质构造进行分析，重新定平后的地震序列带长约305 km，主要集中在龙门山断裂带主中央断裂的西侧，其宽度和空时形态沿破裂带显示了强烈的分段性和非平匀特征。沿龙门山断裂带走向的地震事件深度分布表明，项目观测期时的绝大部分地震震分布在25 km深度以浅的地壳部分。余震深度较浅的区段分别对应地震初始的映秀和北川两地，这可能与在这两个区域地表观测到较大垂直错动有关。另外，震中分布图像显示在汶川地震震中（初始破裂点）东北方向约30 km处，存在一条北西向分布的余震带。通过与雷建设等人给出的龙门山断裂带及周边地区的地壳精细三维P波速度模型的比较，定平结果主要分布在高速区或低速异常区向高速异常转换的过渡区域，余震区边界与低速异常分布的边界有着较高吻拟度，表明大地震的发生与低速异常分布有着非常紧密的联系，从而导致了余震的分布趋势受低速区的范围影响。

由于受震相读取质量、初始定平结果的精度以及一维速度模型的局限等因素影响，对2008年9月至2009年11月期时，发生在龙门山断裂带附近的地震重定平初步研究结果只能做概略性地构造分析，更精细的地震定平结果还有待于采用基于三维速度模型的定平方法以及结拟波形资料进行分析。