2013年4月20日四川芦山地震震源破裂过程反演初步结果

王卫民，郝金来，姚振兴

1 大陆碰撞与高原隆升重点实验室，中国科学院青藏高原研究所，北京 100101 2 中国科学院地质与地球物理研究所，北京 100029

1 引 言

北京时间2013年4月20日8点2分在中国四川省雅安市芦山县发生了一次强震，震区发生大面积的滑坡和建筑物损毁，目前统计已造成193人遇难，25人失踪，12000余人受伤．地震定位和震源机制结果显示该地震是发生在龙门山断裂带上的一次逆冲型地震．龙门山断裂带是青藏高原东缘最剧烈的地形梯度带，主要由近北东走向的三条断裂带构成：沿汶川—茂县的龙门山后山断裂带；沿映秀—北川的龙门山中央主断裂带；沿灌县—江油的龙门山前山断裂带［1］．该地震发生在龙门山断裂带的南端，2008年5月12日汶川地震（Ms8．0）发生时这一地段没有发生破裂滑动［2］．该地震也是汶川地震后发生在龙门山断裂带上最强的一次地震．地震发生后，我们利用远场体波地震资料快速反演获取了这次地震震源机制解、震源破裂过程，并利用获得的破裂滑动模型计算了震中区理论地震动分布、烈度等，为科学研究和抗震减灾提供依据．

2 资料和方法

使用有限断层反演方法［2－3］求解芦山地震的震源破裂过程．地震发生后1．5h，通过网络从国际地震学联合会（IRIS）地震数据中心获取了地震波形记录，选取其中信噪比较高并且沿方位角分布比较均匀的31个远场P波波形（震中距位于30°＜Δ＜90°范围之内）数据进行点源模型的震源机制解反演；根据震源机制解结果、结合发震断层的地质构造背景［1］，采用走向205°，倾角38．5°的一组节面解构建断层几何模型，利用31个远场P 波波形并增加14个SH 波波形资料反演这次地震的震源破裂过程，获得了这次地震破裂滑动分布的初步结果，随后根据破裂滑动模型利用随机强地面运动合成方法［4］计算了震区理论烈度的分布．usgs．gov／earthquakes／eqarchives／sopar／）．

图1 四川芦山Mw6．7级地震震源机制解采用下半球投影，同时给出了点源模型的P波垂向位移理论图（红线）与资料（黑线）的拟合情况．图形下方给出了两组节面解（左下，λ，δ，θ，h分别表示错动倾伏角、断层倾角、断层走向、震源深度）和点源模型的震源时间函数（右下）．Fig．1 Focal mechanism of the Mw6．7earthquake，Lushan，ChinaLower－hemisphere projection is used here．The observed P wave records（black line）and the synthetic seismogram（red line）based on the simple point model are compared．The parameters of two possible fault planes are listed also，withλ，δ，θ，hindicating the rake angle，dip angle，strike direction and source depth respectively．The obtained source time function are plotted．

图3 地震断层面上滑动分布图中分别给出了有限断层模型的地表投影（左上）和三维示意图（右上）．Fig．3 Inverted slip distribution on the fault Surface projection of fault model（up－left）and 3Dview of the fault model（up－right）are shown．

初步结果表明：雅安芦山地震为震级Mw6．7的逆冲型断层破裂，破裂在断层面上的分布比较集中，震中区的最大地震烈度（中国地震烈度表，2008）约为VIII—IX 度．主震和余震分布于龙门山断裂带西南端的彭县—灌县断裂带上（图5）．这次地震与2008年5月12日汶川地震的发震断层同为龙门山断裂带，在发震时间和位置上虽然存在独立性，但主要的破裂滑动位于汶川地震后的库伦应力增加区域内［5－7］，且两者震源性质相近均以逆冲断裂为主，表明该地震与汶川地震有密切关系．以汶川地震发生时间为界，前1000年，龙门山断裂带没有7级以上历史地震的记录；前30 年，没有6 级以上地震发生［8］（图6）．本次地震之前的40 年，发生在龙门山断裂带上的6级以上地震只有汶川地震及其余震，这次地震在宏观可视为汶川地震的一次强余震，汶川地震对这次地震有触发效应．

图6 历史地震震源机制（M＞6）Fig．6 Focal mechanism for history earthquake（M＞6）

（

）

［1］ 张培震，徐锡伟，闻学泽等．2008年汶川8．0级地震发震断裂的滑动速率、复发周期和构造成因．地球物理学报，2008，51（4）：1066－1073．

Zhang P Z，Xu X W，Wen X Z，et al．Slip rates and recurrence intervals of the Longmen Shan active fault zone and tectonic implications for the mechanism of the May 12 Wenchuan earthquake，2008，Sichuan，China．ChineseJ．Geophys．（in Chinese），2008，51（4）：1066－1073．

［2］ 王卫民，赵连锋，李娟等．四川汶川8．0级地震震源过程．地球物理学报，2008，51（5）：1403－1410．

Wang W M，Zhao L F，Li J，et al．Rupture process of theMs8．0 Wenchuan earthquake of Sichuan，China．ChineseJ．Geophysics．（in Chinese），2008，51（5）：1403－1410．

［3］ 姚振兴，纪晨．时间域有限地震断层的反演问题．地球物理学报，1997，40（5）：691－701．

Yao Z X，Ji C．The inverse problem of finite fault study in time domain．China．ChineseJ．Geophysics．（in Chinese），1997，40（5）：691－701．

［4］ Boore D M．Prediction of ground motion using the stochastic method．PureandAppliedGeophysics，2003，160：635－676．

［5］ Tom Parson，Ji Chen，Kirb Eric y．Stress changes from the 2008 Wenchuan earthquake and increased hazard in the Sichuan Basin．Nature，2008，454：509－510．

［6］ 单斌，熊熊，郑勇等．2008 年5 月12 日Mw7．9 汶川地震导致的周边断层应力变化．中国科学D 辑：地球科学，2009，39（5）：12－20．

Shan B，Xiong X，Zheng Y，et al．Stress changes on major faults caused byMw7．9 Wenchuan earthquake，May 12，2008．SciChinaSerD－EarthSci，2009，52（5）：593－601．

［7］ 邵志刚，周龙泉，蒋长胜等．2008年汶川MS8．0地震对周边断层地震活动的影响．地球物理学报．2010，53（8）：1784－1795．

Shao Z G．Zhou L Q．Jiang C S．et al．The impact of Wenchuan earthquake on the seismic activity of surrounding faults．ChineseJ．Geophys．（in Chinese），2010，53（8）：1784－1795．

［8］ 闻学泽，张培震，杜方等．2008年汶川8．0级地震发生的历史与现今地震活动背景．地球物理学报，2009，52（2）：444－454．

Wen X Z，Zhang P Z，Du F，et al．The background of historical and modern seismic activities of the occurrence of the 2008Ms8．0 Wenchuan，Sichuan，earthquake．China．ChineseJ．Geophys．（in Chinese），2010，52（2）：444－454．