大庆地区利用震源机制解分析区域构造应力场

康健　张永刚

[摘要]震源机制解是研究构造应力场的基本资料，单个地震的震源机制解只与震源应力场有关，而大量震源机制解的平均方向在一定条件可以反映地震分布区域的构造应力场。因此，利用震源机制结果，综合分析地震活动断层深部状态和在构造应力场作用下的运动方式，最终对地震危险性分析起着重要的作用。

[关键词]震源机制解 构造应力场

[中图分类号] P315.3+3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-3-117-1

1研究目的

收集地震原始记录波形数据，运行双差定位的结果，对波形记录满足条件的地震反演震源机制解。利用震源机制解资料，对工作区现代构造应力场进行分析，推断出工作区现代构造应力场和目标区的震源应力场，能够判断活动断层的错动类型；分析断层附近应力与远场背景应力的差异，对目标区主要断层的深部活动特征和应力状态进行分析。

由大量震源机制解反演区域应力场，确定工作区现今构造应力场基本特征，分析工作区和目标区的地壳应力状态，判断活动断层在构造应力场作用下的错动方式，为地震危险性分析提供依据。震源机制类型的多少和震源机制解与区域应力场的一致性程度，可以用来进行地震危险性分析 [1]。结合精确定位结果，尽可能推断震源断层的空间位置，包括走向、倾向等 [2]。

2研究数据

数据来源于大庆数字地震台网和黑龙江省区域地震台网提供，该研究区内区可监测到ML1.0级地震，网边缘可监测ML2.0地震。收集了研究区2000年年以来记录到的地震。采用双差定位法对大庆工作区内的148次地震进行重新定位，得到126次地震的震源参数，22次事件在定位过程中被舍弃。

3研究方法

由于反演震源机制的可靠性有赖于速度模型和震源位置的精度，我们依据最新的资料，确定比较精确的速度模型；对于工作区的地震利用到时数据，对于大庆及其邻近地区的地震利用波形数据进行双差精确修定震源位置。

由于大庆地区现今地震活动水平不高，发生地震的震级偏小，既无法用波形记录反演矩张量解，也不能用许多P波初动符号求出大量震源机制解，过去很难开展区域应力场的分析。考虑层状介质中一点源位错模型，由计算理论地震图得到Pg、Sg、各自的最大振幅，通过其最大振幅比值与观测资料拟合的方式来反演震源机制（梁尚鸿等，1982）。该方法的可靠性已经通过对不同地震求解得到验证，而且具有精度高、需用的记录资料量少等优点，适用于本工作区测震台网分布。

对于多个震源机制解，难以直接在三维空间一一比较。为了更清晰地分析这些震源机制解的异同，我们采用系统聚类法进行比较[3]。该方法的思路是分别计算每2个解P轴和P轴的夹角，再计算每2个解T轴和T的夹角，由2个夹角之和作为距离。以最大距离法，选取适当阈值得到的结果，可以把多个解划分为不同类型，比较各种类型则使问题简化。

利用震源机制参数可以采用滑动矢量拟合法来反演构造应力场[4]，方法的实质是：地震是断层面错动的表现，断层上盘相对于下盘的滑动方向即为滑动矢量。如果地震都是在构造应力场的作用下发生的，那么它们的滑动矢量应当和最大剪切应力夹角最小。因此可以利用震源机制解的节面参数（节面的倾向、倾角、滑动角），推断工作区现今构造应力场的3个应力主轴σl、σ2、σ3的方向，给出应力结构状态，确定工作区现今构造应力场基本特征。采用震源机制解反演分析方法确定工作区和目标区的地壳应力状态。

4研究结果

利用震源机制解资料，对工作区现代构造应力场进行分析，推断出工作区现代构造应力场和目标区的震源应力场，判断活动断层的错动类型。

从林甸地震反演结果来看，表明大庆地区现今构造应力场主压应力轴方向为241°，主压应力为北东向；主张应力轴方向为336°，主张应力为北北西向，错动类型为左旋走滑。

从安达地震反演结果来看，表明大庆地区现今构造应力场主压应力轴方向为166°主压应力为北北西向；主张应力轴方向为55°，主张应力为北东向，错动类型为右旋走滑。

资料表明，松辽盆地现代构造应力场主压应力方向为北东向，而研究区的构造应力场与松辽盆地基本一致。

5综合分析

本区基底构造主要有两组：一组是北北东向的深大断裂，另一组是北西西向基底断裂。研究区内主要断裂有大安—德都断裂、滨州断裂、海伦—任民断裂。

林甸地震处在大安—德都断裂与滨州断裂的交错区域，震源机制解分析林甸地震发震构造有可能是左旋走滑的滨州断裂为主。滨洲断裂在松辽盆地形成过程中，一直都在持续活动，造成了松辽盆地在滨洲壳断裂两侧沉降上的差异；北西向断裂的走滑性使得滨洲断裂更易成为发震构造；历史上本区域中强地震多发生在北西向构造。依上判断林甸地震的发震构造为滨洲断裂的可能性大（王建，2013）。

通过本次工作与前人研究的东北地区震源机制解和地应力测量结果对比，认识情况是一致的。本区域的构造应力场主压应力方向为北东向，本区构造应力以水平走滑作用为主。

参考文献

[1] 王俊国等. 千岛岛弧大震前哈佛大学矩心矩张量（CMT）解一致性的预测意义[J].地震学报，2005，27（2）.

[2]刁桂苓等.用现今小地震研究历史强震的震源断层--以1830年河北磁县7（1/2）级地震为例[J].地震地质，1999，21（2）.

[3]刁桂苓等. 震源机制解的系统聚类分析--以海城地震序列为例[J].中国地震，1992，8（3）.

[4] 许忠淮等. 用滑动方向拟合法反演唐山余震区的平均应力场[J].地震学报，1985，7（4）.