重庆及邻区地震精定位研究

魏红梅 王同军

（中国重庆401147重庆市地震局）

重庆及邻区地震精定位研究

魏红梅 王同军

（中国重庆401147重庆市地震局）

采用双差地震定位法，对2008年1月—2013年11月重庆及邻区的荣昌、綦江、石柱、巫山—湖北巴东、巫溪地区地震进行精定位。结果表明，重新定位后地震震源位置比常规地震定位法得到的结果更加精确。荣昌、綦江、石柱地区地震震中呈条带状分布较明显，与断裂构造一致性较好；巫山—巴东、巫溪地区地震震中成团现象明显，地震成因较复杂。

重庆及邻区；地震精定位；断裂构造；水库蓄水；地震成因

0 引言

重庆位于华南地震区的长江中下游地震带内，属于相对稳定的华南板块，地震活动水平不高，表现出震级中等、频度低、分布零星，但震源浅、烈度高、破坏性强的特点，往往2—3级地震就产生破坏。区内断裂构造以北东向为主导，主要基底断裂为华蓥山基底断裂、方斗山基底断裂、七曜山—金佛山基底断裂、彭水基底断裂和长寿—遵义基底断裂。受断裂构造的控制，地震活动主要集中在沿断裂展布方向及不同断裂的交汇部位，如位于华蓥山基底断裂带的荣昌地区、位于方斗山基底断裂带的石柱地区以及位于七曜山—金佛山和长寿—遵义断裂带交汇的綦江地区等。2003年三峡水库开始蓄水，巫山—湖北巴东、石柱、奉节等地小震活动有所增加。此外，巫溪孔梁水库生产发电以来，水库附近小震活动较频繁。为弄清地震的发震机制，了解地震活动与构造以及水库蓄水等人为活动的关系，首先需要得到精确的地震空间分布图。国内众多学者已对全国不同地区和多个水库附近地震进行精定位研究（张爱民等，2006；陈翰林等，2009；李海鸥等，2010；卢显等，2010；朱新运等，2010；张广伟等，2011；邹振轩等，2012；王俊等，2012；吴小平等，2012；梁向军等，2011；杨贵等，2012）。贺曼秋（2012）、王小龙（2012）等对重庆荣昌及其邻区地震进行重新定位，认为地震活动与断裂构造关系密切。本文采用双差地震定位法，对2008年1月以来重庆及邻区地震进行重新定位，根据定位结果探寻其发震原因。

1 双差地震定位法

双差定位法是一种对地震丛集比较有效的定位方法，所有地震事件相对于地震丛集的质心位置来定位。质心位置随着计算的迭代不断调整，同时每个地震的位置相对于质心位置亦不断调整，直至满足设定的精度要求。

式中Δmij是两事件的震源参数相对变化

式中G是一个M×4N阶的偏微商矩阵，M是双差观测的数目，N是地震数，d是双差资料矢量，m是由待定震源参数该变量构成的维数为4N的矢量，W是一用以对每个方程加权的对角线矩阵。

计算时利用下式约束所有地震重新定位后平均位移为零，即其质心不动。通过进一步迭代，使定位残差逐步减小，从而得到最终的定位结果。

当得到地震丛集的初步相对位置后，为进一步迭代，在使走时残差减小的约束条件下，对地震丛集的平均位置进行调整

从而得到最终迭代出的地震丛集震源参数。

根据地震数目选择不同方法求解矩阵，当地震数目较小时可采用奇异值分解法（SVD），比较大时需采用共轭梯度法（LSQR）。

2 定位结果

受地震台网建设的限制，无法对2008年以前的地震进行精定位，本文对重庆及邻区2008年1月—2013年11月ML≥1.0地震进行精定位。图1是地震台站及断裂构造分布。

图1 地震台站及断裂构造分布Fig.1 Distribution of seismic stations and fault structure

为实现地震精定位，首先采用地震台网分析软件（MSDP），对重庆及邻区有4个台站记录的地震事件的Pg、Sg震相进行重新识别，用单纯法进行地震定位。挑选出重庆辖区地震活动相对较频繁的5个地区，用双差地震定位程序（HYPODD）分区进行地震精定位。图2显示，精定位前地震分布相对较散，精定位后，震中成丛、成团分布现象较明显，沿断裂构造呈条带状分布。

精定位前后地震深度分布见图3、图4。定位前深度集中分布在6—8 km，与分析地震时模型的选择等因素有关（高原等，1997；王周元等，1989；张天中等，2007）。定位后，深度主要分布在11 km以内，0—5 km地震次数显著增多，且主要为ML3.0以下小震，ML3.0以上地震平均深度为7.83 km，表明重庆及邻区地震深度较浅。

图2 重庆及邻区地震精定位前后震中分布（a）荣昌地区；（b）綦江地区；（c）巫溪地区；（d）石柱地区；（e）巫山—巴东地区Fig.2 Epicenter distribution of earthquakes before and after re-positioning for Chongqing and its adjacent area

图3 地震精定位前后深度分布（a）初定位；（b）精定位Fig.3 Depth distribution of earthquakes before and after re-positioning

图4 精定位地震不同震级档深度分布Fig.4 Depth distribution of earthquakes after re-positioning for different magnitude fi les

3 地震精定位

3.1 荣昌地区地震

华蓥山基底断裂带贯穿荣昌地区，该断裂带总体走向N40°—45°E，倾向SE，倾角30°—70°，具挤压逆冲性质。另外，荣昌存在采气注水等人为活动干扰，其地震孕育、发展、发生的背景较为复杂。王小龙等（2012）研究认为2010年荣昌ML5.1地震为注水诱发的构造地震活动。图2（a）显示，精定位前地震分布相对较分散，精定位后地震主要集中在华蓥山主干断裂附近，呈条带状分布。

3.2 綦江地区地震

长寿—遵义基底断裂走向近NS向，倾向西，具正断层力学性质，该断裂与NE向七曜山—金佛山断裂在綦江万盛丛林附近相交，相交部位处于构造应力场的应力集中点，1854年曾发生5 地震。图2（b）显示，精定位后地震主要集中在两条断裂交汇处，沿断裂夹角平分线呈条带状分布。

3.3 巫溪地区地震

巫溪地区历史上无5级以上地震记录，最大地震为1989年和1990年4.1级地震。受孔梁水库蓄水影响，水库附近的长桂乡曾发生多次微小震群活动。该区岩层属岩溶地貌的碳酸盐岩层，岩体在长期处于侵蚀或外力作用下，易造成崩塌和陷落，引起振动。图2（c）显示，精定位后地震震中成团现象较明显。

3.4 石柱地区地震

石柱地区有两条规模较大的断裂通过，即七曜山—金佛山和方斗山基底断裂。该区历史4级以上地震大多沿方斗山断裂分布。根据现有几次4级地震现场考察，震中烈度区长轴方向为NE向，与方斗山断裂一致，地震序列显示以孤立型为主。因此认为，石柱地区地震活动主要受地质构造的控制，与三峡水库蓄水关系不明显。图2（d）显示，精定位前地震分布相对较分散，精定位后地震沿方斗山断裂走向呈条带状分布。

3.5 巫山—巴东地区地震

2003年三峡水库开始蓄水，蓄水前期（2003—2006年），巫山—巴东地区地震零星分布，2006年三峡水库水位达156 m后，地震震中成团现象较明显。对多次地震（2003年12月19日ML2.9、2005年3月5日ML3.3、2006年3月12日ML3.5地震等）的现场调查表明，震中区岩溶发育，库水的快速涨落导致局部岩层或岩块失稳，引起岩溶塌陷震群型地震。图2（e）显示，精定位后地震震中成团现象明显。

4 结论

对2008年1月—2013年11月重庆及邻区的荣昌、綦江、石柱、巫山—湖北巴东、巫溪地区地震进行精确定位，得到以下结论。

（1）地震精定位后，荣昌、綦江、石柱地区地震震中呈条带状分布较显著，表明地震与断裂构造密切相关。

（2）地震精定位后，巫山—巴东、巫溪地区地震震中成团现象明显，地震与当地岩性及水库水位涨落阶段水体对岩体的作用关系较大（廖武林等，2009；李海鸥等，2010；王建平，2010）。

（3）地震精新定位后，地震深度范围4—9 km内，平均深度6.36 km，表明重庆及邻区地震深度较浅。

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The digital seismic fi ne positioning and its application in Chongqing and its adjacent areas

Wei Hongmei and Wang Tongjun
（Earthquake Administration of Chongqing Municipality，Chongqing 401147，China）

In this article，earthquakes from January 2008 to November 2013 in areas of Rongchang，Qijiang，Shizhu，Wushan add Badong and Wuxi in Chongqing and its adjacent area are repositioning by double-difference earthquake location method.The results show，the repositioning of seismic source position is more accurate than conventional seismic location method.In addition，earthquake epicenters in Rongchang，Qijiang，and Shizhu are obvious banded distribution，consistent with fault structure.Earthquake epicenters in Wushan add Badong and Wuxi are obvious distributed into groups，and causes of earthquakes are more complex.

Chongqing and its adjacent area，seismic fi ne positioning，fault structure，reservoir storage，causes of earthquakes

10.3969/j.issn.1003-3246.2015.01.009

魏红梅（1980—），女，重庆市合川人，助理研究员，现从事地震预报工作

本文收到日期：2014-09-02