2009年姚安地震断层面参数的确定

潘 睿，盛书中，万永革

（防灾科技学院，河北 三河 065201）

0 引言

据中国地震台网中心测定，北京时间2009年7月9日19时19分，云南省姚安县发生了6.0级地震（震中25.6°N，101.1°E），震源深度约10km，本次地震造成重大人员伤亡和财产损失。本次地震前在其附近地区自2000年以来，已经发生了4次中等强度地震（图1）。然而，该区域的1∶20万区域地质资料和先前的地震地质资料都未能显示或发现任何活动断裂构造的形迹［1］，反映本次地震断层可能为地下隐伏断层。

假定可以用一个平面来模拟地震发震断层面（即数学模型），即大多数余震会丛集发生在此主震断层面上或附近，因此，根据余震空间分布就可以较精确地勾画出主震断层面的形状和位置（即发震断层的走向和倾角）。王鸣等［2］采用这种原则和方法，利用1989年大同—阳高地震余震精确定位参数，反演出该地震主震断层面参数。万永革等［3］采用模拟退火全局搜索和高斯—牛顿局部搜索相结合的反演方法，利用2002年4月1日至2006年5月31日发生在唐山地震破裂区的“余”震精确定位资料，求得了唐山地震、滦县地震、宁河及卢龙断裂带的断层面走向、倾角、位置及滑动角等参数。该方法在断层面参数研究上得到了较为广泛的应用［4－6］，本研究将该方法应用于2009年姚安地震发震断层面参数的确定，为后续相关研究提供参考。

图1 研究区域地震构造简图［8］

1 数据的筛选及反演结果

1.1 数据情况

姚安地震后，云南省地震局快速地在余震区布设了流动数字台网，该台网和固定台站记录到了大量余震，王长在等［7］对这些余震资料进行了双差层析成像研究，给出了大量精准定位的余震资料，为本文研究提供了基础。本研究使用的747个余震的分布情况见图2，震级分布和震源深度分布见图3。

1.2 断层面参数反演结果

图2 余震震中分布图

图3 姚安地震基本要素分布图

从震中分布图2可见，余震震中分布具有较强的丛集性，虽有少数余震分布较为偏远，但是总体形态上并没有削弱余震丛集性，所以本文研究依据余震丛集性原则选取图2中四边形内的余震反演断层面参数。反演结果见图4，发震断层面的走向为296.6°，倾角为86.6°；由图4c和4d可见，余震大体上对称地分布在发震断层面两侧；根据万永革等［3］所提的断层顶点确定原则，确定断层面的4个顶点 的 位 置 分 别 为：（25.53°N，101.10°E，2.42km），（25.54° N， 101.11°E， 18.47km），（25.59°N，101.00°E，18.47km）和（25.58°N，101.00°E，2.42 km）。

1.3 断层反演结果分析

为分析我们反演所得结果的合理性，我们搜集了其他专家学者对本次姚安地震断层面参数的研究结果（表1），秦双龙等［8］利用P波初动资料解出地震断层面参数，张建国等［1］结合流动数字地震观测的资料和地震序列观测记录的双差定位处理，并借鉴相关地震勘探的研究成果获得地震断层面参数。

图4 本次地震断层面参数结果

表1 2009年云南姚安MS6.0级地震断层面参数表

由表1可见，本文所获取的走向和USGS以及秦双龙等［8］基本一致，与张建国等［1］存在7.85°的差异；本研究所得的倾角与其它研究结果存在10°左右的差异。为了判断该差异是否在合理的范围内，我们搜集了其他14组地震断层面参数研究结果（表2），并对这14组研究结果进行统计分析，分析14组地震断层面参数研究结果的差异范围，从而为本文研究结果是否合理提供判断依据。

表2 地震断层面参数研究结果差异统计表

续表2

图5 同一地震断层走向（a）和倾角（b）研究结果最大差异统计图

根据图5可见，尽管这14次地震断层面的走向和倾角研究结果的最大差异较为离散，但是总体上不影响其作为参照来考查本研究结果的合理性，可见我们给出的姚安地震主断层面参数与其他研究者给出结果的差异是可以接受的，即相对于这14次地震断层面参数研究结果的差异，本研究结果与其他研究结果的差异在可接受的差异范围内，故本研究所得的姚安地震断层面参数是可信的。

2 验证断层面参数结果稳定性

图6 断层走向（a）和断层倾角（b）随时间变化曲线图

当中等强度及以上地震发生后，需要及时地对地震发震断层面参数进行研究，以便及时判断灾情，为震后应急救援等提供依据。可见，震后快速获取断层面参数具有重要意义，那么本方法是否能在震后快速给出可靠的发震断层面参数呢？刁桂苓等［24］对芦山地震断层的研究表明，地震序列早期的地震目录可以确定断层面参数，但仅应用于限定极震区的范围。针对该问题并结合本次地震，我们将探讨本次地震后利用精定位余震反演断层面方法何时能反演出可靠的断层面参数，即对反演结果趋于稳定所需的时间。

依据精定位余震的发震时刻，本研究按余震发生的时间顺序来选择余震，选择距离首个余震发生后24h内的余震作为震后第1天的数据，选择震后48h内的数据为第2天的数据，依次类推，选取了震后12 d（288h）内的余震数据，用这12d数据对断层面参数分别进行反演，反演结果见图6。

由图6可见，从第2天起，断层走向和倾角反演结果趋于稳定状态；第1天所发生的余震数量占全部余震数量的14.1%，数据量略少，所以导致其反演所得地震断层面参数不稳定；第2天累积的余震数量占全部余震数量的40%左右，所得发震断层面参数开始趋于稳定。在本震例中我们使用震后2d内的精定位余震就可以获取稳定地震主断层面参数，这说明使用本文所用反演方法，利用主震后短时间内发生的余震精定位结果可以快速地反演出主断层面参数，反映该反演方法可能为震后应急提供快速反演断层面参数的技术支持，为今后其它地震发震断层面参数的快速获取提供新的思路。

3 讨论与结论

根据秦双龙等［8］以及张建国等［1］的对该地震震源机制解研究，他们均认为本次姚安地震主断裂走向是NWW 向，倾角陡立。精定位余震震中分布明显呈NWW 向密集条带状（图2），反演出发震断层面与余震关系情况（图4），我们可以推断本次地震发震构造为马尾箐断裂，这也与秦双龙等［8］的研究结果相符合。本研究反演出的发震断层倾角约86°，与其得出断层倾角陡立相符合。

本文将利用余震分布确定发震断层面的方法应用于2009年姚安地震，得到以下结果：1）2009年姚安地震发震断层面的走向和倾角分别为296.6°和86.6°，并推断本次地震发震构造为所在区域马尾箐断裂；2）本震例中使用震后2d内余震资料便可以获得可靠的发震断层面参数，这说明利用大地震后短时间内所发生的余震资料，可以较为快速地确定地震断层面参数，为今后其它地震发震断层面参数的快速获取提供新的思路。本研究是在余震精准定位的基础上进行的，余震若为速报结果，或是其它震例，何时能获得稳定的断层面参数？还有待于进一步研究。

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