重庆巫溪地区2012年1—2月有感地震动观测

王同军 蒋 璀 高 见 魏红梅

（中国重庆 401147 重庆市地震局）

0 引言

2012年1月至2月期间，重庆巫溪县徐家镇双金村地面振动频繁，1月12日发生ML2.1地震（重庆测震台网记录），之后振动达10余次，以微小振动为主，震感较为明显，振动时听到地下发出响声，房屋窗户玻璃抖动，部分房屋屋顶抹灰坠落，并于2月13日发生ML2.3地震，2月22日发生ML3.2地震（重庆测震台网记录）。而对其他有感震动，重庆测震台网未监测记录到。巫溪周边的奉节、巫山地区，也经常发生这种现象。为了解释未记录到地震而有震感的现象，需要对重庆巫溪地区地震监测能力做进一步计算和分析，判断是否因监测能力不足所致，并通过3次地震波形对比，判断地震成因；分析该地区的地质结构，找出震级小或者是无震情况下居民震感强烈的原因。

1 地震监测能力的重新计算

王小龙（2007）利用辖区内27个地震台数据，计算三峡重庆库区数字遥测地震台网监测能力，得到不同震级地震监测范围，认为重庆测震台网能测定巫溪地区ML≥1.6地震活动。2007年后，重庆市测震台网相继接收周边省市部分地震台站数据，至2010年1月，参与地震定位的台站总数达到52个，比2007年增加25个地震台站，在此重新计算重庆市地震监测能力。

52个地震台均记录速度数据，数字地震台网采用速度型记录测定近震体波的公式为ML=log（A/v）+R（Δ）+S，其中 A 为振幅，v为放大倍数，R（Δ）为置规函数，S 为垂直分向校正值，取为0.1。当记录到的最大全振幅为4 mm时，认为台站能记录到此次地震事件。取ML为 1.0、2.0、3.0、4.0，则可由式（1）求得不同震级所对应的R（Δ），查 R（Δ）表即可得到各台站对相应震级的监测距离，对空间按5×5作网格扫描。若该网格有4个台能监测到，则认为该台网对该点具有监测能力。在计算参数的设定中，每个台站选用2013年年平均1—20 Hz频带地动噪声值，其中，Ⅰ类台站22个，平均地动噪声值均在3.16×10-8以下；经纬度的计算步长为0.25°，采用4 Hz的地方震和近震频率，信噪比采用4倍（3倍即可清晰分辨初至波），定位台站最少采用4个。

根据上述参数值，利用高景春提供的地震监测能力计算软件，得到重庆市地震监测能力值，用GMT绘图软件绘制重庆市地震监测能力图。图1为从中截取并放大显示的巫溪及周边地区地震监测能力图。从图1可见，巫溪地区地震，监测能力为ML0.9，高于王小龙（2007）计算的ML≥1.6。因此，初步分析认为，居民感觉震感强烈震动时间段内，确实无ML0.9及以上地震发生，初步分析认为震动范围应该集中在居民居住地，且衰减快，在距离最近台站很短的距离内震动能量几乎衰减完毕。

2 巫溪地震波形特征

从居民感觉震动期间，重庆测震台网记录到的3次地震位置来看，2012年1月12日19∶34的地震离徐家镇最近，震级为ML2.1最小，震感最强烈；2月13日ML2.4与2月22 的ML3.2地震震中位置相差不大，与12日地震相距较远，虽然震级相对较大，但徐家镇居民震感不如12日地震强烈。相对位置见图2，图中标注了每个地震的发震时刻。

图1 巫溪地区地震监测能力Fig.1 Earthquake monitoring capacity inWuxi region

图2 3次地震震中与徐家镇位置Fig.2 The position of three earthquakes and Xujia town

3次地震波形见图3。其中（a）图为1月12日19∶34地震的3个近台波形，是库区巫溪—奉节—巫山段观测较多的一种波形，此类地震频度高，震级小，震感明显，有感范围不大，3个分向周期较大，高频成分较低，波形松散，最近台站巫溪台（WUX）垂直向Pg和Sg的振幅比约为1，容易与构造地震的波形区别开来。由此判定此次地震为非构造地震。（b）图和（c）图分别为2月13日地震与2月22日地震波形。从近台巫溪台看，Pg、Sg清晰可辨，横波震幅与纵波振幅比＞3，可能为岩石发生剪切错动而引起横波能量大，高频成分较多，持续时间较长，衰减缓慢，无大周期面波，均符合构造地震特点。图中双龙台（SHL）、建坪台（JIP）震中距在50 km范围之外，波形与巫溪台（WUX）差别较大，不像构造地震。查阅该地区此前地震记录（包括库区奉节—巫山段），发现只有在震中距很近时（＜30 km），台站记录波形才会显示出构造地震波形特征。由于该地区地质构造特殊，地震能量衰减快，震中距较远台站记录的地震波形与上述两个台站相似，高频成分衰减较大，波形周期偏大，纵横波振幅比没有构造地震特性。也就是说，在有了一定震中距后，该地区构造地震波形和双龙台（SHL）与建坪台（JIP）记录波形一致。因此，在波形上，对于巫溪地区ML2.0—3.0地震性质的判断，取震中距30 km范围内台站波形进行判定，可靠性更高。

图3 3次地震波形

3 地质构造及地震特点

巫溪所在的渝东北是大巴山推覆构造区，构造线向南西微微凸出呈北西西向弧形形态，其正应力方向为北北东。而南部以巫溪断层为界，陡然改变为北东东、近南北向构造线，正应力方向渐变为北北西向、北北东向。这样，在巫溪地区的主应力迹线则由北向南呈北北东向，向西微突，转为北北西向的弧形形态。形成这种主应力形态的主要原因是来自秦岭构造块体由北向南，从印支运动期至喜玛拉雅运动期长期挤压、推覆的结果，见图4。

由于巫溪等地区新生代以来强烈隆起，使侵蚀基准面相应抬高，水体对碳酸盐岩层的垂直下切和溶蚀作用增强，逐渐形成数百米至上千米深的“天坑”溶洞以及连接“天坑”之间数千米（已查明的达7 km）的伏流和窄而深的“地缝”，构成复杂的地下溶洞和地下河网络（奉节“天坑”底部至今可见现代暗河）。这类构造岩溶所反映的是长期隆升、间歇、隆升过程的垂直差异运动构造形迹（丁仁杰，2004）。

常廷改（2006）提出了岩溶塌陷地震的特点：震源较浅，一般据地面0—1 km；岩溶塌陷型地震震感较强，震中烈度较大；震中分布较集中，多分布在碳酸盐岩出露地区；地震的发生具有阶段性，并集中发生；地震序列持续时间较短，一般约2—3个月。

分析认为，巫溪地区徐家镇居民在2012年1月12日震感强烈、有破坏的震动为该地区一次较大的塌陷，基本符合上述岩溶塌陷地震的特点。该区地层均以碳酸盐岩为主，岩性多为可溶性灰岩，从图4可以看出，当地水系丰富，在地下水影响下，形成较大的地下溶洞，奉节地区形成了最小直径537 m的岩溶漏斗。该地区降雨量较大，地表水沿节理、裂隙渗透，加之采矿活动的影响及岩石本身的重力作用，故产生整体向下陷落。陷落时，引起周围地表发生震动，并产生地声，是一种陷落型地震。至于有震感，无地震记录的情况，则是这次较大塌陷之后，引起的一系列微小塌陷所致，此类塌陷发生在居民点附近，故有较强烈的震感，但由于特殊的地质构造，能量衰减很快，致使周边台站无波形记录。

至于后来测震台网记录到的2次地震，距离1月12日ML2.1地震较远，具有构造地震特征，位于图4所示的城口深断裂附近，认为是2次构造地震事件。由于震级相对较大，震源较浅，所以徐家镇居民能感到震动。

图4 巫溪地区断层与水系分布Fig.4 The distribution of fault and water system

4 结论

2012年1月以来，巫溪徐家镇居民感觉到持续地震动事件，其中3次事件重庆测震台网有地震记录。分析认为，1月12日的地震动由该地区近距离范围内石灰岩溶洞崩落、塌陷等引起，是非构造型地震，属于岩溶塌陷型地震；2月13日和2月22日的两次地震位于另外一个区域，在断裂带附近，属于城口深断裂，为构造型地震，徐家镇居民受地震波波及而有感。至于在没有地震记录时，当地居民也有持续震感，则是由于1月12日较大塌陷引起的一系列地下溶洞垮塌导致，因当地特殊的地质结构，垮塌能量在到达最近的台站之前已经衰减完毕，故重庆测震台网中心未接收到地震记录。

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