2014年10月1日越西M5.0地震震源机制与发震构造分析

易桂喜 龙 锋 赵 敏

宫 悦1) 张致伟1) 乔慧珍1)

1)四川省地震局，成都 610041 2)四川赛思特科技有限责任公司，成都 610041

2014年10月1日越西M5.0地震震源机制与发震构造分析

易桂喜1，2)龙 锋1)赵 敏1)

宫 悦1)张致伟1)乔慧珍1)

1)四川省地震局，成都 610041 2)四川赛思特科技有限责任公司，成都 610041

2014年10月1日越西M5.0(或ML5.2)地震发生在川滇块体东边界历史地震强度较低的大凉山断裂带中段。基于四川区域地震台网记录的波形资料，利用CAP(Cut and Paste)波形反演方法，计算了越西M5.0地震的震源机制解与震源矩心深度，初步分析了本次地震的发震构造。同时，利用波形资料，计算了该地震的视应力值，并与2001年以来附近区域ML≥4.0地震的视应力值进行了对比分析。研究结果表明，越西M5.0地震震源机制解节面I走向256°/倾角62°/滑动角167°，节面Ⅱ走向352°/倾角79°/滑动角29°；P轴方位121°，仰角11°，近水平；T轴方位217°，仰角28°； 震源矩心深度为11km; 矩震级约为MW5.1。根据节面参数与震中附近的主要构造展布，认为此次地震的发震构造为大凉山断裂带中段分支断裂——NNW向普雄断裂，与该断裂走向相近的节面Ⅱ为同震破裂面。本次地震为兼具小量逆冲分量的左旋走滑型地震，是NNW向大凉山断裂带在近水平的NWW-SEE向主压应力作用下左旋走滑活动所致。此外，利用波形资料计算获得的越西M5.0地震的视应力值(0.99MPa)高于汶川8.0级地震后其附近区域的地震视应力，反映了震源区当前的背景应力水平相对较高，有利于中、 强地震的发生，越西地震的视应力高值还可能反映了川滇块体整个东边界区域当前的应力水平在逐渐升高，因而发生强震的危险性也在升高。

越西M5.0地震 震源机制 发震构造 大凉山断裂带 视应力

0 引言

据中国地震台网(CENC)测定，2014年10月1日9时23分29秒，四川省凉山彝族自治州越西县发生M5.0地震，地震震源参数如表1 所列，包括中国地震台网中心(CENC)、 美国地质调查局(USGS)和美国国家地震信息中心(NEIC)的结果。截止到2014年10月10日，四川区域地震台网共记录到32次余震，余震主要集中在主震后的1周内，最大余震为10月1日20时31分35秒越西ML2.9； 5.0级主震所释放的能量占总序列的99.98%，因此越西M5.0地震属于孤立型事件。

表1 CENC、 USGS与NEIC给出的2014年10月1日越西M5.0地震震源参数

Table1 Source parameters of the M5.0 Yuexi earthquake on 1 Oct. 2014 from CENC，USGS and NEIC

发震时刻震中位置震源深度/km震级来源年-月-日 时：分：秒λE/(°)φN/(°)2014-10-01 09：23：29102．7328．3810M5．0CENC2014-10-01 09：23：29102．7928．409．3M5．1USGS2014-10-01 09：23：30102．8728．4310MB5．1NEIC

作为川滇菱形块体东边界的主要组成部分，左旋走滑的大凉山断裂带展布于安宁河-则木河断裂带东侧(魏占玉等，2012)，北起石棉北的鲜水河断裂带南端，向南经越西、 普雄、 昭觉、 布拖至云南巧家汇入小江断裂带，全长约280km，是1条新生的活动断裂带(何宏林等，2008)。其几何结构复杂，整体上，NNW走向的大凉山断裂带由6条次级断裂组成(图1)，北段(石棉—越西断裂段)由东支竹马断裂(F1)和西支公益海断裂组成(孙浩越等，2015)，构造地貌上主要表现为大渡河一级支流和地质体的左旋位错； 中段(越西—布拖段)由近于平行的西支越西断裂(F3)和东支普雄断裂(F4)组成，越西断裂(F3)发育于越西盆地东缘，构造地貌发育特征反映出该断裂为1条断裂面倾向E的逆冲断层，普雄断裂(F4)沿普雄河发育，为典型的左旋走滑断裂； 南段(布拖以南)由布拖断裂(F5)和交际河断裂(F6)组成，该段断层活动为左旋走滑。大凉山断裂带总体表现出右阶雁列展布的特征(何宏林等，2008)。

图1 大凉山断裂带及其附近主要构造展布与有记录以来5级以上地震分布(据何宏林等，2008改编)Fig. 1 Tectonic setting and M≥5.0 earthquakes within the Daliangshan fault zone and its surroundings(after HE Hong-lin et al.，2008).左下角索引图中蓝色方框标示研究区域； F1竹马断裂，F2公益海断裂，F3越西断裂，F4普雄断裂，F5布拖断裂，F6交际河断裂； 红色圆标示2014年越西5.0级地震震中

本文基于四川区域地震台网记录的地震波形资料，采用CAP(Cut and Paste)波形反演方法(Zhaoetal.，1994； Zhuetal.，1996)，求取越西M5.0地震的震源机制解与震源矩心深度，对本次地震的发震构造进行了初步分析。同时，利用波形资料，计算了2001年以来川滇块体东边界石棉至巧家段ML≥4.0地震的视应力，对该段目前所处应力水平进行了初步分析，研究结果可为区域地震趋势判定提供参考依据。

1 越西M5.0地震震源机制解及发震构造分析

1.1 资料与方法

地震序列空间展布与震源机制是判定发震构造的常用手段(易桂喜等，2015)。但考虑到本次越西地震可用于精确定位的地震数量少，且空间上集中在主震震中位置，无法单独借助余震空间展布判定发震构造。因此，主震震源位置与震源机制解是确定本次地震发震构造的主要依据。我们采用近年来广泛使用的CAP(Cut and Paste)波形反演方法(Zhaoetal，1994； Zhuetal，1996)，求解越西地震的震源机制解与震源矩心深度。CAP方法就是把宽频带数字地震波形记录分为体波Pnl与S波(或面波)2部分，分别对Pnl波和S波(或面波)进行带通滤波，计算其理论地震波形与观测波形之间的误差函数，然后采用网格搜索法，获取给定参数空间中误差函数达到最小的最优解。该方法的优势在于反演结果对速度模型的依赖性相对较小(郑勇等，2009； 龙锋等，2010； 易桂喜等，2012； 罗艳等，2015)，保证了计算结果的稳定性与可靠性。本文计算时，Pnl与S波滤波频率范围分别设置为0.05～0.2HZ和0.05～0.1HZ，网格搜索步长5°。

求解震源机制的地震波形资料来源于四川区域数字地震台网波形记录。反演时，首先挑选出台站震中距在250km范围内且具有完整清晰地震波形的记录进行拟合计算，获得初步结果，然后剔除波形拟合系数 <60% 的台站，仅用所有分量波形拟合系数均 >60% 的台站资料进行修定，给出最终的波形拟合结果与震源机制解和震源深度。图2 黑色圆形区域内绿色三角形标示研究所用震中距250km范围内的台站分布。

图2 越西5.0级地震震中附近区域的台站分布Fig. 2 Distribution of seismic stations around the epicenter of the Yuexi M5.0 earthquake．黑色圆圈内的绿色三角形标示震中距250km范围内的台站

1.2 震源机制解与发震构造分析

图3 反演所用速度模型Fig. 3 Velocity model used in the inversion.

表2 2014年10月1日越西M5.0地震震源机制解

Table2 Focal mechanism solution of the M5.0 Yuexi earthquake on 1 Oct. 2014

发震时间λE/(°)φN/(°)深度/km节面Ⅰ节面ⅡP轴T轴MWM速度模型或结果来源走 向/(°)倾 角/(°)滑动角/(°)走 向/(°)倾 角/(°)滑动角/(°)方 位/(°)仰 角/(°)方 位/(°)仰 角/(°)2014-10-0109：23：27102．7328．381125559171350823111916217274．985．0lmse1125662167352792912111217285．06SCBB2014-10-0109：23：32．8102．8728．3124．625466169349802511910214255．25．1ISC

注 lmse： 龙门山带速度模型(郑勇等，2009)； SCBB： 四川东部地区速度模型(赵珠等，1987)； ISC： 国际地震中心。

为了保证计算结果的可靠性，本文分别采用赵珠等(1987)的四川东部速度模型(SCBB)与郑勇等(2009)的龙门山地区速度模型(lmse)(图3)，利用CAP方法反演越西M5.0地震的震源机制解与震源深度。图4 展示了修定后参与反演的所有台站的波形拟合图； 图像显示，利用差异较大的SCBB模型和lmse模型，所获得的理论波形与实际波形拟合均较好，震源机制解也极为相近(表2； 图4，5)。与lmse模型相比，采用SCBB模型时具有较好波形拟合的台站数更多(图4)，且反演收敛更快(图5)，说明SCBB模型更适用于震源区域。因此，本次地震震源机制解取SCBB模型反演结果，即： 节面I走向256°/倾角62°/滑动角167°，节面Ⅱ走向352°/倾角79°/滑动角29°；P轴仰角11°，近水平，方位121°，显示主压应力呈NWW-SEE向，与NW-SE至NWW-SEE向区域应力场方向(丰成君等，2010； 王晓山等，2015)一致；T轴方位217°，仰角28°； 矩震级约MW5.1； 震源矩心深度11km。本文结果与国际地震中心(ISC)利用远震波形给出的震源机制结果一致，均显示此次地震为具有小量逆冲分量的走滑型地震(表2)，说明本文震源机制解结果是可靠的。

越西M5.0地震震中位于NNW向大凉山断裂带中段东支——普雄断裂附近(图1)。根据节面参数与震中附近的主要构造展布，初步认为此次地震的发震构造为NNW向普雄断裂(图1 中的F4)，与该断裂走向相近的节面Ⅱ为同震破裂面，断层面倾向E，本次地震为兼具小量逆冲分量的左旋走滑型地震，是NNW向大凉山断裂带在近水平的NWW-SEE向主压应力作用下左旋走滑错动的结果。

图4 2014年10月1日越西M5.0地震不同速度模型CAP反演部分台站波形拟合结果Fig. 4 Comparison between synthetic and observed waveforms of the M5.0 Yuexi earthquake on 1 Oct. 2014 based on different velocity models.a lmse模型，b SCBB模型； 红线表示理论地震图，黑线表示观测地震图； 波形左侧台站名上方的数字为震中距(km)，下部的数字为方位角(°)； 波形下方的2行数字分别表示理论地震图相对观测地震图的移动时间(s)及二者的相关系数(用百分比表示)

图5 2014年10月1日越西M5.0地震不同速度模型CAP反演残差随深度的变化Fig. 5 Variation of fitting error with depth for the M5.0 Yuexi earthquake on 1 Oct. 2014 based on two different velocity models. a lmse模型； b SCBB模型

2 越西M5.0地震视应力

地震视应力σapp(Wyssetal.，1968)是表征震源区应力水平的物理量，可作为区域绝对应力水平的下限估计(Wu，2001； 吴忠良等，2002)，其定义为

(1)

式(1)中：ES为地震波辐射能量；M0为地震矩；μ为震源区介质剪切模量，通常取3.0×104MPa。ES与M0之比表示单位地震矩辐射出的地震波能量。四川地区地震视应力σapp值与震级ML呈正比关系(李艳娥等，2012)。在震级相当时，σapp值越高，表明震源区应力水平越高，有利于中、 强地震的发生(易桂喜等，2013)。

图6 2001年以来研究区域15次ML≥4.0地震震中与视应力值(单位： MPa)分布Fig. 6 Epicenter distribution of 15 ML≥4.0 earthquakes since 2001 and apparent stress values(in unit: MPa).

图7 2001年以来川滇块体东边界石棉—巧家段15次ML4.0以上地震的视应力分布Fig. 7 Distribution of apparent stress values for 15 ML≥4.0 earthquakes on the Shimian-Qiaojia segment on the eastern boundary of the Sichuan-Yunnan block since 2001.

利用地震波形资料，根据式(1)计算出越西M5.0(ML5.2)地震的视应力为0.99MPa。同时，为了评价本次地震视应力值的高低和震源区应力水平，我们还计算了2001年以来发生在川滇块体东边界石棉至巧家段(区域范围同图1)14次ML≥4.0地震的视应力值，所用地震震中分布及相应地震的震级和视应力值见图6。图7 给出了研究区包括越西地震在内的15次ML≥4.0地震的视应力值随震级的分布，分别用绿色和蓝色区分汶川地震前、 后的地震。可以看出，总体上，汶川地震前研究区域内的地震视应力高于汶川地震后，汶川地震前在石棉—冕宁段相继出现了2002年3月3日冕宁ML4.4和2006年4月21日石棉ML4.2地震的视应力高值，上述高视应力地震均发生在低b值、 高应力区域(易桂喜等，2008)； 汶川地震后，研究区域内的地震视应力值多数低于拟合线(图7 中的黑色直线)、 普遍偏低； 我们认为，汶川地震之后研究区地震视应力普遍偏低可能与汶川地震的应变释放具有一定的关联性，而本次越西地震偏高的视应力不仅反映了震源区当前的背景应力水平相对较高，还可能反映了因汶川地震的发生而有所降低的研究区应力水平在逐渐升高，因而，其发生强震的危险性也在不断升高。

3 结论与讨论

根据四川区域地震台网记录的地震资料，利用CAP波形反演方法计算了2014年10月1日越西M5.0地震的震源机制解与震源矩心深度，结合震源区地质构造，初步分析了本次地震的发震构造。同时，计算了本次地震的视应力，并与其附近区域的地震进行了对比分析。获得的主要认识与结论如下：

图8 川滇块体东边界不同震级(6级、 5级、 3级)空区嵌套Fig. 8 Seismic gaps for earthquakes of M≥6.0，M≥5.0，ML≥3.0，respectively，on the eastern boundary of the Sichuan-Yunnan block.

(1)根据主震占序列所释放能量的比例，2014年10月1日发生在川滇块体东边界大凉山断裂带中段的越西M5.0地震属于孤立型地震事件。

(2)利用CAP波形反演方法获得的越西M5.0地震震源矩心深度为11km，矩震级约MW5.1。其震源机制解节面I走向256°/倾角62°/滑动角167°，节面Ⅱ走向352°/倾角79°/滑动角29°，与NNW向大凉山断裂带走向一致的节面Ⅱ为同震破裂面；P轴仰角11°，近水平，方位121°，与NW至NWW向区域应力场方向一致。

(3)越西5.0级地震的发震构造为大凉山断裂带中段分支断裂——普雄断裂。该地震为具有小量逆冲分量的走滑型地震，为NNW向大凉山断裂带在近水平的NWW-SEE向主压应力作用下发生左旋走滑运动所致。

(4)本次越西5.0级地震的视应力值(0.99MPa)高于2008年汶川8.0级地震以来其附近区域的地震视应力，反映了震源区当前的背景应力水平相对较高，有利于中、 强地震的发生。同时，还可能反映了因汶川地震的发生应力水平有所降低的川滇块体整个东边界区域当前的应力水平在逐渐升高。

本次越西M5.0地震的发生不仅打破了大凉山断裂带自1944年6月以来持续70a的5级地震平静，也打破了自1970年以来川滇菱形块体东边界石棉至巧家段持续44a的5级地震平静； 同时，该地震还发生在自1975年1月15日九龙M6.2地震后在东边界道孚南至巧家段形成的长达39a的6级地震空段内，以及自2013年10月14日昭觉M4.3(ML4.6)和15日昭觉ML4.0地震后持续近1a的3级地震空区内部(图8)。同时打破3级与5级地震空区平静的越西M5.0地震的发生显示川滇块体东边界地震活动不断增强，而越西地震偏高的视应力不仅反映了震源区应力水平相对偏高，可能也反映了因汶川地震应力释放而有所降低的东边界应力水平有逐渐升高的趋势，因而发生强震的危险性也在不断增高。

致谢 本文审稿专家给出了建设性的修改意见，特此致谢。

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FOCAL MECHANISM AND SEISMOGENIC STRUCTURE OF THEM5.0 YUEXI EARTHQUAKE ON 1 OCT. 2014，SOUTHWESTERN CHINA

YI Gui-xi1，2)LONG Feng1)ZHAO Min1)GONG Yue1)ZHANG Zhi-wei1)QIAO Hui-zhen1)

1)SichuanEarthquakeAdministration，Chengdu610041，China2)SichuanSeistechCorporationLtd.,Chengdu610041,China

The Oct. 1，2014M5.0 Yuexi earthquake occurred on the Daliang Shan fault zone where only several historical moderate earthquakes were recorded. Based on the waveform data from Sichuan regional seismic network，we calculated the focal mechanism solution and centroid depth of theM5.0 Yuexi earthquake by CAP(Cut and Paste)waveform inversion method，and preliminarily analyzed the seismogenic structure. We also calculated the apparent stress values of theM5.0 earthquake and other 14ML≥4.0 events along the Shimian-Qiaojia fault segment of the eastern boundary of the Sichuan-Yunnan block. The result indicates that the parameters of the focal mechanism solution are with a strike of 256°，dip of 62°，and slip of 167° for the nodal plane Ⅰ，and strike of 352°，dip of 79°，and slip of 29° for the nodal plane Ⅱ. The azimuth of thePaxis is 121° with dip angle of 11°，the azimuth ofTaxis is 217° with dip angle of 28°，and the centroid depth is about 11km，and moment magnitude isMW5.1. According to the focal mechanism solution and the fault geometry near the epicenter，we infer that the seismogenic fault is a branch fault，i.e.，the Puxiong Fault，along the central segment of the Daliang Shan fault zone. Thus，the nodal plane Ⅱ was interpreted as the coseismic rupture plane. TheM5.0 Yuexi earthquake is a strike-slip faulting event with an oblique component. The above findings reveal theM5.0 Yuexi earthquake resulted from the left-lateral strike-slip faulting of the NNW Dalang Shan fault zone under the nearly horizontal principal compressive stress regime in an NWW-SEE direction. The apparent stress value of the Yuexi earthquake is 0.99MPa，higher than those of theML≥4.0 earthquakes along the eastern boundary of the Sichuan-Yunnan block since 2008 WenchuanM8.0 earthquake，implying a relatively high stress level on the seismogenic area and greater potential for the moderate and strong earthquake occurrence. It may also reflect the current increasing stress level of the entire area along the eastern boundary，and therefore，posing the risk of strong earthquakes there．

M5.0 Yuexi earthquake，focal mechanism，seismogenic structure，Daliang Shan fault zone，apparent stress

10.3969/j.issn.0253- 4967.2016.04.025

2015-11-24收稿，2016-04-20改回。

国家自然科学基金(41574047)与 四川赛思特科技有限责任公司西部大开发优惠政策节税资金投资项目(XDK2015001)共同资助。

P315.2

A

0253-4967(2016)04-1124-13

易桂喜，女，1964年生，2009年于成都理工大学获地球探测与信息技术专业博士学位，研究员, 现主要研究方向为地震预报方法及壳幔速度结构反演等，电话： 13689060085； E-mail： yigx64@163.com。