江苏地区小震精定位及构造意义分析

霍祝青， 瞿 旻

(江苏省地震局，江苏 南京 210014)



江苏地区小震精定位及构造意义分析

霍祝青， 瞿 旻

(江苏省地震局，江苏 南京 210014)

利用双差定位法对江苏地区2009-2015年地震记录进行重新定位。结果显示，重新定位后的结果比原有定位精度有了较好的改进，地震序列在空间分布上更加集中；从平面分布上看，重新定位后的地震更加集中于断裂带附近，较多地震呈丛集状出现；从震源深度分布看，研究区内重新定位后地震震源深度有明显收敛，大多集中在5～20 km，表明研究区孕震层基本位于地壳的中上部。 同时通过对江苏省不同时期发生的几个震群地震构造活动进行分析(分析各个地震序列的走向、是否产生新的断裂带、与原有断裂带走向是否一致等问题)，认为其具有十分重要的意义。

双差定位； 地震序列； 地震构造

0 引言

本文收集了江苏省2009—2015年先后发生的近千条地震事件，在这一时期内研究区域(30°～36°N，116°～122° E)先后发生了四个地震序列：2011年建湖震群、2012年高邮地震、2013年灌云震群及2015年东海震群。对这些地震事件进行重新定位，对研究本地区构造活动有着重要意义。

地震定位是地震学的一个基本问题，分为绝对定位法和相对定位法，而主事件定位方法和双差定位法就是典型的相对定位方法。主事件方法[1]要求作为主事件地震的震源位置和发震时刻精度较高，定位结果依赖于主事件空间位置和发震时刻的精度；双差定位法可以对较大空间范围内发生的地震同时进行重新定位，不需设主地震事件，所有地震事件相对于地震序列的质心位置定位，不依赖于地震事件的初始位置，避免了主事件定位方法的限制条件。目前双差定位法已广泛应用于实际的地震定位，杨智娴等[2]、李志海等[3]及张爱民等[4]将该方法用于地震序列的精确定位，都取得了较好的结果。

本文采用双差定位法，精确定位发生在江苏地区的地震事件，并深入细致地研究这些地震活动与区域内复杂构造的关系，尤其是其与深部断裂的关系。

1 资料选取范围及速度模型

1.1 资料选取

江苏是长江三角地区地震最为活跃的地区之一，近几十年来该省陆地发生的有影响的地震有1974年溧阳MS5.0及1979溧阳MS6.0、1987年射阳MS5.0、1990年常熟MS5.1及2012年高邮MS4.9地震等。最近几年在该省陆地发生的几次比较有影响的地震序列分别是2011年建湖震群、2012年高邮震群、2013年灌云震群及2015年东海震群。2009—2015年30°～36° N、116°～112° E范围内的上述四个地震序列都在本次地震精定位范围内。

为保证研究时间段内数据的准确性，选用该省台网“十五”数字化改造以来的记录资料。随着经济的快速发展数字地震台网建设的步伐也在不断增大，该省测震台站已经达到40多个，在“十五”数字化改造过程中又接收了山东、上海、浙江、安徽等省市20多个台站信号，使得其数字地震台网的地震监能力得到了相当大的提高[6](图1)。

1.2 速度模型

地震定位过程中，除了定位方法外，合理的地壳结构模型的建立也是至关重要的。双差定位结果受水平速度模型影响较大，需选用比较精确的速度模型。前人已经在本区域做了大量研究工作[6-7]，本研究参考黄耘等[5]对江苏及邻区地震重新定位使用的江苏及邻近区域地壳速度初始模型，共7层(表1)。

表 1 研究区一维地壳速度模型

2 定位结果

2009—2015年江苏省陆地区域共发生940次地震，经重新定位后得到374条精定位结果，为原来地震事件总数的40%。造成百分比较小的主要原因是：(1)研究区内地震数量相对较小；(2)台站相对较少，监测能力受到约束；(3)台站布局不合理，密度和分布在不同时期存在较大差异等。本次精定位结果到时残差平均值为0.10 s,平均定位误差E-W、N-S和U-D方向分别为0.21 km、0.19 km及0.82 km。对比台网编目结果，重新定位后(图2)震源深度有明显收敛，地震序列在空间分布上也更加集中，部分地震有向构造带趋近的变化，较多地震呈丛集状出现。研究区内重新定位后震源深度多集中在5～20 km内，表明研究区孕震层基本位于地壳的中上部，其中大部分区域震源深度都在5～15 km，15～20 km这一区域主要集中在该省中部地区，其主要与该区域较厚覆盖有关[8]。 从精定位震源深度分布结果看，有少部分地震震源深度较浅，基本处于地表处，可能与爆破或塌陷有关，其中最明显的是34.5°N，117.5°E交汇处，即徐州地区，是一个比较大的矿区，常年都有矿震发生。

为提高不同区域内精定位生成事件总数，本研究将该省划分成7个小区域，并对每一小区域进行重新定位。由于台站分布密度不同，且每个区域内地震数量也不同，对于地震事件较多的区域，在部分小的区域内增加事件配对的个数，以提高部分区域重新定位的数量(表2)。表中几个定位百分比较高的地区也是最近几年发生地震事件相对较多的区域，最近几次震群序列也都发生在这几个区域。

图1 江苏地震台网监测能力图Fig.1 Jiangsu seismic network monitoring ability

3 地震序列活动与构造特征分析

本次研究对最近几年发生的比较有影响的4个震群(2011年建湖震群、2012年高邮地震、2013年灌云震群和2015年东海震群)进行了精定位，以便对该地区的构造活动进行分析。

表 2 不同区域地震精定位结果

3.1 建湖震群

2010年12月30日6时56分江苏建湖境内(33.57°N，119.88°E)发生MS1.6地震后，在30日和31日又接连发生4次ML2.0以上地震，2011年1月1日10时57分发生MS2.6地震(33.57°N，119.85° E)，当日17时7分在33.57° N，119.86° E再次发生MS2.9地震(此次地震序列中最大地震)。此次序列中江苏省数字地震台网中心共记录到135次地震。对该地震序列进行重新定位后，共获得66次精定位结果，震中平均误差：南北向0.24 km，东西向0.33 km，垂直向0.37 km。图3为建湖震群精定位震中分布图。

本次地震序列沿北东走向展布和洪泽沟墩断裂、盐城南洋岸断裂走向一致,陡峭且南倾，地震序列发生在断裂发育的扬子准地区，其与区域断裂走向基本一致。

图3 建湖震群精定位震中分布Fig.3 Epicenters distribution of Jianhu earthquake swarm after precise relocation

2.2 高邮震群

2012年7月20日20时11分在江苏省扬州市下辖的高邮市与宝应县交界处发生了MS4.9地震,震中位置33.0°N，119.6°E。本次地震有感范围较大，江苏全省有震感，与江苏交界的安徽部分地区也有震感，其中高邮、宝应、兴化、金湖、建湖、涟水等地震感强烈，南京、扬州、泰州、镇江、淮安、连云港等地震感明显。地震造成1人死亡、3人轻伤。主震后发生多次余震，其最大余震为MS4.0, 地震序列共有54个地震。对本次地震序列进行双差定位共得到41个精确定位结果，极震烈度分布区为西南—北东走向，水平夹角45°～60°。江苏高邮地震序列地处盐城—南洋岸断裂(NE-SW走向)与无锡—宿迁断裂(NW-EW走向)交界附近。由精确定位结果可以确定，该地震序列的产生与盐城—南洋岸断裂相关。图4为高邮震群精定位震中分布图。

图4 高邮震群精定位震中分布Fig.4 Epicenters distribution of Gaoyou earthquake swarm after precise relocation

2.3 灌云震群

2013年1月19日江苏灌云发生M3.5震群,共记录到38次地震，包括部分单台记录,共获得22次精定位结果，震中平均误差为：南北向0.25 km，东西向0.33 km，垂直向0.44 km,震中位置34.6°N，119.7°E。该地震使苏北部分地区有震感，连云港、宿迁、徐州等地有震感。 由于本次震群记录到的地震事件相对较少，精定位结果也较少，另外发震区域台站相对较少，所以本次精定位在构造方面也没有太多论述。图5为灌云震群精定位震中分布图。

图5 灌云震群精定位震中分布Fig.5 Epicenters distribution of Guanyun earthquake swarm after precise relocation

2.4 东海震群

2015年2月21日江苏东海发生M2.3震群活动，共记录到地震69次，取得48次精定位结果，震中平均误差：南北向0.26 km，东西向0.31 km，垂直向0.34 km。

虽然此次震群主震震级不高，但活动持续时间较长、小震频次不断。这种情况在研究区比较少见，且此次震群发生在郯庐断裂带上，从区域地震活动特点来看，2012年以来在其北部的渤海、长岛、山东莱州以及乳山、在其南部的安徽长丰、金寨以及霍山地区，相继发生了多次震群活动；近期郯庐断裂带江苏段附近区域发生多次显著地震事件，显示近期该区域地震活动性显著增强，因此对东海震群进行精确定位分析具有非常重要的意义。

此次震群序列沿NW-W走向展布,北倾，且大部分都发生在郯庐断裂带内；而该断裂带则是NE走向，两者的走向并不一致，所以此次地震可能会在郯庐断裂带形成一个小的断层面。图6为江苏东海震群精定位震中分布图。

图6 江苏东海震群精定位震中分布Fig.6 Epicenters distribution of Donghai earthquake swarm after precise relocation

3 结论

(1) 地震序列经过重新定位后在空间分布上更加集中，且更集中于断裂带附近，较多地震呈丛集状出现。

(2) 研究区内地震序列重新定位后震源深度明显收敛,大多集中在5～20 km，表明研究区孕震层基本位于地壳的中上部。

(3) 从精定位震源深度分布结果看，有少部分地震震源深度较浅,基本处于地表处，可能是爆破或塌陷，该结论与江苏省徐州有大的矿区相对应。

(4) 双差定位结果表明：重新定位后的结果在震源深度、震中分布、残差、断裂带走向等方面都比原有结果有了明显改善。

References)

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YANG Zhi-xian,CHEN Yun-tai,ZHANG Hong-zhi,Relocation and Seismogenic Structure of the 1998 Zhangbei-Shangyi Earthquake Sequence[J]. Acta Seismologica Sinica,2002，24(4):366-377.(in Chinese)

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LI Zhi-hai,ZHAO Cui-ping,WANG Hai-tao,et al.The Preliminary Application of Dual-difference Earthqhake Location Method in Precise Location for the North Tianshan Mountain[J].Inland Earthqhake,2004，18(2):140-153.(in Chinese)

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Precise Relocation of Small Earthquakes in the Jiangsu Area and Associated Tectonic Implications

HUO Zhu-qing, QU Min

(EarthquakeAdministrationofJiangsuProvince,Nanjing210014,Jiangsu,China)

For this study, we collected one thousand seismic events that occurred in Jiangsu province from 2009 to 2015. Four earthquake sequences occurred successively in this area: Jianhu earthquake sequence, 2011; Gaoyou earthquake sequence, 2012; Guanyun earthquake sequence, 2013; and Donghai earthquake sequence, 2015. We relocated these earthquakes using a double-difference location algorithm. For this analysis it was crucial to establish a reasonable crustal structure therefore, because the double-difference location result was affected by the horizontal velocity model, a more accurate model was required. This paper references the initial model of crustal velocity in Jiangsu and its adjacent regions established by Huangyun. In order to increase the total number of precise location generation events in different areas, this research divided Jiangsu province into seven small areas, and relocated the earthquakes for each. Because the distribution density of the recording stations is different, the number of earthquakes in each area is different. The results show a significant improvement in the relocation results, and the earthquake sequences were found to be more spatially concentrated. The relocated earthquakes were concentrated in obvious bands around faults, and most of them occurred at depths of 5～20 km, suggesting the seismological layer in the region lies in the mid-upper crust. By analyzing the seismic tectonic activity of these earthquake swarms, we were able to investigate: the trend of each earthquake sequence, whether or not a new fault zone was initiated, and whether the trends of the new fault zones were consistent with the old ones. This is of great significance to future studies in this area.

double-difference location; earthquake sequence; seismotectonic

2015-10-14

中国地震局三结合资助课题(151005)

霍祝青(1979-)，男(汉族)，工程师，现从事地震监测工作。E-mail:hzqbook@126.com。

P315.2

A

1000-0844(2016)05-0802-06

10.3969/j.issn.1000-0844.2016.05.0802