四川康定地区小震群震源机制一致性变化特征

段云歌

(四川省地震局，四川 成都 610041)

四川康定地区小震群震源机制一致性变化特征

段云歌

(四川省地震局，四川 成都 610041)

利用体波谱振幅相关的方法，对2014年11月22日康定M6.3主震发生后至2015年1月31日期间ML≥1.6级余震序列的震源机制一致性进行研究。在震群不同方位共选取8个地震观测台站，以鲜水河断裂为界将地震台站分为西南侧与东北侧台站，利用不同台站组合计算平均相关系数。依地震发生时间顺序，将每5次地震事件分为一组，按照步长为1滑动求取平均相关系数。结果显示，由断裂东北侧台站计算出来的总体值最低，其次是由断裂西南侧台站计算结果，由8个台站计算所得的平均相关系数最高；由断裂带西南侧台站与由8个台站计算结果的变化特征类似，表现为随着时间推移跳跃、达到低点、升高后趋于稳定；而由断裂东北侧台站计算的结果表现为小副跳跃后达到低值并趋于稳定，这可能是由于深部构造及应力场的影响所致。

谱振幅相关系数；康定地区；一致性

2014年11月22日16时55分25.5秒，四川省甘孜藏族自治州康定县发生M6.3级地震，11月25日23时19分7.1秒，在M6.3级地震震中东南约10 km处再次发生M5.8级地震，这样就成为双主震型地震序列。两次地震都发生在川滇块体北东边界鲜水河断裂中南段[1]。跟随主震后在这一地区发生了大量的余震，截至2015年4月30日，四川台网共记录余震 5 317次，其中单台观测到的地震事件有 3 328次，我们进行地震定位的观测数据中，ML<1.0地震有602次，1.0≤ML≤1.9地震事件有 1 219次，ML≥2.0地震事件有168次。

1 原理与计算方法

地震学中，台站j记录第i个地震波位移的谱振幅可表示为：

Oijf=Mi(f)·Rij(θ,φ)·Pij(r)·Fij(f,r)·Gj(f)·Ij(f)

(1)

其中，f表示频率，r表示地震与观测台站之间的距离，i(f)是震源项，Rij(θ,φ)为辐射图型因子，θ、φ表示地震到观测台站的方位角和离源角，Pij(r)是几何扩展系数，仅与地震到观测台站的距离相关，Fij(f,r)是地震波的衰减项，Gj(f)是场地响应项，Ij(f)是仪器响应项。其中，Mi(f)的表达式为：

(2)

如果两次地震(a、b)震源位置相同，或者两次地震震源之间的距离远小于地震到台站之间的距离，可近似看作在同一震源，那么，对于同一频率，在同一个台站上两次地震事件的观测谱值之比可表示为：

(3)

上式中，fc表示拐角频率。当f≪fc时，式(3)可表达为：

(4)

Lund等(2002)提出一种计算体波谱振幅相关性的方法[8]，即对同一震源区两次事件在相同台站的波形记录，使用地震的直达P、S波的零频谱振幅值计算相关系数[4-6]：

(5)

对于3分向地震波形记录数据，经过坐标旋转计算后使得每个台站的观测数据可以得到5个零频谱值：垂向和径向P波(PZ和PR)，垂向、径向和切向S波(SZ、SR和ST)，这里称这5个谱值为谱值分量。根据观测台站和震中位置，计算出观测台站在震源球上的方位角。然后根据地震与台站间的方位角关系，对台站记录的2个水平分量数据进行旋转，得到径向和切向分量：

(6)

式中，R(t)和T(t)表示径向和切向分量，N(t)和E(t)表示南北和东西分量，Az表示方位角。

2 资料选取与处理

一般来说主震后发生大量余震。本次研究最初选取了震后至2015年4月30日ML≥1.6的480次地震事件，经逐一筛选，删去震相记录不清晰的事件、单台事件、不满足信噪比条件的事件以及分布不够集中的事件，这样，留下73次地震事件用于计算。其中，主震至2014年11月30日期间的有49次，2014年12月份有17次，2015年1月有5次，2月有1次，3月有0次，4月有1次。2015年2～4月余震少且分散，因此参与计算的是主震后至2015年1月31日的71次事件(参见图1)。

(2014年11月22日至2015年1月31日)图1 研究区余震分布及台站选择

表1 康定地区选择的台站

在参与计算观测台站的选择上，主要考虑以下因素：使用的观测仪器为宽频带地震计的固定台站，台站均匀分布在震群周围不同方位上；观测台站距震群距离在70-150 km之间，这样既保证台站与震群之间的距离远大于震群所围区域直径，又保证初至地震波为直达P波。同时，由于所选地震震级较小，就要求要有尽量多记录清晰地震波数据的台站。

在考虑这些因素的基础上，选择了研究区中满足上述条件的8个台站(参见表1)。以鲜水河断裂为界，将这些台站分为两部分：断裂西南侧的DFU、LTA、YJI、JLO等台和断裂东北侧的SMI、TQU、BAX、XJI等台(参见图1)

3 计算

对所选每一次地震的直达波震相到时进行校核， 在原有观测报告的基础上对所需资料进行补充与完善。基于校核震相后的Pg、Sg到时，选取不同分量Pg和Sg波开始后一段时间计算观测波形的傅里叶谱，并从速度谱转为位移谱。对不同记录，选取不同时间窗长，保证P波和S波的主要能量集中在该窗长内。对每个记录台站的5个分量分别做频谱图(参见图2)。用MatLab计算软件中的退火算法，计算出波谱曲线的最佳拟合，求得每次地震每个台站的零频谱振幅值。

图2 2014年11月29日04:48地震XJI台数字记录5分量谱振幅

用每个台站所得的零频谱振幅值，代入式(5)，计算其线性相关系数，多个台求平均得到两次事件的平均相关系数。

4 结果与讨论

图3 研究区不同台站组合计算结果变化趋势

将地震事件以时间为序排列，每5次地震事件为一组，以步长为1进行计算，分别用全部8个台站、西南侧台站、东北侧台站数据计算得到研究区余震序列平均相关系数。反映在图3中，其中纵坐标表示平均相关系数，为无量纲数值；横坐标表示时间顺序，零点为2014年11月22日18:00，数值代表发震时刻与零点时刻的差值，单位为“天”。

从图3中看出，由断裂东北侧台站计算出来的短划线总体值最低，其次是由断裂西南侧台站计算出来的点线，其总体值较高，最高的则是由全部8个台站计算所得的实线。此外，实线与点线的变化特征类似，在主震后10天内表现出数值的跳跃，在第13天左右达到低点，随后又逐渐升高，直到主震后25天左右趋于稳定；而短划线表现为前10天内数值的小幅跳跃，第10天后达到低值并趋于稳定。

出现这种现象可能的影响因素有：(1)断裂东北侧台站计算的结果平均相关系数最低，即反映为地震对之间的震源机制一致性较差。鲜水河断裂东北侧同时受到龙门山断裂带的影响，地质构造复杂，地震波在传播过程中，可能经过多次的反射、折射等，传播路径较复杂，波的频率成分复杂，因此对计算结果产生一定的影响。而鲜水河断裂西南侧的川滇块体则不同，区内除了较大的玉农希断裂外，仅有几条小断裂，地质构造相对简单，地震波传播路径可能较单一。李大虎等反演了鲜水河断裂带南东段上地壳范围内不同深度的三维P波速度结构特征，揭示了鲜水河断裂带的深度介质构造环境，断裂两侧雅江-九龙一带(断裂带西南)和泸定-宝兴地区(断裂带东北)分别呈现出低速异常和高速异常的分布特征，表明了鲜水河断裂带南东段两侧上地壳物质存在显著的横向介质差异。这可能也是影响计算结果的因素[2]。(2)3条曲线的变化特征不同。短划线在跳跃后随即降低然后趋于稳定，可能是在能量释放上较单一，受到较为单一的应力场(断层应力场)的控制。而断裂带西南侧可能是不同应力场(断层应力场与区域应力场)的交替控制作用，导致在下降后上升而后趋于稳定。

陈颙认为某一岩层或某一构造受到应力作用，产生前震时构造基本结构没有变化，而主震后，基本结构则发生了变化[3]，因此前震的机制显得相对一致[7]，而余震机制就显得紊乱。

[1] 易桂喜，龙锋，闻学泽，等．2014年11月22日康定M6.3级地震序列发震构造分析[J].地球物理学报，2015，58(4)：1205-1219.

[2] 李大虎，丁志峰，吴萍萍，等．鲜水河断裂带南东段的深部孕震环境与2014年康定Ms6.3地震[J].地球物理学报，2015，58(6)：1941-1953.

[3] 陈颙．用震源机制一致性作为描述地震活动性的新参数[J].地球物理学报，1978,21(2)：142-159.

[4] 朱航，刘杰，陈天长．采用体波谱振幅相关系数方法研究地震序列的震源机制变化过程[J].地震，2006，26(2)：1-11.

[5] 朱航，何畅．注水诱发地震序列的震源机制变化特征：以四川长宁序列为例[J].地球科学-中国地质大学学报，2014,39(12)：1776-1782.

[6] 崔子健，李志雄，陈章立，等．判别小震群序列类型的新方法研究—谱振幅相关分析法[J].地球物理学报，2012,55(5)：1718-1724.

[7] 泽仁志玛，刁桂苓，李志雄，等．大震前显示的地震震源机制趋于一致的变化[J].地震，2010，30(1)：108-114.

[8] Lund B, Boovarson R, Correlation of Micro-earthquake Body-Wave Spectral Amplitudes[J].Bull Seism Soc. Amer,2002,92:2419-2433.

TheCharacteristicsofFocalMechanismsConsistencyofSmallEarthquakeSwarminSichuanKangdingArea

DUAN Yunge

(Sichuan Earthquake Agency, Sichuan Chengdu 610041, China)

The method of spectral amplitude correlation is used to research the focal mechanism consistency of aftershocks sequences withML≥1.6 during 22 November 2014 when main shock KangdingM6.3 occured to 30 April 2015. A total of 8 stations are selected at different locations of the earthquake swarm and divided into southwest and northeast side stations with Xianshuihe Faults as the boundary. Average correlation coefficient is calculated by using the combination of different stations. According to the time order, the average correlation coefficient is calculated for every 5 events and the step length is 1. It is showed that the results from northeast stations is the lowest, followed by the results calculated by the southwest side stations and the average correlation coefficient calculated by the 8 stations of the highest. The variation of results with southwest stations and 8 sations is similar, which with the passage of time, jumping at low, increased and then tended to be stable. The trend based on northeast stations showed jumping a little to achieve low value and then tends to be stable. This may be due to the influence of deep structure and stress field.

spectral amplitude correlation; Kangding area; correlation coefficient; focal mechanism consistency

P315.332

:B

:1001-8115(2017)03-0001-04

2017-03-27

中国地震局监测、预测、科研三结合课题(162301)。

段云歌(1982-)，女，河南省新乡县人，工程师，主要从事地震监测、数字地震学分析.

10.13716/j.cnki.1001-8115.2017.03.001