荣昌及邻区上地壳三维地壳速度结构

李翠平 郭卫英 唐茂云

（中国重庆401147 重庆市地震局）

经中国地震台网中心测定，北京时间2016年12月27日8时17分，重庆荣昌区发生MS4.9地震，震中位于四川盆地东缘华蓥山基底断裂系中北段。该区域历史地震活动性较弱，20世纪80 年代末，受天然气田废水回注影响，4.0 级地震频发，截至2020 年12 月，已发生14 次MS≥4.0 地震。中等地震频发，被认为是人为注水使得中等规模断层再活动所致（Leiet al，2008；王小龙等，2015；王志伟等，2018）。

研究区2012 年以后相继发生5 次4.0 级以上地震，特别是2016 年荣昌MS4.9 地震，对当地居民生活造成一定影响。关于此次MS4.9 地震发震断层和孕震环境以及人为注水活动对震区地壳介质结构的影响，亟待研究。而至今尚无荣昌及周边地区介质三维精细速度结构（高分辨率≤10 km）的研究成果，这为认识该区深部介质环境以及深部构造破裂过程的成因机制带来困难。文中基于该区较丰富的地震序列，开展荣昌及周边精细三维速度结构和地震重定位研究，为深入了解发震构造和注水活动影响范围提供基础信息。

采用双差层析成像方法，在实际反演前，建立初始速度模型，利用检测板方法（Zhao et al，1992），测试整个研究区内不同网格节点模型下的反演分辨率。根据检测板测试结果，确定横向网格间隔为5 km×5 km，深度间隔为3 km。在实际数据反演过程中，进行7 轮迭代，地震走时残差均方根（RMS）由初始299 ms 降为26 ms，重定位前地震走时残差均方根主要分布在200—800 ms，重新定位后显著降低，主要集中在0—150 ms，定位精度明显提高。

P 波速度结构显示，荣昌及周边上地壳为典型薄皮构造，可分为变形强烈的沉积盖层和结晶基底，深度12 km 为其分界层，与荣昌地震反射剖面结果一致（王赞军等，2018）。7 —13 km 深度层显示，华蓥山基底断裂东西两侧的川中台拱和川东陷褶束分别表现为低速区和高速区，与4 km 以内深度层高、低速区分布存在明显差别。荣昌及周边浅表层P 波速度结构横向差异变化较大，1 km 和4 km 深度层显示，在螺观山背斜轴部的螺4 和螺2注水井附近为高速区，下渗深度分别为1—3 km 和3—7 km，其中螺2 井的高速体沿螺观山北翼隐伏断层倾向分布，可能表明，该断层是废水下渗的主要断裂通道，下渗深度达7 km，造成该断层两侧较大的速度差异。2016 年12 月27 日MS4.9 和2016 年12 月28 日MS4.0 地震即分布在该速度过渡带上。

重定位结果显示，地震主要分布在变形强烈的螺观山背斜轴部，呈明显的NE 向带状分布，震源优势深度为0—6 km。深度剖面显示，该区域以广顺横断层为界，南侧地震呈倾向SE 的条带状分布，结合震源机制解和区域地震构造环境，认为广顺横断层南侧MS4.0以上地震的发震断层应为螺观山南翼隐伏断层，而该断层北侧的地震活动可能与螺观山北翼隐伏断层有关。