2022年1月8日青海门源6.9级地震的快速测定与数据产品产出

2022-06-24支明孙丽杨志高席楠杜广宝戴丹青黄志斌

中国地震 2022年1期

支明孙丽杨志高席楠杜广宝戴丹青黄志斌

中国地震台网中心，北京 100045

0 引言

据中国地震台网正式测定：北京时间2022年1月8日1时45分青海海北州门源县(37.77°N，101.26°E)发生6.9级地震，震源深度10km(1)https：//www.cenc.ac.cn/cenc/dzxx/396391/index.html。震中距门源县53km，距甘肃永昌县、民乐县83km，距西宁市136km，震中5km范围内平均海拔约3674m，震中附近人口较为稀疏。截至1月10日8时，此次地震造成9人受伤，无人员死亡，共导致海北州5831人受灾，造成当地部分房屋、供水供热线路和交通设施等受损(2)https：//xw.qq.com/amphtml/20220110A09G1G00。

区域构造显示本次地震发生在青藏高原东北缘，位于柴达木-祁连地块、阿拉善地块和鄂尔多斯地块交汇处，如图1所示，震中位于祁连-海原断裂带上的冷龙岭断裂西段和托莱山(托勒山)北缘断裂交接部位(邓起东等，2007；吴熙彦等，2017)。祁连-海原断裂带构造活动活跃，1920年海原8.5级、1927年古浪8.0级等多次破坏性地震均发生在该条断裂带上。

注：中国地震台网正式测定：2022年1月8日1时45分，青海海北州门源县(37.77°N，101.26°E)发生6.9级地震，震源深度10km；地震震中附近的托莱山断裂为全新世断层；托莱山断裂东邻的冷龙岭断裂为全新世活动的左旋走滑断层；托莱山断裂北侧发育肃南-祁连断裂(俄堡段)为逆断层图1 区域地震构造图(中国地震局地质研究所吴熙彦提供)

1 地震预警与地震参数速报

中国地震局自2018年起开展地震烈度速报与预警工程建设，目前中国地震台网中心部署的测试预警系统已接入青海、甘肃台站，进行该区域地震预警正式运行前的测试准备工作。本次地震超快速报与预警系统(JEEW)在震后5.3s产出首报地震预警结果，预警震级5.6，震级偏差-1.3，位置偏差1.4km，使用台站数为4个参与定位，4个台站，2个台站参与计算震级，烈度计台站C0028为最早触发台站，震中距8km，地震波传播至首台用时2.2s(图2(a))。震后10s预警震级达到6.2，震后37s预警震级达到最大，为6.4，震后46.4s产出预警终报结果，结束预警(图2(b))。

注：黄色五角星表示震中；蓝色三角表示触发台站；红色三角表示未触发台站图2 JEEW地震预警系统产出情况

中国地震台网中心自2013年开展自动速报工作以来，已实现震后3min产出自动速报结果，结合震源参数的测定规律和历史产出评估结果，自2020年12月1日起自动速报系统对测定4.5级以下地震进行实时发布，对测定4.5级及以上地震延后至180s进行合成发布，保障地震基本参数“既快又准”的产出。在本次地震中，自动速报系统于北京时间1时48分发布了“在甘肃张掖市山丹县(37.82°N，101.33°E)发生6.6级左右地震”的信息，用时3min。正式速报信息于1时58分发布，震中位置为青海海北州门源县(37.77°N，101.26°E)，发布震级为矩震级6.9级，用时13min，正式速报结果与自动速报结果震中位置偏差8.3km，震级偏差0.3。中国地震台网中心发布矩震级为6.9级，受测定时间影响，测定过程中可用台站相对较少，且存在着近台限幅和远台波形数据不全等原因，发布震级较真实震级存在一定偏差。此后中国地震台网中心对矩震级持续测定，震后25min完成震源机制解反演，测定矩震级为MW6.6，相较于正式速报测定过程，计算震源机制解的时间更加充裕，可用台站数据更加丰富，得到的矩震级MW6.6更符合本次地震实际情况。随后德国波茨坦地学中心(GFZ)等国际同行机构先后给出本次地震测定参数并在震后数小时内持续更新，发布矩震级结果基本一致，均为MW6.6左右，各机构具体测定结果如表1 所示(最后访问时间为2022年1月10日9时)。

表1 青海门源6.9级地震全球各地震学机构的测定结果

2 应急产品产出

地震监测台网应急产品产出服务最早可追溯到2008年(邹立晔等，2018、2019)，截至2022年1月，中国地震台网中心已完成国内外大震应急产品产出500余次。近年来，随着对应急产品产出工作的准确性、时效性等要求不断提高，中国地震台网中心预警速报部逐步实现了产品产出和图集汇集工作的自动化(戴丹青等，2021；邓文泽等，2021)。青海门源6.9级地震发生后，中国地震台网中心联合多家单位产出了一系列数据产品，由中国地震台网中心进行产品汇集，编制了《2022年1月8日青海门源M6.9地震应急数据产品综合图集》。该图集在震后20min自动生成，并于震后30min发布第一版，随后不断更新，于2022年1月8日9时更新至第四版。该图集包含地震基本参数、历史地震分布、地震台网分布、地震构造、余震精定位、震源机制解、仪器地震烈度、推测地震烈度、区域构造背景等9类16种产品，各类数据产品对本次地震的孕震机理研究和震后应急救援起到了关键性作用。

2.1 台站与历史地震分布

本次地震震中500km范围内共有测震台站84个，震中距最近的测震台为青海门源台，震中距约为37km。青海门源6.9级地震为一次发生在青藏高原东北缘的走滑型地震事件，根据1970年以来的历史地震统计，震中附近100km范围内发生过14次M5.0以上地震，其中M6.0以上地震4次，震级最大的地震为本次门源6.9级地震(图3)。

2.2 震源机制解

图4 青海门源6.9级地震震源机制解

区域内历史5级以上地震的震源机制解(数据来源于全球矩心矩张量数据中心(GCMT)(3)https：//www.globalcmt.org/)显示该区域多发地震事件为走滑型(图5)。本文收集了中国地震局及部分国际机构关于本次地震的震源机制解反演结果，各机构震源机制解结果基本一致(表2)，且与构造区域内的历史矩张量解保持一致，故认为本次地震为一次走滑型地震事件。

图5 GCMT历史震源机制解分布

表2 青海门源6.9级地震震源机制解的各机构产出结果

注：黄色五角星表示主震；红色五角星表示5.0级以上余震；红色圆圈表示5.0级以下余震；圆圈大小与余震震级正相关图6 青海门源6.9级地震余震精定位分布

2.3 余震精定位

截至2022年1月9日24时，门源地震序列共记录到ML1.0以上余震474个，其中ML1.0～1.9地震301个，ML2.0～2.9地震139个，ML3.0～3.9地震27个，ML4.0～4.9地震6个，ML5.0以上地震1个，最大余震为1月8日2时9分青海门源5.1级地震。震后利用hypoRelocate精定位方法(Sun et al，2016)，结合绝对走时和相对走时，对ML2.0以上的174个地震快速完成余震精定位工作，地震精定位结果如图6所示。余震主要集中在主震东西两侧约30km范围内。主震西侧及主震东侧5km范围内，余震展布近EW向，与托莱山断裂走向基本一致；主震东侧5km范围外，余震展布方向表现出差异，呈NW-SE向，转为与冷龙岭断裂走向相近(图6(a))。沿地震展布方向绘制精定位结果深度剖面，其中AA′、CC′剖面横截面横向范围为±5km，BB′、DD′剖面横截面横向范围为±10km，深度剖面显示，主震深度约10km，余震震源深度主要集中在7～12km范围内。截至1月9日24时，AA′剖面(图6(b))余震数目多于CC′剖面(图6(d))，BB′剖面(图6(c))近SN向，地震分布显示主震西侧断层倾角为70°左右，向SW向倾斜； DD′剖面(图6(e))向NE向倾斜35°左右，对比BB′剖面表明余震展布方向发生了偏转。

图7 青海门源地震仪器地震烈度图

表3 震中附近台站仪器地震烈度

2.4 地震动强度分布

中国地震台网中心自主研发了一套烈度速报系统，该系统实时接收台站波形记录并进行实时数据处理，计算台站地震动参数，利用实测地震仪器烈度，结合震源参数与区域构造，快速判断地震破裂断层方向和破裂分布，并对衰减关系进行修正，评估地震烈度分布，产出地震烈度速报结果。在本次地震中，烈度速报系统在震后实时产出仪器地震烈度图(图7，表3)，并在震后2h内持续更新，综合余震分布、震源机制等结果修订推测地震烈度图(图8)。本次地震推测烈度最高达到Ⅸ度，区域涉及皇城乡、仙米乡，Ⅸ度区面积约175km2。Ⅷ度区面积约1247km2，区域涉及默勒镇、皇城乡、阿柔乡、仙米乡、苏吉滩乡，共计一镇四乡。

注：基于GB/T17742-2020中国地震裂度表，结合台站实测仪器烈度和经验模型插值计算，本次地震推测最高烈度为Ⅸ度，Ⅵ度区以上面积约25218km2； Ⅸ度区涉及门源种马场、皇城乡、仙米乡，面积约175km2； Ⅷ度区涉及中牧公司山丹马场、门源种马场、皇城乡、阿柔乡、默勒镇、仙米乡、苏吉滩乡，面积约1247km2； Ⅶ度区涉及祁连县、门源县、肃南县、山丹县，面积约4168km2； Ⅵ度区涉及互助县、天祝县、凉州区、永昌县、金川区、刚察县、海晏县、门源县、祁连县、大通县、民乐县、肃南县、山丹县、潼中县，面积约19628km2图8 青海门源地震推测地震烈度图

地震发生后2h内，中国地震台网中心收集强震动数据与烈度计数据共计543组，距震中50km范围内有1个强震动台站，18个烈度计台站，其中震中距最小的台站为位于皇城乡的烈度计台站C0028，震中距7.9km。本次地震仪器烈度达到8.0及以上的台站共计3个，仪器烈度最高台站为位于皇城乡烈度计台站C0029，震中距13.3km，仪器烈度达到8.3。根据《中华人民共和国国家标准GB50011-2010：建筑抗震设计规范》(中华人民共和国住房和城乡建设部等，2010)，门源县抗震设防烈度为Ⅶ度，设计基本地震加速度值为1.5m/s2，结合快速收集到的地震数据，震中附近的烈度计台站C0028记录到的加速度峰值(图9)分别为NS向4.2m/s2、EW向5.0m/s2、UD向4.2m/s2，仪器烈度达到8.0，高于门源县建筑抗震设计规划值，本次地震有较大可能造成震中附近人员伤亡和房屋损坏。