触发多断层面破裂的2022年四川马尔康MS6．0震群特征

杜 方，龙 锋，梁明剑，祁玉萍，宫 悦，吴 江

（四川省地震局，四川成都 610041）

2022年6月10日在四川省阿坝藏族羌族自治州马尔康市发生MS6．0震群。2022年6月10日0时3分24秒发生MS5．8（ML6．3）地震（32．27°N，101．82°E），仅相隔1小时25分10秒，于1时28分34秒发生MS6．0（ML6．5）地震（32．25°N，101．82°E），又相隔1小时58分26秒，于3时27分0秒发生MS5．2（ML5．6）地震（32．24°N，101．85°E）。马尔康MS6．0震群中3次较大震级地震间隔时间相当短，这给震群中每次较强地震发生后的趋势判断增加了难度。

震群中首次较强地震发生后快速（半小时内）给出趋势研判，实际就是在没有余震资料、余震资料尚不完整或余震密集发生但尚难及时处理的情况下，给出余震趋势的研判。常需依据统计的序列类型分布自然概率来作初步估计，例如依据我国143个历史地震序列统计分析，序列类型主余型占59%，多震型14%、孤立型占14%、双震型占13%（焦远碧等，1998）。由此可见，地震序列中主余型序列占绝大多数，也就是说中强地震发生后，在没有余震资料的情况下快速判断为主余型的准确率可以达到60%左右。在马尔康震群序列中，第1个MS5．8地震发生后，密集发生的余震很难实时完成地震参数处理，无法依赖计算序列参数来研判序列发展趋势，若按自然概率来作初步估计又很容易错判为“主余型”，那么除了依赖序列参数、前震序列识别和自然概率外，还应重视的哪些序列趋势研判依据？本文通过马尔康MS6．0震群序列时空进程回顾总结，研究该震群特征，探寻震群序列趋势研判的可参考依据，有效减少对双震型和多震型序列后续强震的趋势估计偏差，更好地服务震区抗震救灾。

1 马尔康震群特征

1．1 震群序列总体特征

如图1所示，截至2022年6月30日，四川地震台网共记录到马尔康MS6．0震群序列ML≥0．0地震4 818次，其中ML6．0～6．9地震2次，ML5．0～5．9地震3次，ML4．0～4．9地震5次，ML3．0～3．9地震72次，ML2．0～2．9地震548次，ML＜2．0地震4 188次。

图1 马尔康MS6．0震群和历史M≥5．0地震震中分布

从四川地震台网定位结果看，马尔康MS6．0震群序列空间分布密集（图1），序列总体沿松岗断裂迹线的北东侧集中分布，长轴23 km、短轴18 km，呈现密集集中分布特征，仅个别小震散布在松岗断裂迹线的西南侧。序列时间进程（图2）特征表明早期小震频次异常高（尤其是第1、2组序列）。从整个序列看，较大的3次地震间隔时间很短，ML≥4．0地震集中发生在前5个小时（表1），中等强度的地震频次偏少，ML＜2．0小地震频次在整个序列中占比高，占86．92%。

表1 四川地震台网测定马尔康MS6．0震群序列（ML≥4．0）目录

图2 马尔康MS6．0震群序列ML-T（a）和N-T（b）图（2022年6月10日—2022年6月30日，ML≥0．0）

将震群序列按3次较大地震进行分段分析（图3）：第1个较大地震MS5．8（ML6．3）发生后，小震频次高，密集小震波形重叠严重，此段最大震级ML6．3与次大震级ML5．2的级差为1．1，震级水平出现起伏；第2个较大地震MS6．0（ML6．5）地震发生后，小震依然密集，密集小震波形重叠严重，此段最大震级ML6．5与次大震级ML3．7的级差为2．8，震级衰减异常；第3个较大地震ML5．6（MS5．2）发生后，小震频次出现衰减，波形重叠缓解，此段最大震级ML5．6与次大震级ML5．0的级差为0．6，频次衰减趋于正常。

图3 马尔康MS6．0震群序列分时段ML-T 图（ML≥1．0）

采用Goodness-of-Fit test方法（Wiemer，2000；龙锋等，2009）对序列的震级-频度关系进行计算（图4），结果显示序列的最小完整性震级为ML1．5，G-R关系的回归参数分别为a=4．53、b=0．86，说明主震发生20 d后b值与区域背景值相当。而最大期望震级（Mmax）为5．2，与序列中最大余震相当，表明序列中最大余震已经发生，后续发生更大地震的可能性不大。

图4 马尔康MS6．0震群中ML≥0．0震级-频度关系曲线

1．2 序列重定位结果

依据四川地震台网数据，采用多阶段定位方法（Longet al，2015）进行序列重定位，选用震中距150 km以内的台站（图5）记录到的震相数据，基于2014年四川康定MS6．3、MS5．8地震序列重定位所用速度模型进行序列重定位，截至6月23日23时59分59秒，得到马尔康MS6．0震群序列3 644个地震重定位数据（图6），83次丛外事件由于失去连接而丢失。中国地震局地球物理研究所（2022）采用地震序列重定位自动处理系统，截至6月10日9时48分，得到了305个余震的重定位。这两个定位结果均呈现出相同的分布特征。

图5 马尔康MS6．0震群重定位所用台站分布

从震群序列的重定位结果看，震群序列不仅分布于松岗断裂的北东侧，同时也分布于松岗断裂1分支和松岗断裂2分支（孙东等，2010）的北东侧（图6）。序列重定位结果显示震群中3次较大地震并不是松岗断裂的破裂事件组，而是不同断层面的破裂事件（图6）。马尔康MS6．0震群序列展布于松岗断裂和松岗1、2 分支的北东侧，呈现两支NNW 向分布和一支NE向分布。按3次较大地震将震群序列分段进行分析：序列以3次较大地震为代表形成3条带状分布并勾绘出3条断层破裂面，显示松岗断裂北东侧的3条更次一级断层面破裂活动，第1组较大地震后的序列沿松岗断裂迹线的NE 侧集中呈NNW 向且沿FA分布，长轴7 km、短轴3 km，MS5．8地震分布于本组序列中部；第2组较大地震后的序列整体再向NE方向偏移也呈NNW 向沿FB分布，相较第1组序列大约向北东偏转15°，长轴12 km、短轴2 km，MS6．0地震分布于本组序列中部；第3组较大地震后的序列整体再向SE方向偏移，分布呈现NE向且沿FC分布，长轴5 km、短轴1 km，MS5．2地震分布于本组序列中部。

图6 马尔康MS 6．0震群重定位震中分布

序列重定位结果显示出震群中3次较大地震时空特征：MS5．8地震触发MS6．0地震，再继续触发MS5．2地震的断层破裂事件（图7）。马尔康MS6．0震群序列按3次较大地震进行分时间段分析，不仅显示出以3次较大地震为代表形成的3条带状分布，同时显示出松岗断裂北东侧的3条更次一级断层面的触发破裂活动，其表现为：MS5．8地震后至MS6．0地震发生前为第1组，余震序列沿FA迹线NNW 向分布（图7a）显示出MS5．8地震为FA断层破裂事件，期间沿FB和FC迹线仅有散发的零星小震；触发MS6．0地震后至MS5．2地震发生前为第2组，余震序列整体再向NE方向偏移且沿FB迹线呈NNW 向分布（图7b），显示出MS6．0地震是MS5．8地震触发的FB迹线的破裂事件，小震沿FB密集分布，而沿FA和FC迹线仅有散发的零星小震；再次触发的MS5．2地震后1个多小时内为第3组，余震序列整体沿FC迹线呈NE向分布（图7c），显示出MS5．2地震是由前面的两次地震触发的FC迹线的破裂事件，沿FA和FB迹线也仅有散发的零星小震；随后进入余震序列持续活动（图7d），此时段沿FA、FB和FC均有较密集余震活动。

图7 马尔康MS6．0震群ML≥1．0序列重定位分时段震中分布

序列重定位结果显示震群中3次较大地震是不同断层深度的破裂事件（图8）。从震源深度看，6月10日序列震源深度集中在0～15 km，后续序列震源深度集中在5～10 km。各破裂面上的震源深度特点为：第1组MS5．8地震序列（图8a）沿FA断裂迹线展布，呈NNW 向分布，深度为0～15 km，密集分布在5～10 km，呈现西北略深、东南略浅的特点，MS5．8地震分布于本组序列浅部；第2组MS6．0地震序列（图8b）沿FB断裂迹线展布，呈NNW 向分布，深度为0～15 km，密集分布在5～10 km，呈现西北深、东南浅的特点，MS6．0地震分布于本组序列深部；第3组MS5．2地震序列（图8c）沿FC断裂迹线展布，分布呈现NE向分布，深度为0～15 km，呈现西南深、东北浅的特点，MS5．2地震分布于本组序列深部。

图8 马尔康MS6．0震群中ML≥1．0序列重定位结果三维图

CAP方法反演MS5．8和MS6．0地震的矩心深度分别为7．0 km 和6．0 km，MS5．2地震由于波形重叠问题，没有得到反演结果；MS5．8、MS6．0和MS5．2地震的重定位深度分别为4．7 km、12．9 km和11．6 km。在马尔康MS6．0震群中的3个较大地震中，MS5．8地震的震源最浅（图9a），震源位于余震序列的浅部；MS6．0地震的震源略深，位于余震序列的深部（图9b）；MS5．2地震的震源也略深，位于余震序列的深部（图9c）；震群序列重定位显示序列早期深度分布在0～15 km，深度分布略显分散，震群序列后期集中分布在5～10 km（图9d）。

图9 马尔康MS6．0震群中ML≥1．0序列重定位分时段深度分布

2 震源机制和发震构造探讨

2．1 震源机制解结果

本文采用CAP方法反演MS5．8、MS6．0、MS4．4和MS3．9地震的震源机制解和最佳矩心震源深度结果，同时收集整理了其他3个不同来源的震源机制解结果，见表2。表2中韩立波等（中国地震局地球物理研究所，2022）的结果是利用区域地震台网记录，采用CAP方法反演的3次地震的震源机制解和最佳矩心震源深度，郭祥云等（中国地震局地球物理研究所，2022）的结果是利用区域波形数据，计算震群中3次较大地震的P波初动震源机制解（图5）。依据震源机制解、地震重定位和发震构造分析表明，马尔康MS6．0震群不是松岗断裂主断面或松岗断裂1、2分支的破裂事件群，是更次级FA、FB和FC断层的破裂事件群。3组较大地震序列重定位分布（图5、图6）显示，震群序列分布在松岗断裂主断面的北东侧，同时也分布于松岗断裂1、2分支的北东侧。震源机制解结果（表2）显示震群均为走滑型破裂事件群，发震断层均以走滑错动为主要特征，断面近直立。

表2 2022年6月10日马尔康MS6．0震群中较大地震的震源机制解

2．2 发震构造探讨

马尔康MS6．0震群发生在巴颜喀拉地块内（图1），震群发生区域近场主要分布有松岗断裂、抚边河断裂和龙日坝断裂（唐荣昌等，1993；徐锡伟等，2008；孙东等，2010；刘伟亮，2006；杨振法，2006）。

松岗断裂东南始于梦笔（梦笔山北坡），经松岗（沿木足沟）向NW 延伸，西北达果尔巫（图1），是由多条次级断层组成规模不大的较为复杂的断裂带（图5），长度为100 km，最宽处达300 m，内部为简单滑动、小型破碎、劈理化、透镜化以及紧密小褶皱等多种形式组成的断裂带，松岗断裂的北东侧有两条次级断裂——松岗断裂1、2分支，地质资料标注松岗断裂的最新活动时间为晚更新世，松岗断裂及其1分支的倾向均为NW向，具有挤压逆冲性质，其2分支地质图标明为左旋走滑性质。松岗断裂主要活动大致呈现右旋斜冲或逆冲、右旋、左旋三类不同的活动方式，野外考察依据断面擦痕，三类不同的活动方式发生相对时间逐次变新（刘伟亮，2006；孙东等，2010）。松岗断裂存在多期活动性，可能在中更新世有过一次较强的活动，之后在晚更新世晚期断裂南段有过再次活动，而断裂北段在地表浅部晚更新世以来的活动迹象不明显。沿该断裂中段没有M≥5．0地震记载和记录，在西北段的北东侧约25 km处记录有1969年9月26日阿坝南MS5．1地震（图1），该次地震很可能与松岗断裂北西段有关。松岗断裂东南段记载的1932年马尔康M5．0地震（图1）与松岗断裂有关。

抚边河断裂北接松岗断裂，与松岗断裂呈左行平行排列展布，未直接相连但产状相近（杨振法，2006；图1）。1941年10月8日黑水M6．0、1989年9月22日小金MS6．6和1991年小金北东MS5．0地震与抚边河断裂有关（程万正，2000）。

徐锡伟等（2008）由GPS复测发现存在一条宽阔的NE向右旋剪变带，变形速率达4～6 mm／a。马尔康MS6．0震群中MS5．2地震距离龙日坝断裂中段主断面23 km，可能与龙日坝断裂有“牵连”，这值得关注。龙日坝断裂带北东段由走向N54°±5°E、相距约30 km的两条平行分支断层组成，这两条分支断层沿线晚第四纪断错地貌发育，北支龙日曲断层具有较大的逆冲分量，南支毛尔盖断层为纯右旋走滑断层。依据矢量合成原理可知，龙日坝断裂带北东段晚更新世以来平均右旋滑动速率为（5．4±2．0）mm／a，垂直滑动速率约0．7 mm／a，地壳缩短率约0．55 mm／a（徐锡伟等，2008）。

根据构造性质、震群序列分布与震源机制解结果综合分析认为，马尔康MS6．0震群展布特征不仅与松岗主断裂性质不符，与松岗断裂1、2分支的性质和位置也有偏差，推测该震群与松岗断裂的再次一级FA断层、FB断层和可能与龙日坝断裂有“牵连”的FC断层运动方式相符（图5），均为走滑型地震。对每组较大地震序列的分布特征进行分析，发现MS5．8地震序列（第1组）应属NNW 向的FA断层的左旋走滑破裂事件，MS6．0地震序列（第2组）是NNW 向的FB断层的左旋走滑破裂事件，MS5．2地震序列（第3组）是NE向FC断层的右旋走滑破裂事件。因此，马尔康MS6．0震群应是FA、FB和FC3分支断层的走滑性破裂事件。

3 结论与启示

3．1 马尔康MS6．0震群研究的主要结论

（1）马尔康MS6．0震群序列属触发多断层面破裂的震群。根据四川地震台网记录资料，截至2022年6月30日，马尔康MS6．0震群序列中较大地震集中发生在6月10日，较大的3次地震间隔时间很短，序列中ML＞4．0地震集中在5 h内发生；马尔康MS6．0主震与次大MS5．8地震之间的震级差为0．2；震群序列重定结果显示，序列集中分布在较小范围内，长轴12 km、短轴6 km，在松岗断裂北东侧呈现两支NNW 向和一支NE向分布地震带；震群的三支序列显示均分布于松岗断裂1、2分支的北东侧，MS5．8地震序列集中沿NNW 向的FA断层展布，MS6．0地震序列集中沿NNW 向的FB断层展布和MS5．2地震序列集中沿NE向的FC断层展布，显示触发多断层面破裂的震群活动。

（2）根据区域构造特征、余震重定位空间分布以及震源机制解（表2）等资料分析认为，马尔康MS6．0地震是发生在巴颜喀拉块体内NW 走向的松岗断裂北东侧，同时展布于松岗断裂1、2分支断裂的北东侧，MS5．8和MS6．0地震为与松岗再次级断裂NNW 走向的FA和FB断层的左旋破裂事件，MS5．2地震为与龙日坝断裂有“牵连”的NE走向的FC断层的右旋破裂事件。因此，马尔康MS6．0震群为3分支断层FA、FB和FC的走滑性破裂事件，属触发多断层面破裂的震群。

（3）通过CAP方法反演的两次较大地震（MS5．8和MS6．0）的矩心深度分别为7 km 和6 km，重定位3次较大MS5．8、MS6．0和MS5．2地震的深度分别为4．7 km、12．9 km 和11．6 km；房立华等（中国地震局地球物理研究所，2022）反演这3次地震的最佳矩心震源深度分别为13．0、12．0和8．0 km。震群序列重定位显示序列早期地震的深度主要分布在0～15 km，震群序列后期集中分布在5～10 km。

3．2 马尔康MS6．0震群震后趋势研判的启示

触发多断层面破裂的震群的趋势研判需重视小区域断裂的发震能力判定。作为触发多断层面破裂的震群可简称为“多断层面触发性震群”，马尔康MS6．0震群序列早期的较大地震集中在短时间内发生，间隔时间极短，第1个MS5．8地震发生后，余震密集发生难以及时处理观测数据，此时无法依赖计算序列参数来研判序列趋势，应重视这种余震密集型可能产生邻近断层的新破裂事件的发生，注意小区域的断裂分布和发震能力判定。

多断层面触发性震群的趋势研判需重视序列分布迁移研判以及序列频次和强度的衰减变化。在断裂复杂区域，一次中强地震发生后，序列中余震不仅围绕较大地震展布，要特别注意序列出现的迁移活动，若出现序列小震迁移，则需注意后续触发相邻断层的较大破裂事件发生的可能。在断裂复杂区域，一次中强地震发生后，要重视序列频次和强度是否正常衰减，若出现频次不衰减，或强度出现起伏，则需注意后续较大地震的发生。

序列趋势快速研判需重视将“序列”放入“发震构造环境”和“历史破裂事件”中认识。无论是小、中和强震群，都应重视其震群发生位置的构造大背景和区域构造环境，要将正发生的震群“序列”放入“发震构造环境”中去研究，在构造动力学背景的基础上，能有助于认识区域断裂发震能力，可以较好对区域未来可能遇到的最大强度地震做出判断，较准确研判“序列”的发震趋势。无论是小、中和强震群，都应重视其震群发生位置的地震历史，要将正发生的震群“序列”放入“历史破裂事件”中去研究，区域的历史地震资料越翔实，对区域地震活动规律的把握就越准确，就能充分认识区域的强震和大震的复发周期或离逝时间，较准确研判“序列”的发震趋势。