2022年四川马尔康6.0级震群序列震源机制特征分析

王莹 金昭娣 赵韬

摘要：采用近震全波形矩张量方法反演了2022年四川马尔康6.0级震群序列22次地震的震源机制解，结果显示：这22次地震全部为走滑型，断层面走向呈NNW和NE两个优势方向，断层面倾角近似直立，滑动角分布在0°和180°附近，P轴优势方位为NWW-SEE向，倾伏角接近水平，表明此次地震事件主要受区域NWW-SEE向水平挤压应力场控制。3次5级以上地震震源机制均与序列其他地震的总体震源机制差异较小，说明序列震源机制较为一致。结合精定位结果综合分析认为：马尔康震群属于多断层面触发性震群，3次5级以上地震是不同断裂的破裂事件，其中5.8级和6.0级地震发震断层面走向为NNW，为左旋走滑破裂事件；5.2级地震发震断层面走向为NE，为右旋走滑破裂事件，3个发震断层均以走滑错动为主，断层面近似直立。

关键词：马尔康6.0级震群；震源机制解；矩张量反演；地震序列；发震构造

中图分类号：P315.72文献标识码：A文章编号：1000-0666（2024）03-0379-12

doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2024.0035

0引言

巴颜喀拉块体是位于青藏地块中部的长条状活动块体，是我国大陆强震的主体活动地区（邓起东等，2010；程佳等，2011）。近年来，随着巴颜喀拉块体边界断裂带发生一系列强震，人们对其周缘主控边界断裂的研究程度也越来越高（闻学泽，2011，2018；陈君贤等，2021；任俊杰等，2017；李平恩等，2019；Jia et al，2021；刘雷等，2021）。2021年巴颜喀拉块体内部发生玛多7.4级地震，2022年又发生马尔康6.0级震群，巴颜喀拉地块内部活动断裂及其强震孕育能力再一次引起了地震学家的关注。

地震发生后，快速准确地确定该地震的发震断裂，可以为地震灾害评估和震后快速救援提供有用的参考资料。地震的震源机制解可以直观地反映地震破裂的几何特征和运动学特征，有助于了解震源区应力状态和发震构造，而余震序列的震源机制则携带着应力在空间和时间上的变化信息（易桂喜等，2019，2020，2021；陈俊磊等，2020；王宇玺，宫悦，2021；张建勇等，2022）。本文采用近震全波形矩张量反演方法反演马尔康6.0级震群序列22次地震的震源机制解，讨论分析此次序列的震源机制特征和震源区应力状态等，并结合精定位和区域构造背景，进一步探讨马尔康6.0级震群的发震构造，为分析此次地震的孕震机理以及区域构造动力学环境提供参考。

1方法与数据

本文使用中国地震台网中心提供的宽频带数字波形记录，计算马尔康6.0级震群3级以上地震震源机制（图1）。对于4级以上地震，挑选震中距100～300 km范围内质量良好、方位覆盖均匀的地震台站的波形资料，4级以下地震则挑选50～150 km范围内的台站记录，最终选取22个地震事件。去除仪器响应后，进行矩张量反演。其中，3次5级以上地震反演采用的滤波频段为0.01～0.07 Hz，4级地震为0.02～0.08 Hz，3级地震为0.03～0.1 Hz。反演使用的速度模型为Crust 2.0模型。

地震震源机制解的计算采用近震全波形矩张量反演方法。在双力偶点源模型中，矩张量反演方法可表示为（Kawakatsu，1998；Tajima et al，2002）：

∑[DD（X]i[DD）]Gski（t）msi=dk（t）[JY]（1）

式中：Gski（t）和dk（t）分别表示震源s至台站k的理论格林函数和台站k的实际观测记录；msi表示矩张量的第i个分量。当地壳速度模型确定时，可通过F-K法（频率波数法）（Wang，Herrmann，1980）计算得到格林函数。然后利用最小二乘法将观测波形与不同深度的格林函数进行拟合，最后根据目标函数VR确定最佳解（Dreger，Helmberger，1993；Fukuyama et al，1998），计算如下：

VR=[JB<4［][KG-*4]1[KG-*4]-[KG-*4]∑[DD（X]k[DD）][KG-*4][SX（][KF（]∫（dk（t）-ok（t））2dt[KF）][][KF（]∫dk（t）2dt[KF）][SX）][JB>4］]×100%[JY]（2）

式中：ok（t）表示理論波形记。VR值越大，表明理论波形与实际波形拟合程度越高，结果越可靠。VR值最大时对应的深度即为最佳深度。

本文计算的核心程序为MTINV程序。在台站方位角分布较为均匀的情况下，此方法使用3个台站的记录就可以得到较好的矩张量解，且P、T轴方位的偏差可控制在10°以内（Ichinose et al，2003）。该方法也已成功应用于陕西及邻区中强地震的矩张量快速实时反演中，并取得了较好的效果（赵韬等，2016）。

2地震序列震源机制解结果

本文采用全波形矩张量反演方法最终反演得到马尔康6.0级震群序列22个中强地震的震源机制解（表1），其中MS≥5地震3个，4.0≤MS<5.0地震3个，3.0≤MS<4.0地震16个。

2.13次5级以上地震震源机制解

图2～4分别是反演的马尔康6月10日0时3分5.8级、1时28分6.0级和3时27分5.2级地震震源机制解的结果，每个结果包括各地震事件震源机制深度误差图、最佳深度处的波形拟合图和反演结果。

图2显示6月10日0时3分马尔康5.8级地震，在深度约为7 km时，反演方差达到最小值。7 km深度对应的波形拟合图共使用了15个台站的波形记录，用于反演此地震事件的震源机制。可以看出，绝大多数分量的拟合度均大于90％，7 km深度的实际波形与理论波形拟合结果较好，反演结果可信。反演的震源机制为走滑性质，节面Ⅰ走向NNW，节面Ⅱ走向NE。

6月10日1时28分马尔康6.0级地震的反演方差和震源机制解随深度的变化结果显示（图3），在深度约为7 km时，反演方差达到最小值。7 km深度波形拟合时，共使用了16个台站的波形记录，实际波形与理论波形拟合结果较好，反演结果可信。反演的震源机制同为走滑性质，两个节面走向与5.8级地震类似。

6月10日3时27分马尔康5.2级地震的反演结果显示（图4），矩心深度约为7 km时，波形拟合结果较好。反演得到的矩震级为MW5.18，最佳双力偶解的节面Ⅰ走向为NNW向，節面Ⅱ走向为NE向。震源机制性质同前两次地震一致，均为走滑型。

2.2序列其他地震震源机制解

表1列出了本文计算得到的马尔康6.0级地震序列中22次地震事件的震源机制解结果，以及反演每个事件所使用的台站数目和反演拟合度VR值。序列其他地震事件反演过程与3次5级以上地震一致，每个地震事件的反演过程中至少有4个台站参与，台站对震中的包围较好，平均VR值为64％以上。除2次地震外，序列矩心深度主要集中在（7±2）km，与3次5级以上地震深度较为接近。

根据万永革（2022）提出的震源机制水平应变花面应变的地震震源机制分类方法，对本文计算所得的马尔康地震序列震源机制解进行分类，并将分类结果用球面三角形图的方式表示（图5）。图中，三角形的三条边分别为震源机制P、T、B轴倾伏角的刻度，三角形中的白色线条为网格线，黑色虚线表示震源机制类型分类的界限，SS表示走滑型，NS表示正走滑型，N表示正断型，RS表示逆走滑型，R表示逆断型。背景颜色表示相对面应变AS值的大小，序列震源机制在球面三角形分类中用沙滩球表示。如图5所示，马尔康6.0级震群序列的22个震源机制全部为走滑型。

3地震序列震源机制解特征分析

为了进一步研究马尔康6.0级震群震源机制的总体特性，本文还分别对比分析了序列中3次5级以上地震震源机制和其他地震总体震源机制的特征（万永革，2019，2022）。序列其他地震的总体震源机制是指将所有地震所释放的标量地震矩进行累加，得到序列地震的总体矩张量，再将总体矩张量转换为序列的整体走向、倾角、滑动角以及P、T、B轴的走向和倾伏角，从而得到总体震源机制。图6分别是序列中3次5级以上地震和序列其他地震事件总体震源机制的对比结果，可以看出结果差异不显著。表2列出了计算得到的序列其他地震总体震源机制的各项参数，可以看出与3次5级以上地震事件对应的序列其他地震事件总体震源机制类型均为走滑型，且与5级以上地震的最小三维空间旋转角较小，说明3次5级以上地震与序列其他地震的整体释放相对差别较小。

图7是本文计算所得的马尔康6.0级震群序列22次地震震源机制解的节面和力轴参数玫瑰图。节面走向呈现两个优势方位为NNW向和NE向，以NNW向为主。节面倾角变化集中在70°～90°，显示序列具有高倾角特征，断层面近直立；滑动角分布在0°和180°附近，表明马尔康地震序列震源性质以走滑为主。P轴优势方位为NWW-SEE向，倾伏角在15°以内，近似水平；T轴优势方位NNE-SSW向，倾伏角在20°以内，也接近水平，表明马尔康地震序列活动主要受区域NWW-SEE向水平挤压应力场控制。由于印度板块NNE向的推挤，青藏高原物质向东挤出，遇到稳定的华南地块的阻挡，高原东南部物质转向SE方向，继而向南运动（王阎昭等，2008）。崔子健等（2019）用小震震源机制反演了青藏高原东部—南北地震带的区域构造应力场，认为受块体运动的控制，南北地震带的应力场方向自南向北发生了顺时针旋转，最大主应力方向由NW向逐渐转变为近EW向，再旋转至NE向，甚至近NS向，且绝大多数地区最大主应力仰角近水平。此次马尔康震群位于巴颜喀拉块体东部、南北地震带中段附近，崔子健等（2019）在该区域附近的研究结果与本文计算的马尔康震群序列的P轴优势方位基本一致。

4讨论

杜方等（2022）采用多阶段定位方法对马尔康震群序列进行重定位，并结合震源机制解和区域构造研究了震群序列的时空特征，结果显示马尔康震群属于多断层面触发性震群，震群包含的3次5级地震是发生在不同断裂的破裂事件。马尔康6.0级震群序列整体展布于松岗断裂和其分支断裂的北东侧，以3次5级以上地震为代表形成了3个条带分布，勾勒出3条断层破裂，显示出松岗断裂北东侧的3条更次一级断裂活动（图8）。5.8级和6.0级地震位于松岗断裂及其分支断裂北东侧的NNW走向的两条断裂面上，是两次左旋走滑的破裂事件，其中6.0级地震相对5.8级地震向NE方向偏移。5.2级地震再向SE方向偏移，分布于NE走向的断裂面上，为右旋走滑的破裂事件。根据上述研究结果，对于5.8级和6.0级地震，推断NNW向的节面Ⅰ为发震断层面；对于5.2级地震，推断NE走向的节面Ⅱ为发震断层面。本文统计得出的序列节面走向呈现两个优势方位：NNW向和NE向，这应该也与震源区存在3个不同走向的断层面有关。

5结论

本文对马尔康6.0级震群序列22次地震震源机制进行反演，初步得到以下结论：

（1）采用全波形矩张量反演得到马尔康6.0级震群5.8级、6.0级和5.2级地震矩震级分别为MW5.58、MW5.89和MW5.18，矩心深度均为7 km，三者震源机制性质一致，均为走滑型。序列震源机制结果显示，反演矩心深度主要集中在（7±2）km，与这3次地震深度较为接近。采用震源机制水平应变花面应变的地震震源机制分类方法进行分类，得到序列地震全部为走滑型，与这3次地震一致性较高。

（2）3次5级以上地震震源机制均与序列其他地震总体震源机制结果较为一致，说明这3次地震与序列其他地震整体释放相对差别较小。P轴优势方位为NWW-SEE向，T轴优势方位NNE-SSW向，两者倾伏角均在20°以内，接近水平，表明马尔康震群序列活动主要受区域NWW-SEE向水平挤压应力场控制。

（3）5.8級和6.0级地震NNW向的节面Ⅰ为发震断层面，为左旋走滑的破裂事件；5.2级地震NE走向的节面Ⅱ为发震断层面，为右旋走滑的破裂事件。马尔康震群序列呈现两个优势走向，分别为NNW向和NE向，以NNW向为主，这应该也与震源区存在3个不同走向的断层面有关。序列倾角变化集中在70°～90°，具有高倾角特征；滑动角分布在0°和180°附近，表明马尔康地震序列的3个发震断层均以走滑错动为主，断层面近似直立。

本文使用了中国地震台网中心的波形数据、美国内华达大学Ichinose教授的全波形矩张量反演软件、万永革研究员提供的FMclass软件，参考了四川省地震局杜方研究员的序列重定位结果，两位审稿人为本文的修改提出了宝贵的意见和建议，在此一并表示感谢。

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[FL）][SD1，1]

The Characteristics of the Focal Mechanisms of the Maerkang MS6.0 Earthquake Sequence in 2022

WANG Ying，JIN Zhaodi，ZHAO Tao

（Shaanxi Earthquake Agency，Xian 710068，Shaanxi，China）

Abstract

In this paper，the focal mechanism solutions of 22 events of the Maerkang MS6.0 earthquake sequence were obtained with the method of full-waveform moment tensor inversion.The results show that these 22 earthquakes are strike-slip ones，and the trend of their fault plane is mainly in NNW direction and NE direction.The dip angle of the fault plane is approximately vertical，and the slip angle is close to 0° or 180°.The azimuth of the P-axis is in NWW-SEE direction，and the plunge angle is close to horizontal.This indicates that the activity of the Maerkang MS6.0 earthquake sequence is mainly compressed in NWW-SEE direction by the regional horizontal stress field.The focal mechanisms of the three MS≥5.0 earthquakes are slightly different from the focal mechanisms of other earthquakes in the sequence.According to the results of precise location，we believe that the Maerkang MS6.0 earthquake sequence is triggered by multiple planes.The three MS≥5.0 earthquakes were caused by different faults.The strike of the fault planes of the MS5.8 and the MS6.0 earthquake are in NNW direction；the rupture of the planes is right-lateral and strike-slip.The strike of the fault plane of the MS5.2 earthquake is in NE direction；its rupture is left-lateral and strike-slip.The fault planes of the three earthquakes are approximately vertical.

Keywords： the Maerkang MS6.0 earthquake swarm；focal mechanism solution；moment tensor inversion；earthquake seqnence；seismogenic structure

收稿日期：2023-03-21.

基金項目：中国地震局地震预测开放基金（XH23079D）；中国地震局监测预报司震情跟踪定向工作任务（2024010116）.

第一作者简介：王莹（1987-），高级工程师，主要从事地震活动性和数字地震学研究.E-mail：wy200543@163.com.

通信作者简介：赵韬（1989-），高级工程师，主要从事地震监测和震源机制研究.E-mail：zhaotaowy@163.com. 王莹，金昭娣，赵韬.2024.2022年四川马尔康6.0级震群序列震源机制特征分析［J］.地震研究，47（3）：379-390，doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2024.0035.

Wang Y，Jin Z D，Zhao T.2024.The characteristics of the focal mechanisms of the Maerkang MS6.0 earthquake sequence in 2022［J］.Journal of Seismological Research，47（3）：379-390，doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2024.0035.