鄭 晨 丁志峰， 周曉峰 葉慶東 呂苗苗

1）中國(guó)北京100081中國(guó)地震局地震觀測(cè)與地球物理成像重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

2）中國(guó)北京100081中國(guó)地震局地球物理研究所

3）中國(guó)天津300180中國(guó)地震局第一監(jiān)測(cè)中心

引言

在相同地區(qū)發(fā)生的地震之間往往存在類(lèi)似的波形，這可能是由于斷層面相同位置應(yīng)力釋放所致（Geller，Mueller，1980），這些地震被稱(chēng)為重復(fù)地震（repeating earthquakes）.對(duì)于重復(fù)地震的概念，目前尚未有一個(gè)統(tǒng)一的定義.一般認(rèn)為，重復(fù)地震是發(fā)生在同一個(gè)斷層位置上具有相似波形和相當(dāng)震級(jí)的兩次或多次天然地震事件（Poupinet et al，1984；Rubin，2002）.Schaff和Richards（2004）將遠(yuǎn)震記錄P波前5s到Lg波后40s的時(shí)間窗內(nèi)波形之間的相關(guān)系數(shù)不小于0.8的地震對(duì)稱(chēng)為重復(fù)地震，這從實(shí)際操作層面對(duì)重復(fù)地震概念進(jìn)行了定義.雖然不同研究人員給出的定義不同，但其數(shù)字地震學(xué)本質(zhì)是相同的，即這些地震對(duì)或由這些地震對(duì)組成的多重地震組具有高度相似的波形（李宇彤，蔣長(zhǎng)勝，2011）.

近年來(lái)，重復(fù)地震被廣泛應(yīng)用于地下介質(zhì)物性隨時(shí)間變化的探測(cè)（Poupinet et al，1984；林建明等，2006）、地震復(fù)發(fā)模式研究和斷層滑動(dòng)速率估算（Vidale et al，1994；Igarashi et al，2003；李樂(lè)，2008）以及地震臺(tái)網(wǎng)定位精度的評(píng)估（Schaff，Richards，2004；蔣長(zhǎng)勝，吳忠良，2005）.此外，利用其波形相似的特點(diǎn)，從連續(xù)地震記錄中識(shí)別微小地震也成為其另一個(gè)重要的應(yīng)用方向（Yang et al，2009）.

對(duì)于識(shí)別出的微小地震，可以通過(guò)波形互相關(guān)法自動(dòng)提取走時(shí)差，該方法能夠消除手動(dòng)標(biāo)定走時(shí)帶來(lái)的人為誤差.Waldhauser和Ellsworth（2000）提出的雙差定位法則利用事件相對(duì)走時(shí)差來(lái)減少地下速度結(jié)構(gòu)造成的誤差，是一種比絕對(duì)定位方法精度更高的相對(duì)定位方法.國(guó)內(nèi)外研究結(jié)果表明，將兩種方法相結(jié)合進(jìn)行地震定位可以獲得更為精確的結(jié)果.Waldhauser和Ellsworth（2000）通過(guò)比較美國(guó)北加州地震臺(tái)網(wǎng)目錄、雙差定位結(jié)果以及基于互相關(guān)技術(shù)的雙差定位結(jié)果，認(rèn)為加入互相關(guān)計(jì)算走時(shí)差后，其地震定位結(jié)果集中度最高.Waldhauser和Schaff（2008）利用結(jié)合波形互相關(guān)技術(shù)的雙差定位算法對(duì)1984—2003年美國(guó)北加州的地震事件重新定位，獲得211 273個(gè)事件的定位結(jié)果.黃媛（2008）對(duì)結(jié)合波形互相關(guān)技術(shù)的雙差算法在地震定位中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，認(rèn)為該方法可以提高地震定位的精度，并能結(jié)合使用近臺(tái)和遠(yuǎn)臺(tái)的數(shù)據(jù)，在臺(tái)站的選擇上更加靈活.趙翠萍（2006）對(duì)1997—2002年新疆伽師震源區(qū)的150多次地震的數(shù)百條波形數(shù)據(jù)利用互相關(guān)分析提取走時(shí)差，嘗試通過(guò)互相關(guān)走時(shí)差數(shù)據(jù)提高定位精度.呂鵬等（2011）利用波形互相關(guān)方法得到汶川地震余震序列的P波走時(shí)差，并用雙差定位法對(duì)其進(jìn)行重定位，最終得到汶川地震2 441次余震的重定位結(jié)果.這些研究通過(guò)將波形互相關(guān)方法與雙差定位相結(jié)合，提高了地震定位精度，減小了定位誤差，獲取了更為可靠的定位結(jié)果.

本文首先利用滑動(dòng)窗口的波形互相關(guān)方法識(shí)別連續(xù)波形地震記錄中的重復(fù)地震，然后通過(guò)結(jié)合波形互相關(guān)的雙差定位算法對(duì)其重新定位，通過(guò)分析其時(shí)空分布規(guī)律以研究灌縣—安縣斷裂的精細(xì)構(gòu)造.

1 龍門(mén)山前山斷裂構(gòu)造及地震活動(dòng)背景

龍門(mén)山斷裂帶作為青藏高原與華南地塊的邊界構(gòu)造帶，位于青藏高原與四川盆地的交界處，北起廣元，南至天全，長(zhǎng)約500km，寬約30km，由3條NE—SW向近于平行展布的斷裂組成（鄧起東等，1994；李勇等，1995）.前山斷裂作為龍門(mén)山斷裂帶的東側(cè)主斷裂，南起天全附近，沿NE方向延伸經(jīng)蘆山、灌縣、安縣及江油至陜西漢中一帶，全長(zhǎng)約400km，包括南段的大川—雙石斷裂、中段的灌縣—安縣斷裂和北段的江油斷裂.其中灌縣—安縣斷裂位于映秀—北川斷裂（中央斷裂）東側(cè)10—15km，是龍門(mén)山與成都平原的邊界，斷層斷裂面向NW方向傾斜，傾角較陡，為60°—70°，向深部逐漸變緩.該斷裂在衛(wèi)星圖片上線(xiàn)性影像清晰，斷層陡坎、邊坡脊、斷層溝槽、斷錯(cuò)水系、山脊和大小不一的斷塞塘等各種斷裂地貌發(fā)育（陳國(guó)光等，2007；陳立春等，2008；楊光等，2012）.

2008年5月12日龍門(mén)山中央斷裂上發(fā)生MS8.0汶川特大地震，在映秀—北川一帶形成長(zhǎng)達(dá)200km的地表破裂帶，灌縣—安縣斷裂也產(chǎn)生長(zhǎng)約60km的地表破裂，在綿竹市漢旺鎮(zhèn)一帶造成極大的破壞（張培震等，2008；陳立春等，2009）.雖然汶川地震在前山斷裂形成了大規(guī)模的地表破裂帶，但大部分余震呈條帶狀分布于龍門(mén)山中央斷裂與后山斷裂之間的區(qū)域內(nèi).汶川地震后，很多研究人員對(duì)汶川地震的余震序列進(jìn)行了重定位研究（黃媛等，2008；吳建平等，2009；呂鵬等，2011）.但是，他們主要通過(guò)龍門(mén)山周邊的固定臺(tái)站及震后架設(shè)的臨時(shí)臺(tái)站對(duì)ML≥2.0地震給出定位結(jié)果，由于缺少針對(duì)微小地震的研究，因而未能很好地展現(xiàn)灌縣—安縣斷裂附近地震的分布情況.而灌縣—安縣斷裂作為龍門(mén)山斷裂帶的東邊界，控制著成都平原的西邊界，研究該斷裂的地震活動(dòng)對(duì)了解龍門(mén)山斷裂帶構(gòu)造具有重要意義.

汶川地震后，我國(guó)科技部、國(guó)土資源部和中國(guó)地震局組織實(shí)施了汶川地震斷裂帶科學(xué)深鉆項(xiàng)目，在北川—映秀斷裂和灌縣—安縣斷裂附近的4口深鉆數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，開(kāi)展構(gòu)造地質(zhì)、地震地質(zhì)、巖石力學(xué)、化學(xué)物理、地震物理等多學(xué)科研究.2009年中國(guó)地震局地球物理研究所在灌縣—安縣斷裂附近的什邡市、綿竹市一帶布設(shè)了17個(gè)短周期數(shù)字地震儀，圍繞井孔附近微震臺(tái)陣觀測(cè)及余震進(jìn)行相關(guān)研究.圖1給出了研究區(qū)域構(gòu)造及臺(tái)站分布，本研究選用2010—2013年的地震記錄，地震儀的采樣率為50Hz.研究區(qū)域較小，臺(tái)站平均分布間隔僅3—4km，以期能夠顯著地提升對(duì)微小地震的監(jiān)測(cè)分析能力.

2 波形互相關(guān)方法識(shí)別重復(fù)地震

STA／LTA（short time average to long time average）技術(shù)是識(shí)別地震記錄的常用方法之一（Stevenson，1976），其基本原理是通過(guò)計(jì)算短時(shí)窗內(nèi)觀測(cè)數(shù)據(jù)的平均能量值（STA）與長(zhǎng)時(shí)窗口內(nèi)的平均能量值（LTA）之比來(lái)反映信號(hào)能量的變化，當(dāng)?shù)卣鹦盘?hào)到達(dá)時(shí)，STA比LTA變化快，相應(yīng)的STA／LTA值就會(huì)有一個(gè)明顯的變化，當(dāng)該比值超過(guò)某一個(gè)閾值時(shí)，則判斷有地震事件發(fā)生.該方法運(yùn)算簡(jiǎn)單，但是在判斷過(guò)程中往往會(huì)產(chǎn)生多余的誤判，此外該方法在信噪比不高的記錄中難以有效地識(shí)別出微小地震信號(hào).

圖1 研究區(qū)域構(gòu)造及臺(tái)站分布Fig.1 Regional tectonics setting and distribution of seismic stations（triangles），where the red circles represent template events used in this study

對(duì)于發(fā)生在同一地區(qū)的地震記錄，由于其相互之間有著相似的地震波形，可以利用波形互相關(guān)法來(lái)識(shí)別發(fā)生在相同發(fā)震構(gòu)造上更小震級(jí)的重復(fù)地震，這對(duì)于本研究更為有效.Schaff（2010）通過(guò)比較波形互相關(guān)法與STA／LTA方法，認(rèn)為波形互相關(guān)檢測(cè)方法能夠?qū)⒆R(shí)別能力提高1.3個(gè)震級(jí)單位.因此，通過(guò)波形互相關(guān)法，可識(shí)別很多臺(tái)網(wǎng)目錄中沒(méi)有的微小重復(fù)地震事件，對(duì)研究斷層的發(fā)震構(gòu)造有重要的意義.

對(duì)于兩個(gè)地震信號(hào)f（t）和g（t），歸一化波形互相關(guān)系數(shù)的計(jì)算公式為

式中f（t）和g（t）分別表示f（t）和g（t）的平均值.實(shí)際計(jì)算中，以某一臺(tái)站記錄到的臺(tái)網(wǎng)目錄中的地震事件波形為模板地震f（t），以該臺(tái)站的連續(xù)波形作為待識(shí)別記錄g（t），f（t）和g（t）分別有M和N 個(gè)點(diǎn)，且N＞M.在g（t）開(kāi)始處選取一段與f（t）具有相同長(zhǎng)度M的窗口并逐點(diǎn)滑動(dòng)，分別計(jì)算f（t）與不同窗口內(nèi)g（t）之間的互相關(guān)系數(shù)并組成互相關(guān)系數(shù)序列，可以表示為

式中g(shù)（n＋m－1）表示連續(xù)地震記錄上以第n個(gè)位置為起點(diǎn)且與模板地震記錄具有相同采樣點(diǎn)數(shù)的序列，ˉgn代表此序列的平均振幅.顯然，該序列上的點(diǎn)在［－1，＋1］內(nèi)，越接近＋1的值所對(duì)應(yīng)窗口內(nèi)的波形與模板地震越匹配.由于地震三分量的記錄在各自識(shí)別重復(fù)地震過(guò)程中識(shí)別的位置和數(shù)量可能存在差異，為避免該種情況，將每個(gè)采樣點(diǎn)的三分量記錄當(dāng)成向量，同時(shí)參與式（2）的計(jì)算，得到一個(gè)統(tǒng)一的相關(guān)系數(shù)序列.

例如，選取JL17臺(tái)2011年02月09日22—23時(shí)共計(jì)3 600s的連續(xù)記錄作為g（t）（圖2），選取JL17臺(tái)2011年02月10日23時(shí)51分01秒記錄到的一次ML2.1地震（圖3），以其在JL17臺(tái)上記錄的初至P波往后4s的地震記錄作為模板地震f（t）.地震記錄采樣率為50Hz，因此參與滑動(dòng)窗口波形互相關(guān)系數(shù)計(jì)算的模板地震采樣點(diǎn)數(shù)M為200，待識(shí)別連續(xù)記錄采樣點(diǎn)數(shù)N為18萬(wàn).

圖2 JL17臺(tái)三分量地震記錄及計(jì)算得到的相關(guān)系數(shù)序列C（t）圖中序號(hào)為識(shí)別出的9個(gè)地震事件Fig.2 Three-component waveforms recorded by the station JL17and the calculated cross-correlation coefficient C（t）.Numbers on the trace correspond to nine detected events

利用波形互相關(guān)方法識(shí)別重復(fù)地震時(shí)，需要設(shè)定一個(gè)閾值，當(dāng)相關(guān)系數(shù)超過(guò)閾值時(shí)，認(rèn)為存在重復(fù)地震.對(duì)于閾值的選擇，一方面，若將閾值設(shè)定過(guò)高，可能會(huì)造成一部分地震因?yàn)橄嗨贫炔粔蚨茨茏R(shí)別出；另一方面，若設(shè)定的閾值過(guò)低，很多非地震信號(hào)或者諸如遠(yuǎn)震記錄部分波形的非重復(fù)地震信號(hào)也會(huì)被識(shí)別出，造成干擾.考慮到研究區(qū)域不大、地震臺(tái)站與地震之間距離較小、波形相對(duì)簡(jiǎn)單，同時(shí)參考Schaff和Richards（2004）關(guān)于重復(fù)地震的定義，選擇相關(guān)系數(shù)0.8作為互相關(guān)檢測(cè)的閾值.

以0.8為閾值，在圖2的連續(xù)記錄中檢測(cè)到9個(gè)地震事件，分別標(biāo)記為1—9號(hào).對(duì)于識(shí)別出的重復(fù)地震，可以通過(guò)其與模板地震之間的振幅比計(jì)算震級(jí)，即

式中，mt和At分別為模板地震的震級(jí)與振幅，m和A分別為識(shí)別地震的震級(jí)與振幅.

圖3和表1分別給出了識(shí)別出的9個(gè)地震事件的三分量波形及參數(shù).觀察模板地震（0號(hào)）和重復(fù)地震波形可看出，雖然不同重復(fù)地震事件的震級(jí)與模板地震不同，但其波形非常相似，僅在部分細(xì)節(jié)上存在一些差異.震級(jí)在ML0.0以上的1，2，3，8號(hào)事件都有較為清晰的波形記錄；而震級(jí)在ML0.0以下的4，5，7號(hào)事件P波部分信噪比則相對(duì)較低.

圖3 由模板地震（0號(hào)）識(shí)別出的9個(gè)重復(fù)地震事件的三分量波形.圖中波形上方的數(shù)字為地震事件序號(hào)Fig.3 Three-component records of nine detected events using the event No.0as template event.The numbers on the top of waveforms are the No.of nine events

表1 連續(xù)記錄中識(shí)別出的9個(gè)地震事件的參數(shù)Table 1 The parameters of nine events detected in continuous records

3 灌縣—安縣斷裂重復(fù)地震的時(shí)空分布特征

選取在觀測(cè)臺(tái)站記錄上P－S走時(shí)差在4s以?xún)?nèi)的16次地震，將這些地震記錄初至P波往后4—8s作為模板地震，與臺(tái)站2010—2013年的連續(xù)記錄進(jìn)行計(jì)算.在實(shí)際資料處理中，綜合考慮重復(fù)地震震中距及波形記錄的信噪比，將地震震級(jí)下限設(shè)定為ML0.0.最后，將不同臺(tái)站三分量記錄識(shí)別出的地震目錄進(jìn)行合并，得到由339個(gè)地震事件組成的目錄，如圖4所示.

Cheng等（2007）關(guān)于日本板內(nèi)斷裂帶的研究表明，在同一斷層位置上并未發(fā)現(xiàn)重復(fù)地震，據(jù)此認(rèn)為該斷層在經(jīng)歷1984年長(zhǎng)野（Nagano）地震后已經(jīng)完全愈合，主斷裂帶上缺乏已破壞的薄弱地帶.但在灌縣—安縣斷裂上識(shí)別出很多重復(fù)地震，這表明該區(qū)域一直比較脆弱，經(jīng)歷汶川地震之后并未愈合.Chen等（2010）通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)美國(guó)加州帕克菲爾德地區(qū)重復(fù)地震的時(shí)間間隔在M4.0—5.0地震之后顯著變小，然后逐漸恢復(fù)，這表明重復(fù)地震可以被主震觸發(fā).從圖4可以看出，隨著時(shí)間的推移，灌縣—安縣斷裂附近的地震活動(dòng)性逐漸減弱，特別是2012年2月之后，地震活動(dòng)性較2011年明顯減弱.這可能表明在研究時(shí)段內(nèi)，灌縣—安縣斷裂附近的地震活動(dòng)仍然處于汶川地震的影響階段.

圖4 地震序列的M-t圖紅線(xiàn)對(duì)應(yīng)識(shí)別出的重復(fù)地震事件，黑線(xiàn)對(duì)應(yīng)模板地震事件Fig.4 M-t map of the earthquake sequence The red lines mark the detected events and the black lines represent template events

圖5 以20110228153300事件（a）和20110210235101事件（b）為模板地震所識(shí)別出重復(fù)地震的M-t圖，其中黑線(xiàn)對(duì)應(yīng)模板地震事件Fig.5 M-t map of the detected earthquake sequence using the event 20110228153300 （a）and the event 20110210235101（b）as template event.The black lines represent template events

單獨(dú)分析重復(fù)地震群的分布特征可知，識(shí)別出地震的重復(fù)周期表現(xiàn)出不同的模式.根據(jù)20110228153300事件識(shí)別的重復(fù)地震在整個(gè)研究時(shí)段內(nèi)均能觀測(cè)到，其重復(fù)周期較長(zhǎng)，在個(gè)別時(shí)段內(nèi)重復(fù)頻率有所提高（圖5a）.而另外一組根據(jù)20110210235101事件識(shí)別出的重復(fù)地震，僅在2011年前后較短時(shí)間內(nèi)集中出現(xiàn)，且重復(fù)間隔較短，最短在幾分鐘內(nèi)就有重復(fù)地震發(fā)生（圖5b）.在圖2所示的例子中，JL17臺(tái)站在僅僅一個(gè)小時(shí)的地震記錄中就識(shí)別出多達(dá)9個(gè)地震事件.Igarashi等（2003）在研究日本東北部俯沖帶重復(fù)地震時(shí)，將重復(fù)地震的重復(fù)模式分為兩種類(lèi)型：一種是突發(fā)型事件（burst type），僅在一個(gè)較短的時(shí)期內(nèi)發(fā)生，成群重復(fù)出現(xiàn)；另一種是持續(xù)型事件（continual type），在研究期間內(nèi)持續(xù)發(fā)生，其中大部分表現(xiàn)出幾乎不變的重復(fù)間隔.唐蘭蘭等（2013）在研究柯坪塔格斷裂帶的重復(fù)地震時(shí)空特征時(shí)，識(shí)別出的重復(fù)地震的間隔時(shí)間也表現(xiàn)出不同的特征，重復(fù)間隔可從最短的幾分鐘到幾百天，觀測(cè)到的最長(zhǎng)重復(fù)間隔長(zhǎng)達(dá)10年.

對(duì)于識(shí)別出的地震，還需要給出其精確位置.在地震定位過(guò)程中，由于人工識(shí)別震相過(guò)程中容易帶入人為誤差，造成震相走時(shí)不夠準(zhǔn)確或存在錯(cuò)誤，因此選擇波形互相關(guān)法提取觀測(cè)走時(shí)差，即將同一個(gè)臺(tái)站記錄到的不同地震事件，按照波形互相關(guān)法兩兩進(jìn)行計(jì)算.若兩個(gè)地震事件在預(yù)設(shè)窗口內(nèi)的互相關(guān)系數(shù)大于給定閾值，則認(rèn)為互相關(guān)拾取的走時(shí)差符合計(jì)算要求，保留其相對(duì)走時(shí)差.以此方式最終共獲得33 695條滿(mǎn)足條件的相對(duì)走時(shí)差數(shù)據(jù).基于趙珠等（1997）結(jié)合天然地震和人工地震測(cè)深數(shù)據(jù)給出的龍門(mén)山斷裂帶速度模型（表2），利用雙差算法對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行反演，得到243次地震的重定位結(jié)果，如圖6所示.

表2 一維P波參考速度模型（引自趙珠等，1997）Table 2 1-D P-wave velocity reference model（after Zhao et al，1997）

由圖6a可以看出，震中主要沿NE向呈條帶狀分布，這與龍門(mén)山前山斷裂的走向基本一致.沿AA′剖面的震源深度分布（圖6b）顯示，地震震源的優(yōu)勢(shì)深度范圍為5—15km，震源較淺，表明地震主要發(fā)生在脆性的上地殼，這與灌縣—安縣斷裂為脆性斷裂的認(rèn)識(shí)一致（鄧起東等，1994）.張培震等（2008）認(rèn)為龍門(mén)山斷裂帶呈疊瓦狀向四川盆地內(nèi)逆沖推覆，3條斷裂在地下20km深度收斂合并成一條剪切帶.從定位結(jié)果看，灌縣—安縣斷裂附近地震震源深度總體上表現(xiàn)出東部較淺、往NW方向逐漸變深的特征.從傾斜角度看，淺部?jī)A角較大，隨深度增加傾角逐漸減小，在15km深度以下灌縣—安縣斷裂可能與中央斷裂收斂合并.

研究區(qū)域內(nèi)，識(shí)別出的地震在九龍鎮(zhèn)兩側(cè)呈現(xiàn)出不同的分布特征.從圖7可以看出，灌縣—安縣斷裂南、北兩段的b值分別為0.51和0.75，二者存在較為明顯的差異，同時(shí)北段的地震活動(dòng)性也較南段高.由于b值與應(yīng)力場(chǎng)的大小有關(guān)（Scholz，1968），這可能體現(xiàn)了研究區(qū)域內(nèi)灌縣—安縣斷裂南、北段構(gòu)造的差異.

孟文等（2013）從構(gòu)造應(yīng)力的角度對(duì)龍門(mén)山斷裂帶的分段性進(jìn)行研究，以茂縣—汶川區(qū)段和大邑—映秀區(qū)段為界將龍門(mén)山斷裂帶分為北、中、南3段.龍門(mén)山斷裂帶應(yīng)力分區(qū)特征與青藏高原深部物質(zhì)向東逃逸，超覆于四川地塊的構(gòu)造有關(guān).在龍門(mén)山斷裂帶南段，松潘—甘孜塊體可能俯沖至四川盆地之下，最大主應(yīng)力方向?yàn)镹W-WNW，與區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)方向一致；而在龍門(mén)山斷裂帶北段，青藏高原深部物質(zhì)受岷山隆起的阻擋沿?cái)嗔袾E走向運(yùn)動(dòng)，因此龍門(mén)山斷裂帶北段的最大主壓應(yīng)力方向?yàn)镹E-ENE（樓海等，2010；孟文等，2013）.研究區(qū)域位于龍門(mén)山斷裂帶的中段，處于南段WNW向區(qū)域應(yīng)力向北段ENE向區(qū)域應(yīng)力過(guò)渡的位置.正是在這種區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力的作用下，研究區(qū)域南段正應(yīng)力較大、剪切應(yīng)力較小，而北段則正應(yīng)力較小、剪切應(yīng)力較大，造成了南段b值相對(duì)較低，地震活動(dòng)性較弱.

圖6 （a）震中分布圖；（b）沿AA′剖面的地震深度分布圖，黑色實(shí)線(xiàn)為推測(cè)的斷層分布；（c）研究區(qū)地震的震級(jí)分布，N為地震次數(shù)Fig.6 （a）Epicenters distribution；（b）Focal depth profile along the section AA′.The black line represents the fault plane inferred from the locations；（c）Magnitude-frequency distribution in the studied region，where Nis the number of earthquakes

圖7 研究區(qū)域內(nèi)灌縣—安縣斷裂南、北段地震頻次與震級(jí)的關(guān)系Fig.7 Magnitude-frequency distribution of the northern（right）and southern（left）segments of Guanxian-Anxian fault in the studied region

徐錫偉等（2008）考察汶川地震中沿龍門(mén)山前山斷裂分布的漢旺—白鹿地表破裂帶時(shí)，在九龍鎮(zhèn)沙壩村測(cè)量到其最大垂直位移為（3.5±0.2）m，同時(shí)發(fā)現(xiàn)在此觀測(cè)點(diǎn)附近該破裂帶走向轉(zhuǎn)為N15°E，而沙壩村NE或SW的地表破裂帶走向回歸至N45°E附近.根據(jù)地震活動(dòng)性的差異并結(jié)合地表破裂帶的破裂情況，推測(cè)九龍鎮(zhèn)一帶是灌縣—安縣斷裂的過(guò)渡分界.

4 討論與結(jié)論

本文以中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)地震目錄中的事件為模板地震，通過(guò)滑動(dòng)窗口的波形互相關(guān)法，從連續(xù)地震記錄中識(shí)別出與模板地震相關(guān)系數(shù)較高的地震記錄.考慮到地震記錄的信噪比，將研究重復(fù)地震震級(jí)的下限設(shè)為ML0.0.通過(guò)該方法，對(duì)研究區(qū)域內(nèi)17個(gè)臺(tái)站記錄到的連續(xù)地震記錄進(jìn)行分析處理，最終得到發(fā)生在灌縣—安縣斷裂附近339次ML0.0以上地震的目錄，其中163個(gè)事件同時(shí)被3個(gè)或3個(gè)以上的臺(tái)站識(shí)別出.而對(duì)于其它只被一兩個(gè)臺(tái)站識(shí)別出的重復(fù)地震，可能與本研究中臺(tái)陣呈直線(xiàn)展布使得部分臺(tái)站由于距離原因記錄的波形信噪比不高有關(guān).同時(shí)，由于重復(fù)地震事件的震源位置接近、發(fā)震機(jī)制基本一致，受特定的輻射花樣影響，近距離的不同臺(tái)站的信噪比同樣存在差異，這也可能會(huì)造成不同的識(shí)別結(jié)果.

通過(guò)研究重復(fù)地震隨時(shí)間的分布情況可知，隨著時(shí)間的推移，灌縣—安縣斷裂的地震活動(dòng)性逐漸減弱，特別是2012年2月之后，地震活動(dòng)性比2011年明顯減弱.這可能表明灌縣—安縣斷裂的地震活動(dòng)在該時(shí)段仍然處于汶川地震的影響階段.同時(shí)，在結(jié)果中也觀測(cè)到了不同時(shí)間尺度的重復(fù)地震類(lèi)型，這可能與重復(fù)地震所處發(fā)震構(gòu)造附近的應(yīng)力釋放活動(dòng)相關(guān).

對(duì)于獲得的339個(gè)ML0.0以上的地震事件，利用結(jié)合波形互相關(guān)法的雙差定位算法進(jìn)行地震精定位，重定位后獲得了其中243個(gè)地震事件的震源位置，其數(shù)目占總地震數(shù)目的72%.這主要是由于很多地震震級(jí)較小，只在個(gè)別臺(tái)站上存在較為清晰可靠的記錄所致.同時(shí)由于P波能量相對(duì)于S波較弱，可能只能提取到S波的相對(duì)走時(shí)差，而不易提取到P波走時(shí)差，故很多地震事件沒(méi)有足夠的數(shù)據(jù)用于雙差定位.從重復(fù)地震的定位結(jié)果來(lái)看，地震基本發(fā)生在灌縣—安縣斷裂附近.在水平方向上，地震的分布與灌縣—安縣斷裂的NE走向基本一致；而在垂直剖面上，地震主要發(fā)生在脆性的上地殼，震源深度表現(xiàn)出東淺西深的特點(diǎn)，且隨深度的增加傾角逐漸減小，在15km深度以下灌縣—安縣斷裂可能與中央斷裂收斂合并.以九龍鎮(zhèn)為界，研究區(qū)域內(nèi)灌縣—安縣斷裂南、北兩段的地震活動(dòng)性及b值存在不同，這種差異可能與龍門(mén)山斷裂帶南段WNW向區(qū)域應(yīng)力向北段ENE向區(qū)域應(yīng)力過(guò)渡的構(gòu)造作用相關(guān).結(jié)合汶川地震前山地表破裂情況推測(cè)九龍鎮(zhèn)一帶是灌縣—安縣斷裂的過(guò)渡分界.

本研究嘗試通過(guò)選取模板地震利用波形互相關(guān)法識(shí)別重復(fù)地震并對(duì)其進(jìn)行重新定位.考慮到所使用的17個(gè)短周期臺(tái)站的分布情況，僅對(duì)研究區(qū)內(nèi)的灌縣—安縣斷裂展開(kāi)研究，并未對(duì)整個(gè)龍門(mén)山斷裂的重復(fù)地震進(jìn)行識(shí)別與定位.若要研究包括中央斷裂及后山斷裂在內(nèi)的龍門(mén)山斷裂帶重復(fù)地震的時(shí)空分布特征，還需加入龍門(mén)山斷裂帶周邊其它地震臺(tái)站的數(shù)據(jù)資料，以便通過(guò)不同方位臺(tái)站的約束，更好地探討龍門(mén)山斷裂帶的發(fā)震結(jié)構(gòu).

感謝汶川地震斷裂帶科學(xué)鉆探項(xiàng)目的實(shí)施以及工作人員的辛苦付出，感謝美國(guó)圣路易斯大學(xué)朱露培教授提供的程序和指導(dǎo)，感謝審稿專(zhuān)家提出的寶貴意見(jiàn)和建議.

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