王惠琳　徐曉楓　周龍泉　張曉東沈繁鑾　李志雄　占　偉

1)海南省地震局，?？凇?70203 2)中國地震臺網(wǎng)中心，北京　100045 3)中國地震局地震預測研究所，北京　100036 4)中國地震局第一監(jiān)測中心，天津　300180

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海南島及鄰區(qū)地殼S波Q值成像特征研究

王惠琳1)徐曉楓1)周龍泉2)張曉東3)沈繁鑾1)李志雄1)占偉4)

1)海南省地震局，?？?70203 2)中國地震臺網(wǎng)中心，北京100045 3)中國地震局地震預測研究所，北京100036 4)中國地震局第一監(jiān)測中心，天津300180

利用海南島及鄰區(qū)2000—2012年精定位后的地震S波資料進行Qs值成像，得到區(qū)域Qs值分布和滑動平均Qs值變化，結(jié)合地震活動、火山、熱流點和GPS基線變化分析區(qū)域淺層地殼(深5～15km)S波衰減的時空變化特征，并討論了區(qū)域地殼介質(zhì)應力條件狀態(tài)變化的特點。結(jié)果表明： 1)衰減成像結(jié)果顯示研究區(qū)Qs值空間上橫向不均勻變化顯著，總體呈現(xiàn)海南島中部高、周邊低的特征，低Qs值(高衰減)主要分布在王五-文教斷裂以北、尖峰-吊羅斷裂以南及鋪前-清瀾斷裂以東區(qū)域。地震活動多叢集分布在高、低Qs值過渡區(qū)域，火山主要分布在王五-文教斷裂以北的雷瓊坳陷低Qs值區(qū)域及其附近，大地熱流點分布于低Qs值及其邊緣區(qū)域。2)滑動平均Qs值的時間變化特征與地震活動性、瀘州—瓊中GPS基線變化存在較強的相關(guān)性。2000—2008年，研究區(qū)地震活動性較強，瀘州—瓊中GPS基線呈縮短趨勢，滑動平均Qs值相對較高，區(qū)域可能處于 “高”應力介質(zhì)條件狀態(tài)；2008—2012年，研究區(qū)地震活動性較弱，瀘州—瓊中GPS基線顯示伸長趨勢，滑動平均Qs值相對較低，區(qū)域可能處于應力調(diào)整、松弛的 “低”應力介質(zhì)條件狀態(tài)。

Qs成像地震活動性火山熱流GPS基線海南島及鄰區(qū)

0　引言

地震波在地球介質(zhì)中傳播時產(chǎn)生的能量衰減反映了傳播介質(zhì)的非彈性、非均勻性質(zhì)(Winkleretal.，1982；陳颙等，2009)。Q值是用來描述地球介質(zhì)衰減特性的重要參數(shù)，其與地殼的結(jié)構(gòu)特征，如構(gòu)造活動區(qū)的斷層分布、殼內(nèi)低速層、火山區(qū)的巖漿分布、熱流分布等密切相關(guān)(蘇有錦等，2006；賴曉玲等，2006；馬宏生等，2007；周龍泉等，2009)。因地殼應力狀態(tài)發(fā)生改變使得巖石性質(zhì)產(chǎn)生變化，例如裂隙狀態(tài)、流體運移、熱活動狀態(tài)等，均可能會導致Q值發(fā)生變化(周連慶等，2009；王惠琳，2011)。近年來，地震波衰減層析成像技術(shù)被有效用于獲取地震波衰減的精細分布特征，如對構(gòu)造區(qū)、地震帶、火山裂谷帶、隕石坑及水庫等地區(qū)的衰減結(jié)構(gòu)進行了不同程度的研究，取得了很好的成果(Haydaretal.，1990；洪學海等，2003；Hansenetal.，2004；汪素云等，2007；Zhao，2010；樊計昌等，2010；王惠琳等，2012a，b)。

本文基于2000—2012年海南島及鄰區(qū)雙差精定位后(徐曉楓等，2014)的ML≥1.0地震S波形資料，利用衰減層析成像方法反演區(qū)域地殼Qs值分布和滑動平均Qs值，結(jié)合地震活動、火山、熱流分布和GPS基線等進行分析，探討區(qū)域地殼S波衰減時空變化特征及大震前后的地殼介質(zhì)應力狀態(tài)變化特征。

1　區(qū)域斷裂構(gòu)造

海南島屬于新華夏系第2隆起帶的南延部分，由于受到南?；『笈璧氐亩嗥跀U張活動影響，使得雷瓊地區(qū)分布著多組EW—NEE走向的隆起、坳陷區(qū)和右旋扭動斷裂(陳運平等，2002)。目前，海南島及鄰區(qū)活動斷裂大致分布有以島陸區(qū)域為主的近EW向深大斷裂、NW向斷裂和以海域、近海區(qū)域為主的NE向斷裂(圖1)。

圖1　海南島與鄰區(qū)臺網(wǎng)及斷裂分布Fig. 1　Distribution of faults and seismic stations in Hainan Island and adjacent regions.F1 王五-文教斷裂；F2 尖峰-吊羅斷裂；F3 九所-陵水斷裂；F4 鋪前-清瀾斷裂；F5 ?？?云龍斷裂；F6 長流-仙溝斷裂；F7 馬裊-鋪前斷裂

近EW向斷裂為貫穿全島的張性深大斷裂，從北向南依次為王五-文教斷裂(F1)、尖峰-吊羅斷裂(F2)和九所-陵水斷裂(F3)。王五-文教斷裂(F1)橫貫海南島北部，斷裂切割深度達地幔頂部，斷裂兩端延入海域，是雷瓊坳陷和五指山隆起的構(gòu)造分界，也是新、老地層的分界線(謝振福等，2010)。斷裂北部及雷州地區(qū)，第四紀火山發(fā)育、地震活動強烈，斷裂南至尖峰-吊羅斷裂(F2)，地震相對平靜，晚更新世晚期以來活動不明顯(張軍龍等，2008)。尖峰-吊羅斷裂(F2)新生代以來活動不明顯，沿斷裂溫泉成群出露。九所-陵水斷裂(F3)為早-中更新世斷裂，在斷裂展布區(qū)，熱泉遍布，海蝕地貌發(fā)育(張業(yè)明等，2005)。

NW向斷裂分布于瓊北地區(qū)，具有新生性和強烈的活動性，從東向西依次為鋪前-清瀾斷裂(F4)、?？?云龍斷裂(F5)、長流-仙溝斷裂(F6)(李志雄等，2008)。鋪前-清瀾斷裂(F4)為晚更新世斷裂，是瓊東北隆起區(qū)的主要斷裂，控制著東寨港凹陷的生成和發(fā)展，構(gòu)成瓊北地區(qū)第四紀玄武巖東側(cè)邊界。?？?云龍斷裂(F5)呈NNW向展布在瓊北地區(qū)，斷裂西側(cè)為起伏丘陵區(qū)，東側(cè)為南渡江下游水網(wǎng)沼澤地及濱海平原。長流-仙溝斷裂(F6)為北部灣盆地福山凹陷東部邊界斷裂，控制了西側(cè)福山凹陷厚達數(shù)千米的古近系、新近系沉積。

2　方法原理

地震波傳播路徑造成的衰減中，由于地殼介質(zhì)的非彈性性質(zhì)而引起的衰減可用Q值來表示。臺站觀測到的數(shù)字地震波形振幅譜用方程式表示為(Sherbaum，1990)

(1)

式(1)為第j個臺站記錄到的第i個地震事件的振幅譜，包括地震波傳播時所攜帶的震源譜(Si(f))、儀器響應(Ij(f))、場地響應(Rj(f))、幾何擴散(Gij(r))、衰減譜(Bij(f))等綜合信息，f為頻率。

將震源譜、幾何擴散分別采用Brune類型的ω2震源模式(Brune，1970)和地震波在全空間傳播時的理論幾何衰減函數(shù)(Atkinsonetal.，1992)表示，并代入沿整個射線路徑的衰減譜。 由于臺站建在基巖上，故假定臺站場地響應是接近1的常數(shù)(周龍泉等，2009)，扣除儀器響應后，式(1)寫為

(2)

(3)

2.1二維Q值成像

本文采用二維Q值成像反演，假定地殼介質(zhì)為S波速度均勻的2維介質(zhì)，射線路徑為直線，則式(3)中的t*擾動主要由沿射線路徑的品質(zhì)因子Q值的擾動而引起，可寫為式(4)：

(4)

根據(jù)式(4)，假定Q值不變，則t*與震源至臺站的走時成正比，因此震源深度對t*數(shù)據(jù)具有較大的影響。利用t*反演Q值的過程中，必須消除震源深度的影響。在計算理論走時時，震中距用震源至臺站的距離來代替。

2.2數(shù)據(jù)預處理

本文收集到海南島及鄰區(qū)2000—2012年共36個數(shù)字地震臺記錄到的地震波形資料，其中包括海南地震臺網(wǎng)22個臺站、廣東地震臺網(wǎng)8個臺站、廣西地震臺網(wǎng)6個臺站(圖1)。臺站覆蓋了雷瓊地區(qū)，陸地臺站間距平均50km左右。地震總數(shù)為1,035個，震級范圍為ML1.0～4.5，震源深度0.5～29km，其中分布在5～15km深度的地震占83%，故成像結(jié)果主要反映了研究區(qū)域淺層地殼(深5～15km)的S波衰減特征。

對于每一條地震波形記錄，為得到剪切波頻譜的較少畸變的總體形狀，采用包含所有可識別S震相的 “S窗”內(nèi)的信號進行分析，“S窗”是指從S波震相開始到包含其總能量90%的時間段(圖2a)。由于地震震中距范圍為1～500km，其中96%的地震震中距<300km，故 “S窗”主要包括直達S波及地殼內(nèi)部間斷面、莫霍面的反射波(陳繼鋒等，2010)。截取后的 “S窗”，為了獲得穩(wěn)定的觀測信號傅立葉譜，采用平移窗譜方法(劉杰等，2003；黃玉龍等，2003)。將 “S窗”波形信號分成多個小段，每個小段分別為256個采樣點，相鄰段間均重疊50%(圖3)。挑選至少有3個臺觀測到且每個臺須記錄到至少3個地震事件(郭曉等，2010)、信噪比SNR≥2的地震波形用于反演。

圖2　噪聲窗和 “S窗”(a)與地震在不同臺站的觀測位移譜和擬合譜(b)Fig. 2　Windows of noise and “S” wave(a) and Observation and fitness spectra of earthquake at different station(b).WET 翁田臺；SHP 沙坡臺；SAJ 三江臺；HSK 火山口臺；QXL 七星嶺臺

圖3　平移窗譜技術(shù)圖(王惠琳，2011)Fig. 3　Translation of window spectrum chart(after Wang hui-lin，2011).

本文對海南島及鄰區(qū)地震記錄1～15Hz的S波譜，將時間域的波形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到頻率域，并將速度振幅譜轉(zhuǎn)換為位移振幅譜。為了降低解的非唯一性和得到全局最優(yōu)解，采用多臺記錄譜聯(lián)合反演方法和遺傳算法反演地震在不同臺站的位移譜和擬合譜，不同臺站位移譜衰減通過消除噪聲、幾何擴散的影響后，得到不同路徑上Qs值的影響。圖2a給出了2012年12月28日文昌3.0級地震在翁田臺記錄到的S波水平分量波形及選取的噪聲窗和 “S窗”，圖2b為該地震在不同臺站的觀測位移譜和擬合譜。

3　海南島及鄰區(qū)S波Q值成像

3.1檢測板分辨率測試

圖4　海南島及鄰區(qū)臺站、事件及射線分布Fig. 4　Distribution of stations，earthquakes and raypaths in Hainan Island and adjacent regions.▲臺站；+事件；/射線

圖5　檢測板分辨率試驗結(jié)果Fig. 5　Checkerboard resolution tests.矩形為研究區(qū)

圖6　研究區(qū)Qs成像結(jié)果Fig. 6　Distribution of Qs in the study area.黑色空心圓： 地震；白色虛線橢圓： 地震叢；黃色實心圓： 熱流；紅三角： 火山；紅五角： 1605年瓊山 級地震；F1 王五-文教斷裂；F2 尖峰-吊羅斷裂；F3 九所-陵水斷裂；F4 鋪前-清瀾斷裂；F5 海口-云龍斷裂；F6 長流-仙溝斷裂；F7馬裊-鋪前斷裂

3.2研究區(qū)地殼S波Q值成像結(jié)果

圖6 為海南島及鄰區(qū)地殼S波Q值成像結(jié)果，反映了研究區(qū)區(qū)域地殼空間上的地震波衰減分布特征。

從Qs值分布看，研究區(qū)地殼Qs值橫向不均勻變化顯著，總體呈現(xiàn)海南島中部高、周邊低的特征(圖6)。海南島中部隆起、北部灣盆地中部區(qū)域顯示為高Qs值(低衰減)特征，而低Qs值(高衰減)區(qū)域則主要分布在王五-文教斷裂(F1)以北(雷瓊斷陷區(qū))、尖峰-吊羅斷裂(F2)以南和鋪前-清瀾斷裂(F4)以東區(qū)域。王五-文教斷裂(F1)以北、尖峰-吊羅斷裂(F2)以南區(qū)域斷層匯聚、交錯、相互切割，斷裂區(qū)域巖石破碎程度高，節(jié)理、裂隙發(fā)育，能量容易被吸收，地震波衰減大，顯示為低Qs值異常(樊計昌等，2001)。此外，海南島速度成像結(jié)果顯示，在淺部，王五-文教斷裂(F1)以北延伸至雷州半島地區(qū)為低波速異常，斷裂以南地區(qū)為明顯的高波速異常(雷建設(shè)等，2008；李志雄等，2008；Leietal.，2009)。這與本文中王五-文教斷裂以北的雷瓊斷陷顯示低Qs值、斷裂以南的海南島中部隆起顯示高Qs值結(jié)果相對應，速度和衰減成像結(jié)果均一致反映了相同的地殼介質(zhì)特性。

從雷瓊地區(qū)火山和大地熱流分布看(汪集旸等，1990；胡圣標等，2001；HUetal.，2007；李志雄等，2008)(圖6)，雷瓊坳陷區(qū)內(nèi)的雷州、瓊北2大火山群(40余座火山)和大地熱流點(實測熱流值范圍為61.5～82.0mW/m2，平均熱流值為70.0mW/m2，而Davies(2013)計算的全球大陸平均熱流值為65mW/m2)基本分布在低Qs值區(qū)域或其邊緣地帶，主要分布在廣東湛江、雷州地區(qū)和海南海口、臨高、萬寧地區(qū)。劉建華等(2004)、周龍泉等(2009)研究發(fā)現(xiàn)華北、云南地區(qū)熱流點基本與低Q值區(qū)域相對應，即熱流值與Qs值呈負對應關(guān)系。大地熱流是地球內(nèi)部熱作用過程在地表最為直接的顯示，反映了區(qū)域地熱狀態(tài)、地質(zhì)構(gòu)造、深部地殼結(jié)構(gòu)的性質(zhì)。研究區(qū)低Qs值可能與地殼內(nèi)部熱作用過程相關(guān)，且可能與新生代以來一直延續(xù)至第四紀晚期的多期火山巖漿噴發(fā)、地幔對地殼底部的底侵、拆沉和地殼仍處于相對溫熱狀態(tài)密切相關(guān)(陳墨香等，1991；嘉世旭等，2006)。

3.3研究區(qū)滑動平均Qs值變化特征

如圖7 所示，2000—2008年，研究區(qū)各時段平均Qs值逐步升高，在2005—2008時段Qs值達到高值，相應地，地震個數(shù)2000—2008年期間處在相對高值階段。2005—2008年時段后，Qs值開始轉(zhuǎn)折下降，相應地，地震個數(shù)也處于下降的低值階段。裴順平等(2010)以1a為步長、2a為窗長得到的川滇地區(qū)橫波平均Q值動態(tài)變化與M≥4.5地震個數(shù)的關(guān)系研究發(fā)現(xiàn)，滑動平均Q值與地震活動性存在非常強的正相關(guān)關(guān)系，即地震個數(shù)越多，區(qū)域平均Q值越大。本研究結(jié)果同樣顯示了平均Qs值與區(qū)域地震個數(shù)較強的正相關(guān)關(guān)系，但本文研究區(qū)平均Qs值較地震個數(shù)在時間上存在一定的滯后性。川滇地區(qū)是中國地震活動較強的地區(qū)，地殼運動相對劇烈，其地震頻次較高、強度較大；而本文研究區(qū)地震頻次較低、強度較弱。雖然不同研究區(qū)域存在不同的地震活動特點，采用不同的時間窗長和地震震級，但研究結(jié)果均表現(xiàn)為平均Qs值與地震個數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系。

圖7　滑動平均Qs值與ML≥3.0地震的個數(shù)對比圖Fig. 7　Contrast figure of moving average Qs values with ML≥3.0 earthquake number.

由于每個時段窗長為4a，獲得的地震個數(shù)為4a的平均結(jié)果，難以直觀顯示地震發(fā)生的時間進程與地下介質(zhì)變化特征的對應情況，故以地震時間序列與Qs值進行對比。如圖8 所示，2000—2008年，各時段平均Qs值逐步升高，相應地，ML≥3.0以上地震頻發(fā)，每年平均發(fā)生ML≥3.0地震6次，地震強度逐年升高；2005—2008時段后，平均Qs值達到高值后轉(zhuǎn)折下降，同時，自2008年7月10日北部灣ML3.2地震后，地震數(shù)量急劇減少，每年平均僅發(fā)生ML≥3.0地震1次，且出現(xiàn)2008年8月—2012年4月共3年8個月的時間里僅發(fā)生1次ML3.5地震的異常平靜狀態(tài)。由此可見，平均Qs值升高的時段，地震頻率高，震級逐步升高；平均Qs值下降的時段，地震頻率低，震級逐步下降。表明研究區(qū)滑動平均Qs值的升高—下降趨勢恰與地震活動性的增強—減弱趨勢相對應。

圖8　滑動平均Qs值與ML≥3.0地震時間序列對比圖Fig. 8　Contrast figure of moving average Qs values with ML≥3.0 earthquake time series.

對于平均Qs值與地震活動性的正相關(guān)關(guān)系，裴順平等(2010)給出了解釋，認為由于應力水平的增加，導致巖石中裂隙閉合、裂紋密度減小、流體含量減少，地震波衰減隨之減小，表現(xiàn)為Q值較高，而應力積累的外部表現(xiàn)就是地震活動性的增強。因此可認為，2000—2008年研究區(qū)平均Qs值相對處于高值，地震活動性較強，表明研究區(qū)區(qū)域整體應力水平較高；2008—2012年研究區(qū)平均Qs值處于持續(xù)下降趨勢，地震活動性較弱，表明研究區(qū)區(qū)域整體應力水平較低。

4　滑動平均Qs值與GPS基線關(guān)系的討論

圖7、8 所示的研究區(qū)平均Qs值升高—下降與地震活動性的增強—減弱的時間轉(zhuǎn)折點大致在2008年前后。眾所周知，2008年5月12日，華南地塊和青藏高原的接合部——龍門山逆沖推覆斷裂上發(fā)生了汶川8.0級特大地震，造成的地表破裂長度達(240±5)km，最大垂直位移為(6.5±0.5)m，最大右旋走滑位移4.9m，且在龍門山推覆構(gòu)造帶中段產(chǎn)生了最大約7m的地殼縮短量(徐錫偉等，2010)。研究區(qū)2000—2008年的相對高Qs值、強地震活動性和2008—2012年的相對低Qs值、弱地震活動性是否可能受大地震前、后區(qū)域應力狀態(tài)改變的影響？

由于大地震的發(fā)生是應力不斷積累到釋放的過程，空間技術(shù)能夠觀測到地球內(nèi)部應力場變化在地面的形變響應分布及構(gòu)造應力緩慢作用過程中地殼中的某些形變和運動特征(張永志等，2000)。程萬正等(2012)研究發(fā)現(xiàn)大地震造成的地殼大尺度變形呈現(xiàn)為塊體間的匯聚擠壓，地殼形變呈現(xiàn)為縮短；大地震后則呈現(xiàn)為調(diào)整、松弛或拉張狀態(tài)，地殼形變呈現(xiàn)為伸長。GPS基準站間的基線變化能很好地反映區(qū)域地殼相對運動的變化，特別是地塊的剛性運動呈現(xiàn)的擠壓—拉張狀態(tài)。同一地塊內(nèi)2個GPS站間的基線變化可反映地塊內(nèi)部沿基線方向的變形(壓縮或伸張)動態(tài)。為此，本文選取中國地殼運動觀測網(wǎng)絡基準站中位于華南地塊西部的四川瀘州(LUZH)站和研究區(qū)中部的瓊中(QION)站，計算站間的GPS基線變化，并與研究區(qū)的滑動平均Qs值進行對比分析。

圖9　滑動平均Qs值、瀘州—瓊中GPS基線對比圖(a)與瀘州、瓊中GPS站位置示意圖(b)Fig. 9　Contrast figure of moving average Qs values with Luzhou-Qiongzhong GPS baseline(a)and Luzhou and Qiongzhong GPS stations location map(b).黑點線：平均 Qs值；紅五角： 汶川8.0級地震；紅三角： GPS站；黃色線與紅色線分別為GPS基線的月均值與年均值

如圖9 所示，2000年1月—2007年9月瓊中—瀘州基線年動態(tài)特征呈長期線性縮短趨勢，沿基線方向地殼運動表現(xiàn)為擠壓、應力增強，相應地2000—2008年各時段平均Qs值逐步升高，表明區(qū)域處于 “高”應力的介質(zhì)條件狀態(tài)；2007年10月后瓊中—瀘州基線出現(xiàn)轉(zhuǎn)折、反向伸長，沿基線方向地殼運動表現(xiàn)為拉張、應力松弛狀態(tài)，相應地2008—2012年各時段平均Qs值呈下降趨勢，表明區(qū)域處于應力調(diào)整、松弛的 “低”應力介質(zhì)條件狀態(tài)。汶川地震的孕震空間和時間尺度相對較大，且其震源破裂模型為逆沖兼右旋走滑型(王凱英等，2011)，在其能量積累、釋放過程中，由于應力在地殼內(nèi)部的傳遞作用，對華南地塊的地殼變形可能存在加載、卸載作用。而研究區(qū)位于華南地塊西南端，滇、黔、桂構(gòu)造帶的東南延伸位置，區(qū)域整體應力可能隨之發(fā)生相應變化，從而表現(xiàn)出2000—2008年地震活動性較強、Qs值較高的 “高”應力介質(zhì)條件狀態(tài)和2008—2012年地震活動性減弱、Qs值下降的 “低”應力介質(zhì)條件狀態(tài)。這可能為進一步理解大地震的孕育發(fā)生及其主要控制因素——應力環(huán)境的不斷變化提供了證據(jù)。

5　結(jié)論與討論

通過衰減層析成像方法反演研究區(qū)地殼Qs值分布和滑動平均Qs值，結(jié)合地震活動、火山、熱流分布和瀘州—瓊中GPS基線變化，分析、討論區(qū)域地殼S波衰減時空變化及區(qū)域應力狀態(tài)特征。

(1)Qs成像結(jié)果顯示，研究區(qū)地殼Qs值橫向不均勻變化顯著，總體呈現(xiàn)海南島中部高、周邊低的特征，反映了空間上地殼衰減結(jié)構(gòu)存在強烈的橫向不均勻特性。高Qs值(低衰減)分布在海南島中部隆起至北部灣盆地中部區(qū)域，低Qs值(高衰減)主要分布在王五-文教斷裂(F1)以北(雷瓊斷陷區(qū))、尖峰-吊羅斷裂(F2)以南及鋪前-清瀾斷裂(F4)以東區(qū)域。地震多叢集分布在高、低Qs值(低、高衰減)交界或過渡區(qū)域，從北向南地震叢集分布在瓊西北的北部灣盆地NE向斷裂密集區(qū)，瓊北的NW、EW向斷裂交會區(qū)，瓊南的尖峰-吊羅斷裂(F2)和九所-陵水斷裂(F3)兩端，而中部五指山隆起至北部灣盆地的高Qs值區(qū)域地震活動相對較弱。

本文的衰減成像結(jié)果與速度成像結(jié)果(雷建設(shè)等，2008；李志雄等，2008)具有較好的一致性，共同反映了相同的地殼介質(zhì)結(jié)構(gòu)特性；即在淺部，王五-文教斷裂(F1)以北延伸至雷州半島地區(qū)為低波速、低Qs值異常區(qū)域，斷裂以南地區(qū)為明顯的高波速、高Qs值異常區(qū)域，這可能暗示了深部地殼和上地幔熱物質(zhì)上涌的動力學過程，且可能與“海南地幔柱”(Leietal.，2009，2013)有著密切的相關(guān)性。同時，雷瓊坳陷區(qū)內(nèi)的雷州、瓊北2大火山群(40余座火山)和大地熱流點基本分布在低Qs值區(qū)域或其邊緣地帶，同樣表明研究區(qū)內(nèi)的低Qs值與地殼內(nèi)部熱作用過程關(guān)系密切，可能與新生代以來一直延續(xù)至第四紀晚期的多期火山巖漿噴發(fā)、地幔對地殼底部的底侵、拆沉和地殼仍處于相對溫熱狀態(tài)密切相關(guān)(陳墨香等，1991；嘉世旭等，2006)。

(2)滑動平均Qs值與地震活動性、瀘州—瓊中GPS基線變化存在較強的相關(guān)性。2000—2008年，研究區(qū)地震活動性較強，平均Qs值相對較高，瀘州—瓊中GPS基線呈縮短趨勢，區(qū)域處于 “高”應力介質(zhì)條件狀態(tài)；2008—2012年，地震活動性較弱，平均Qs值呈下降趨勢，瀘州—瓊中GPS基線呈伸長趨勢，區(qū)域處于應力調(diào)整、松弛的 “低”應力介質(zhì)條件狀態(tài)?？赡芘c大地震的孕育、發(fā)生所導致的區(qū)域整體應力環(huán)境隨之改變存在一定的關(guān)系，為大地震的主要控制因素——應力環(huán)境的不斷變化提供了可能的證據(jù)。

瀘州—瓊中GPS基線由縮短到反向伸長的轉(zhuǎn)折變化并未與汶川地震同步發(fā)生，而是超前約8個月，可能與巖石圈板塊并不是純剛性的運動，而是接近于彈性體或黏彈性體的運動狀態(tài)有關(guān)(McCluskyetal.，2000；占偉等，2013)。

(3)本文反演的Qs與頻率無關(guān)，其初始平均Qs值數(shù)值上比與頻率相關(guān)的反演結(jié)果偏高(馬宏生，2007；周龍泉，2009；王惠琳，2012)。雖然與頻率無關(guān)的Q值數(shù)值上有所增大，但并不影響Q值的分布，因此依然能夠采用其來分析地殼介質(zhì)的物性分布特征(Eberhart-Phillipsetal.，2002)。

致謝感謝中國地震局地震預測研究所江在森研究員、武艷強研究員，福建省地震局王紫燕工程師的指導與交流；感謝評審專家為本文提出的寶貴意見。

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CRUSTALQsTOMOGRAPHY IN HAINAN ISLAND AND ADJACENT REGIONS

WANG Hui-lin1)XU Xiao-feng1)ZHOU Long-quan2)ZHANG Xiao-dong3)SHEN Fan-luan1)LI Zhi-xiong1)ZHAN Wei4)

1)EarthquakeAdministrationofHainanProvince，Haikou570203，China2)ChinaEarthquakeNetworksCenter，Beijing100045，China3)InstituteofEarthquakeScience，ChinaEarthquakeAdministration，Beijing100036，China4)FirstCrustMonitoringandApplicationCenter，ChinaEarthquakeAdministration，Tianjin300180，China

Using double-difference precise location results of seismic S wave data from 2000 to 2012，distribution and variation of dynamic moving averageQsvalue are imaged in Hainan Island and adjacent regions through seismic attenuation tomography. We explore regional crustal S-wave attenuation characteristics of temporal and spatial variation combined with seismic activity，volcanoes and heat distribution，and GPS baseline changes. The results show that: (1)Attenuation imaging shows that there is a significant lateral heterogeneity inQsdistribution in the study area and theQsvalues are high in the central region and low in the north and south regions of Hainan Island. Low-Qsareas are baseically converged to the north of Wangwu-Wenjiao Fault，to the south of Jianfeng-Diaoluo Fault，and to the east of Puqian-Qinglan Fault. Earthquakes are basically converged to the edge of the transitional regions of high and lowQsvalues. Heat flow sites and volcanoes zones are located in low-Qsarea in the region. (2)There is a strong correlation between dynamic moving averageQsvalue，seismic activity and Luzhou-Qiongzhong GPS baseline. From 2000 to 2008，the averageQsvalue of the study area is relatively high，the seismic activity is strong，and Luzhou-Qiongzhong GPS baseline is decreasing. From 2008 to 2012，the averageQsvalue of the study area shows a downward trend，the seismic activity is weak，and the Luzhou-Qiongzhong GPS baseline displays an elongation trend.

Qstomography，seismic activity，volcanoes，heat flow，GPS baseline，Hainan Island and adjacent regions

10.3969/j.issn.0253- 4967.2016.03.010

2015-08-06收稿，2015-11-21改回。

地震科技星火計劃項目(XH12037Y)資助。

P315.3

A

0253-4967(2016)03-0631-15

王惠琳，女，1982年生，2011年畢業(yè)于中國地震局地震預測研究所固體地球物理專業(yè)，獲碩士學位，助理研究員，主要從事地震層析成像研究、地震活動性工作，電話： 18889827682，E-mail: huilin95@163.com。