袁乃榮 孔韓東 郭祥云

1）河北師范大學，石家莊市南二環(huán)東路20號 050024

2）中國地震局地球物理研究所，北京 100081

0 引言

據(jù)中國地震臺網(wǎng)測定，北京時間2014年11月22日16時55分，四川省甘孜藏族自治州康定縣（30.2°N，101.7°E）發(fā)生6.3級地震，震源深度 16km。震中距康定縣城約 30km，距成都市約230km。成都、德陽、樂山等地都有明顯震感?？刀h地處四川盆地西緣山地與青藏高原的過渡地帶，地勢由西向東傾斜。大雪山中段的海子山、折多山、貢嘎山由北向南縱貫縣境，將其分為東、西2大部分，東部為高山峽谷，西部和西北部為丘狀高原及高山深谷區(qū)。

震源機制的測定是地震學研究的基本問題之一，精確測定震源機制對于地殼應(yīng)力場的確定及地震孕育環(huán)境、地震動力學的研究均具有重要意義。P波初動符號物理圖像明確，是穩(wěn)定的地震波信息，在確定震源機制解方面有獨特優(yōu)勢。利用P波初動符號求解震源機制的方法較多，主要可以分為2類：迭代法和網(wǎng)格搜索法。迭代法以Kasahara（1963）和Brillinger等（1980）的方法為主要代表。迭代法對資料質(zhì)量要求較高，因此，網(wǎng)格搜索法在求解震源機制時更為常用（Udias et al，1988）。最早為得到解區(qū)（可選解的集合）及平均解，許忠淮等（1983）提出了求P波震源機制解的格點嘗試法。Reasenberg等（1985）編寫了一套求解P波初動震源機制的程序FPFIT，以求最佳解及解置信區(qū)間。隨后，Hardebeck等（2002）對程序進行了改進，并對一些影響震源機制解的因素（初動極性、震源位置及速度模型的不確定性等）作了討論。雖然這些方法都得以廣泛應(yīng)用，但也存在一些缺陷，如網(wǎng)格搜索法是基于矛盾比的計算結(jié)果來確定可選震源機制解的，而同樣的矛盾比，矛盾觀測點是出現(xiàn)在震源球上有密集觀測資料的區(qū)域還是孤立的觀測點，則對震源機制解質(zhì)量的影響不同，這些方法和程序在計算矛盾比時都沒有考慮到震源球上數(shù)據(jù)點密集程度變化的影響。在此基礎(chǔ)上，俞春泉等（2009）基于許忠淮等（1983）提出的格點嘗試法進行了幾個改進，提出了本文所使用的格點嘗試法及相應(yīng)的程序。此方法的優(yōu)勢在于：采用新的加權(quán)方法計算加權(quán)矛盾比；權(quán)重因子包括反映初動符號質(zhì)量的權(quán)重，體現(xiàn)了資料質(zhì)量的影響；不包括觀測點與節(jié)面距離的權(quán)重，以避免界面附近資料權(quán)重的雙重減小帶來的系統(tǒng)偏差；減小了震源球上密集資料點的權(quán)重，部分抵消了震源球上P波初動符號資料分布不均勻?qū)赡芙獾挠绊憽?/p>

綜上所述，為加深對康定6.3級地震發(fā)震機制的認識，本文利用P波初動資料，采用俞春泉等（2009）的方法，獲得了康定地震的震源機制解，并對該地震的破裂過程進行了初步分析。

1 區(qū)域構(gòu)造情況

此次地震發(fā)生在鮮水河斷裂帶南段，這一地區(qū)屬于中強地震較多發(fā)區(qū)域。從大區(qū)域構(gòu)造位置上來看（圖1），康定地震震區(qū)處于青藏高原東緣，受青藏高原強烈隆起抬升和高原上地殼物質(zhì)向東緩慢擴散的影響，青藏高原東部地區(qū)形成了一系列的弧形走滑斷層系。作為川滇塊體東北邊界斷層的主要成員，鮮水河斷裂帶自全新世以來表現(xiàn)出強烈的左旋水平剪切運動特征。地震活動性方面，鮮水河活動斷裂帶作為該區(qū)域的重要構(gòu)造帶，歷史上發(fā)生過多次強烈破壞性地震，M≥6.0地震有22次，其中，M≥7.0地震8次，最大強震為1786年6月1日四川瀘定7?級地震，1973年2月6日四川爐霍7.6級地震也發(fā)生在該斷裂帶上。但自1981年道孚 6.9級地震后，再也沒有中強地震發(fā)生（易桂喜等，2005、2015；聞學澤等，2009）。此次康定6.3級地震的發(fā)生打破了鮮水河活動斷裂帶中強地震活動30多年的平靜。本文擬通過P波初動反演震源機制解的方法，討論此次地震的破裂方式，該研究對于了解現(xiàn)今鮮水河活動斷裂帶應(yīng)力場特征有一定意義。

2 使用資料

利用初動資料反演地震震源機制，需要記錄到地震波形的臺站對于地震震源位置有較為均勻的覆蓋。為此，我們從國家數(shù)字地震臺網(wǎng)測震臺網(wǎng)數(shù)據(jù)備份中心（鄭秀芬等，2009）下載了四川臺網(wǎng)、云南臺網(wǎng)、青海臺網(wǎng)、重慶臺網(wǎng)、甘肅臺網(wǎng)、西藏臺網(wǎng)部分臺站的波形數(shù)據(jù)。并從美國地震學研究聯(lián)合會（IRIS）數(shù)據(jù)管理中心（DMC）下載了全球地震臺網(wǎng)（GSN）的波形數(shù)據(jù)。對這些數(shù)據(jù)進行嚴格的篩選，得到了信噪比高且方位角分布較均勻的140個臺站的P波初動的極性，臺站分布如圖2所示。

圖1 康定區(qū)域地震構(gòu)造圖①http：／／www.cea.gov.cn／publish／dizhenj／468／553／101420／101429／20141122211334520836538／index.htm l

圖2 2014年11月22日康定6.3級地震震中與本文所用地震臺站分布

3 震源機制解

本文使用的140個臺站的震中距為49.3～9402km，方位角為3.3°～345.7°。離源角計算采用IASP91一維速度模型（單層地殼）。不同震相的離源角計算公式不同，具體如下

式中，Δ為震中距；h為震源深度；vP1和vP2分別為Pn在地殼內(nèi)核和地幔的傳播速度；R為地球半徑；vh和v0分別為P波在震源處和地面的傳播速度；i0為地震射線的入射角。

構(gòu)造地震震源輻射的縱波大多呈向上（初動為正）和向下（初動為負）的四象限分布，當收集到大量的初動數(shù)據(jù)以后，可在投影網(wǎng)上得到震源機制解。本文采用格點嘗試法（俞春泉等，2009），得到該地震的震源機制解（表 1、圖 3）。

表1 本文得到的震源機制解

圖3 康定6.3級地震震源機制解

結(jié)合余震空間分布方向（易桂喜等，2015）以及地震烈度長軸方向可以判斷（顏丙雷等，2016）：康定MS6.3地震的節(jié)面Ⅰ為發(fā)震斷層面，發(fā)震斷裂應(yīng)為 NW走向的色拉哈-康定斷裂。

地震發(fā)生以后，不同機構(gòu)采用不同的方法對此次地震震源機制進行了測定，表2詳細列出了這些機構(gòu)采用不同方法得到的震源機制解結(jié)果。

表2 不同機構(gòu)或研究者測得的康定地震震源機制解

由表2可見，不同機構(gòu)用不同方法得到的此次地震的破裂性質(zhì)較為一致，均為走滑型。但仔細分析不同機構(gòu)的測定結(jié)果，均有一定的差異。這種差異可能是由于所采用的方法和資料不同而引起的。通過P波初動得到的震源機制解僅利用了初至波信息，反映的僅僅是地震破裂起始階段較短時間內(nèi)的震源破裂過程；而利用全波形反演獲得的震源機制解，反映的則是整個地震的破裂過程，包含了更多的震源信息和地殼介質(zhì)信息。一般來說，一次地震的初始破裂方式與整體破裂方式總體上是一致的，但地震破裂過程的復(fù)雜性和地殼介質(zhì)的復(fù)雜性有可能導(dǎo)致2種方式所得結(jié)果有所不同。

為了說明本文結(jié)果的優(yōu)劣，我們采取較為直觀的方法：將P波初動資料投影到表1中各機構(gòu)所給出的震源球中，與本文結(jié)果進行對比（圖4）。并計算相應(yīng)的矛盾比（MDB）（表3）。由表3可見，GCMT結(jié)果顯示的最小矛盾比為0.10，與本文矛盾比0.05相比較仍然有2倍之差。結(jié)合投影圖與矛盾比數(shù)據(jù)可知，本文結(jié)果最優(yōu)，最符合觀測資料。

通過查閱此次地震相關(guān)的余震資料和烈度資料（李敬波等，2015；顏丙雷等，2016），可以進一步分析本文結(jié)果的可靠性。自康定MS6.3地震發(fā)生之日至同年11月26日共記錄到余震700多次，其中，5.0～5.9級地震1次，4.0～4.9級地震0次，3.0～3.9級地震0次①。整個地震余震序列沿色哈拉-康定斷裂呈NW走向等間距分布，與斷裂走向一致（圖5），亦與本文結(jié)果一致。中國地震局通過震后烈度復(fù)查工作，修訂了四川康定6.3級地震烈度圖（圖6）。由圖6可見，此次地震的最高烈度為Ⅷ度，等震線長軸方向總體呈WN向，5.8級強余震發(fā)生后，受災(zāi)鄉(xiāng)鎮(zhèn)個數(shù)和受災(zāi)面積有所增加，其中，Ⅷ度區(qū)變化不大，Ⅶ度、Ⅵ度區(qū)受災(zāi)面積明顯增加。烈度圖顯示，Ⅶ度、Ⅵ度區(qū)有向SE向擴展的趨勢，擴展方向與鮮水河斷裂走向保持一致。此次地震的余震分布和烈度分布情況，與本文所得震源機制一致。從該地區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場來看（圖7），通過與歷史地震的比較，與前人（許忠淮等1989）得出的結(jié)果一致，均為左旋走滑，震源壓應(yīng)力P軸走向108°，張應(yīng)力T走向199°，二者均較為水平。與利用川滇塊體及其周圍地震震源機制解空間分布反演得到的該區(qū)背景構(gòu)造應(yīng)力場最大主壓應(yīng)力、最小主張應(yīng)力的方向基本一致。

表3 各機構(gòu)震源機制解與本文初動資料結(jié)合后的矛盾比

圖4 各機構(gòu)震源球效果圖

從該地區(qū)1966年以來的震源機制解的分布來看（圖8），此次地震與發(fā)生在鮮水河斷裂帶上的中強地震的震源機制一致，均為走滑型地震，亦與鮮水河斷裂帶的破裂特征一致。

4 結(jié)論

圖5 康定M S 6.3地震余震序列精定位分布及深度剖面圖（據(jù)顏丙雷等（2016））

圖6 康定M S 6.3地震烈度分布圖⑥http：／／www.cea.gov.cn／publish／dizhenj／468／553／101420／101428／20141126163922877352575／index.htm l

圖7 利用川滇塊體及其周圍地震震源機制解空間分布反演得到的該區(qū)背景構(gòu)造應(yīng)力場

圖8 康定地區(qū)1966年以來震源機制分布⑤

本文利用四川臺網(wǎng)、云南臺網(wǎng)、青海臺網(wǎng)、重慶臺網(wǎng)、甘肅臺網(wǎng)、西藏臺網(wǎng)部分臺站的波形數(shù)據(jù)，并從美國地震學研究聯(lián)合會（IRIS）數(shù)據(jù)管理中心（DMC）下載了全球地震臺網(wǎng)（GSN）的波形數(shù)據(jù)，采用格點嘗試法獲得了康定地震的震源機制解。結(jié)果表明，此次地震的震源機制為走滑型。節(jié)面Ⅰ：方位角152°，傾角80°，滑動角-14°；節(jié)面Ⅱ：方位角244°，傾角76°，滑動角-170°；T軸：方位角 199°，傾角 3°；N軸：方位角 297°，傾角 73°；P軸：方位角108°，傾角 17°。節(jié)面Ⅰ位于發(fā)震斷層面，與鮮水河斷裂帶的破裂特征相一致。將本文使用的P波初動資料分別投影到其它機構(gòu)給出的震源球模型，并計算相應(yīng)的矛盾比，可以看出本文的結(jié)果最符合觀測資料?？刀ǖ卣鹩嗾鸱植肌⒘叶确植记闆r以及構(gòu)造應(yīng)力場的結(jié)果，與本文所得康定地震震源機制相符。作為近幾年來發(fā)生在鮮水河斷裂帶上的一次較大地震，繼續(xù)采用P波初動法測定其震源機制解，對于豐富該地區(qū)地震的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，推進鮮水河斷裂地震震源機制解的研究，具有一定實際意義。

致謝：中國地震局地球物理研究所國家數(shù)字測震臺網(wǎng)數(shù)據(jù)備份中心（doi：10.7914／SN／CB）和全球地震臺網(wǎng)（GSN／IRIS）為本研究提供了地震波形數(shù)據(jù)，在此表示衷心的感謝。