2013年12月16日巴东M5.1地震序列及发震构造分析.pdf

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1、第38卷第3期地震地质Vo1．38．No．32016年9月SEISMOLOGYANDGEOLOGYSept．，2016doi：10．3969／j．issn．0253～4967．2016．03．0192013年12月16日巴东M5．1地震序列及发震构造分析张丽芬'廖武林李井冈’魏贵春中学林1)中国地震局地球物理研究所，北京1000812)中国地震局地震研究所，地震与大地测量重点实验室，武汉430071摘要2013年l2月16日湖北省巴东县发生M5．1地震，该地震是三峡库首区自2003年蓄水以来震级最大的1次。双差地震精定位结果显示，巴东地震序列呈NEE向线性展布，主震震源较深，余震震源深度逐渐变

2、浅。垂直余震优势展布的震源深度剖面均显示出向sE变深的特征；倾角约50。左右，向深部变缓，揭示可能的发震断层走向NEE，倾向sE，倾角约为50。。利用矩张量反演得到了主震的震源机制解，与地震序列定位分析比较吻合的是NEE向节面，综合判断该节面可能为发震断层，倾向sE，倾角5O。左右，性质以走滑为主兼逆冲分量。利用P波初动方法求解了M2．0以上余震的震源机制，并采用FMSI程序反演得到了震源区的构造应力场，结果显示其方向与区域现代构造应力场方向一致，说明该地震序列受区域应力场的控制。地震序列发生在175m高水位运行期的水位缓慢降落阶段，基于ETAS模型对流体触发作用进行了定量检测，显示库水对地震

3、序列的触发作用占17％，余震自激发占83％。综合分析认为，巴东M5．1地震为库水触发的构造型地震，NEE向断裂构造为可能的发震构造。关键词双差定位震源深度剖面震源机制构造应力场ETAS模型中图分类号：P315．2文献标识码：A文章编号：0253—4967(2016)03-0747—130引言2013年12月16日13时4分，湖北省恩施土家族自治州巴东县发生M5．1地震，此次地震距离三峡水库大坝约66kin，震中烈度达Ⅶ度，是三峡水库2003年5月蓄水以来发生在库首区的最大地震。此次地震共造成5人受伤，约740人失去住所，民居建筑破坏损失达5236万元。就三峡地区而言，多以小震微震活动为主，5．

4、0级以上地震的样本缺乏，所以深入研究较大地震序列的特征及发震构造对于区域未来地震趋势的分析具有非常重要的意义。本文从地震精定位人手，获得了整个地震序列更为精确的震源分布图像，并对其时空分布特征进行了分析。利用矩张量反演方法反演了巴东M5．1主震的震源机制，使用格点尝试方法求解了一20以上余震的震源机制，结合震中区断裂构造等探讨了序列活动的发震构造。因该地震序列发生在三峡水库175m蓄水的高水位缓慢下降阶段，可能和库水位变化存在一定的联系，故利用基于传染型余震序列(EpidemicTypeAftershockSequence，简称ETAS)的模型分析了流体对地震序列发生的影响。(收稿Et期]20

5、15—03—12收稿，2015-10-08改回。[基金项目]国家自然科学基金(41304046)与中国地震局社会公益研究项目(1521401800043)共同资助。通讯作者：李井冈，男，助理研究员，E—mail：21262832@qq．eom。748地震地质38卷1方法和数据1．1地震精定位方法精确的地震定位能更准确地反映地震序列的空间分布特征，可为判断地震成因提供帮助(易桂喜等，2015)。本文使用双差地震定位法(Waldhausereta1．，2000)对巴东地震序列进行重新定位，该方法是一种相对定位方法，使用相对走时残差来修定地震位置，反演的是地震群中的每个地震相对于该地震群中心的相对位

6、置。基于2个震源之间的距离远小于震源到台站的距离，认为2个事件传播到台站的射线路径几乎相同，从而可以有效地降低由于速度模型的不确定性对定位结果的影响。双差定位方法中，使用2个地震走时差的观测值和理论值残差最小确定其相对位置(Waldhausereta1．，2000)：dr=(t一)。一(t一)(1)式(1)中，t为地震波走时，上标obs和ca1分别表示观测和理论走时，i，J．表示地震，Jj}表示台站，d，表示2地震事件i，在台站k上的双差d。假设2震源间的距离与震中距和速度均匀性的尺度相比足够小，双差可以表示为d：一-~mj(2)d，n0m式(2)中，△m(△，Ay，△，△f)为震源参数的扰动

7、量，式(2)可展开为ij：堕△+堕+堕+Ari一丝△一丝△～堕△一△r『(3)axayazaxayaz将所有事件对在所有台站上的双差方程联立，得到线性方程组(4)：WGm=Wd(4)式(4)中，m为震源参数的扰动量，d为双差矢量，G为偏导数矩阵，为对角加权矩阵。1．2震源机制解反演方法震源机制求解方法有多种，如P波初动方法、P波与s波振幅比资料方法(Kisslingereta1．，1980)、格点