2020年1月16日新疆库车5.6级地震和1月18日新疆伽师5.4级地震的震源机制中心解

2020年1月16日新疆库车5.6级地震和1月18日新疆伽师
5.4级地震的震源机制中心解
1 引言
2020年1月16日新疆库车发生5.6级地震，紧接1月18日新疆伽师又发生5.4级地震（图1）。

地震发生后，中国地震台网中心、中国地震局地球物理所、地震预测所等采用不同的方法和资料得到该地震的震源机制解。

这些震源机制结果有一定的离散度，为地震动力学分析或其他应用带来抉择困难。

这些结果都是震源错动方式的一种测量，因此可以按照多种测量结果给出一个中心值供以后的地震发生背景、地震应力触发、地壳应力场分析以及地震前应力方向改变的地震前兆研究。

这里整理了各个机构给出的震源机制解，求出了一个与所有测定的震源机制的差别平方最小的“中心震源机制解”。

图1 新疆库车地震和伽师地震分布图
2 2020年1月16日新疆库车5.6级地震
2.1 中心震源机制解的确定
根据台网中心发布的《2020年1月16日新疆库车5.6级地震图集》获得该地震震源机制结果，见表1和图2。

分别将各个震源机制解为初始解得到对应的中心震源机制解，我们将标准差最小的中心震源机制解作为最终结果，此次地震以中国地震局地震预测研究所得到的震源机制作为初始解得到的震源机制的标准差最小。

本研究以此（第一个节面走向237.33°，倾角89.96°，滑动角-7.20°，第二个节面走向327.33°，倾角82.80°，滑动角-179.96°）作为最终结果，P轴走向192.10°，倾伏角5.11°,不确定范围分别为152.55~231.55°和-21.03~32.59°;T轴的走向282.56°，倾伏角5.06°,不确定范围分别为243.01~322.01°和-21.04~32.60°;B轴的走向57.04°，倾伏角82.79°,不确定范围分别为-122.62~136.07°和75.59~122.34°。

得到的中心震源机制和各个机构和作者测定震源机制的最小空间旋转角见表1第6列。

所得到的中心震源机制及其不确定性绘于图2。

从表和图中可以看出，该地震震源机制解距中心解的空间旋转角最大达71.88°，最小空
间旋转角为16.22°。

图2 新疆库车5.6级地震的中心震源机制解(a)及空间三维辐射花样(b)
(a)中的黑色弧线表示中心震源机制的两个节面，绿色弧线覆盖区域为其不确定范围；红色、蓝色和黄色的点表示中心震源机制解的P 轴、T轴和B轴，其周围对应颜色的封闭曲线表示其不确定性范围；绿点和黑点表示各个机构得到的震源机制的P轴和T轴的投影；紫色弧线表示各个机构和作者得到的震源机制节面。

(b)中的压缩区域和膨胀区域分别用蓝色和红色表示.
2.2 震源机制中心解的空间表示
地震的震源机制通常采用震源球的辐射花样来表示。

在此我们分别用震源球的上半球和下半球动态图像表示，见图3。

在震源球上采用P波辐射的振幅相对大小的颜色来填充。

为立体表现震源球的辐射花样，我们使震源球水平旋转，并且在各个不同象限采用P波辐射相对振幅大小和方向绘制在震源球上，这样可更为直观地表现震源的空间辐射，见图4。

图3 新疆库车5.6级地震下半球、上半球
图4 新疆库车5.6级地震的中心震源机制解的空间辐射花样表示
图中颜色为P波辐射花样在震源球面上的填充，红色表示向外，蓝色表示向内，从红到蓝表示P波辐射花样由向外最大逐渐过渡到向内最大。

箭头表示P波辐射花样振幅的相对大小。

3 2020年1月18日新疆伽师5.4级地震
3.1 中心震源机制解的确定
根据台网中心发布的《2020年1月18日新疆伽师5.4级地震图集》获得该地震震源机制结果，见表2和图5。

分别将各个震源机制解为初始解得到对应的中心震源机制解，这些中心震源机制解结果的标准差（表2第5列）大体一致（在小数点5位后有一定涨落），表明采用这种方法得到的解是稳定的。

我们将标准差最小的中心震源机制解作为最终结果，此次地震以郭祥云等得到的震源机制作为初始解得到的震源机制的标准差最小。

本研究以此（第一个节面走向348.09°，
倾角79.49°，滑动角-10.44°，第二个节面走向80.01°，倾角79.73°，滑动角-169.32°）作为最终结果，P轴走向304.07°，倾伏角14.77°,不确定范围分别为295.46~312.46°和8.70~20.69°;T轴的走向214.03°，倾伏角0.17°,不确定范围分别为205.42~222.42°和-6.01~6.19°;B轴的走向123.40°，倾伏角75.23°,不确定范围分别为89.22~156.76°和71.11~82.14°。

得到的中心震源机制和各个机构和作者测定震源机制的最小空间旋转角见表2第6列。

所得到的中心震源机制及其不确定性绘于图5。

从表和图中可以看出，该地震震源机制解距中心解的空间旋转角最大达11.88°，最小空间旋转角为6.82°。

这些数据表明不同机构和作者得到的震源机制解较为集中。

图5 新疆伽师5.4级地震的中心震源机制解(a)及空间三维辐射花样(b)
(a)中的黑色弧线表示中心震源机制的两个节面，绿色弧线覆盖区域为其不确定范围；红色、蓝色和黄色的点表示中心震源机制解的P 轴、T轴和B轴，其周围对应颜色的封闭曲线表示其不确定性范围；绿点和黑点表示各个机构得到的震源机制的P轴和T轴的投影；紫色弧线表示各个机构和作者得到的震源机制节面。

(b)中的压缩区域和膨胀区域分别用蓝色和红色表示.
3.2 震源机制中心解的空间表示
地震的震源机制通常采用震源球的辐射花样来表示。

在此我们分别用震源球的上半球和下半球动态图像表示，见图6。

在震源球上采用P波辐射的振幅相对大小的颜色来填充。

为立体表现震源球的辐射花样，我们使震源球水平旋转，并且在各个不同象限采用P波辐射相对振幅大小和方向绘制在震源球上，这样可更为直观地表现震源的空间辐射，见图7。

图6 新疆伽师5.4级地震下半球、上半球
图7 新疆伽师5.4级地震的中心震源机制解的空间辐射花样表示
图中颜色为P波辐射花样在震源球面上的填充，红色表示向外，蓝色表示向内，从红到蓝表示P波辐射花样由向外最大逐渐过渡到向内最大。

箭头表示P波辐射花样振幅的相对大小。

本文所用震源机制解来自中国地震台网中心应急组、中国地震局地球物理研究所和中国地震局地震预测研究所的各位专家，特此致谢。

图件由基于MATLAB的FM3Dplot软件绘制。