宁洱地震序列的震源机制解分析

0 引言
2007年 6 月 3 日 05 时 34 分 , 云南省宁洱县 发生 M 4 地震 。 地震 所属 的思 茅 —宁 洱地 区 , S6. 5 、 6 级中强地 震频繁 发生 。 自 1884 年有 地震记 载以来 , 至 2007 年 11 月 , 该地 区共 发生 5. 0～ 5. 9 级地震 21 次 , 6. 0 ～ 6. 9 级地震 13 次 , 其中 以 1979 年 3 月 15 日 普洱 磨黑 6. 8 级地 震最 强 。 思茅 —宁洱地区在地质构造上属 N N W 向无量山断 裂带 , 并且表现为由晚更新世以来活动的 N N W向 断裂与 N E —N E E 向断裂彼此交切形成的类棋盘格 式块体构 造形 式 ( 虢 顺民等 , 1999 ) , 呈现 出复 杂的地质构 造 展布 格局 。 N N W 向 断裂 为右 旋错 动, N E E 向断裂为左旋错动 , 局 部兼有正断层分 量 , 6 级强震 均发生 在这 两组 断裂 上 。 思 茅 —宁 洱地区属现代构造应力场空间分布的 滇西南块断 带 ( 阚荣 举等 , 1977 ;王 绍晋 等 , 1989 ) , 其现 代构造应力场 主压应力 优势方向 为 S S E , 同时还 可能受到 来自相 邻西 側构造 块体 的 N N E —N E 向 压应力的作用 , 成为应力场空间分布 较为复杂的 区域 。 由断层滑 动资料反演构造应力 张量和由震 源机制解资料求解的平均应 力场结果显示 , 镇沅 — 营盘山断裂以西至龙陵断 裂带以南地区 , 现代 构造应力场的最大主压应力方向为 N N E , 反映出
思茅 — 宁洱 地区 区 域 构造 应 力 场 的复 杂 性 特 征 ( 谢富仁等 , 2001) 。 此次宁洱 M 6. 4地震是继 1993 年 1 月 27 日宁 S 洱 M 6 . 3 地震 14 年后 , 思茅 — 宁洱地区发生的又 S 一次 6 级强震 。 毋庸置疑 , 对此次强震及其序列的 分析研究 , 有助 于人们对思茅 —宁洱 地区地震 构 造 、 发震机理 、 地 震成因乃 至地震监 视预测有 更 深入的认识 。
主。 M . 1 余震结果与主震相似 , 由 P 波初动求得 S5 的结果是 N W向节面倾滑分量较大 。 依据此次地震 宏观烈度最内等震线长轴方 向及序列震中优 势分 布方向等 , 推断此次地震的发震断裂是 N W向破裂 面, 在 N N E 向以水 平作用为 主的压应 力作用下 , 以右旋走滑为主 。
第 3期
付 虹等 :宁洱地震序列的震源机制解分析
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图 2 走向滑动类型震源机制的平均解 ( a )和应力 P 轴 ( b ) 、 B 轴 ( c )和 T 轴 ( d )的轴角域分布 F i g . 2 A v e r a g es o l u t i o no f s t r i k e s l i pf o c a l m e c h a n i s m( a )a n dd i s t r i b u t i o n o f s t r e s s a x i s a z i m u t ho f Pa x i s( b ) , Ba x i s( c ) , Ta x i s( d ) 加 5% 的矛盾比得到的全部解的 P 、 B 、 T 轴分布 ( 图 2b , 2c , 2d ) , 可见它们 相当集中 , 表明平均 解的质量相当高 。 第二类震源机制 解的地震的错动 性质为正倾 滑动类 型 。 其 主 压 应力 P轴 接近 直 立 , 方 位为 76 ° , 仰角 为 77° 。 而 主张 应 力 T 轴为水平 ( 图 3a ) 。 第三类只有 6 个地震 , 错动性质为逆倾滑动 类型 ( 图 3b ) 。 主压应力 P 轴接近水平 , 主张应力 T 轴接近直立 , 方位为近 321° , 仰角为 68° 。 走滑错动 类型地震共有 31 个 , 约占 57. 4%, 这显示了序列余 震以走滑错动为 主的特征 。 以上 分析显示 , 地震序列中有相当 多的震源机制 解结 果与主震的解一致或相似 , 构成了主要类型 。 我们将全部解求平 均值得到 : 全 部解的平 均 机制解节面 Ⅰ 走向为 129° , 倾角为 81° , 滑动角为 176° , 具有右旋走向滑动错动性质 ( 图 4a ) 。 节面 Ⅱ走向为 219° , 倾角为 86° , 滑动角为 9 ° , 具有左 旋走向滑动错动性质 。 主压应力 P 轴方位为 354° , 仰角为 4° , 呈水 平 状态 。 主张 应力 T 轴 方位 为 84° , 仰角为 9° , 也呈水平状态 。 中等应力轴 B 直 立 。 最低矛盾比为 18%, 加 5% 的矛盾比得到的全 部解的 P 、 B 、 T 轴分 布 ( 图 4b , 4c , 4d ) , 可见 它们相当集中 , 表明平均解的质量相当高 , 与图 2 比较 , 仅有细微差别 。
( 云南省地震局 , 昆明 650041)
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摘要 :利用云南数字地震台网资料得到宁洱地震 序列的主震 、 5. 1 级强余 震和 52 个余震震源 机制解 。 分析 表明 , 该地震序列的发震断裂呈 N W 走向 , 倾角陡立 。 在接近水平的近南北向压应力作用下 , 断裂具有右旋走滑的错动 性质 。 主震 、 强余震和众多的余震都发生在同一发震断裂上 。 大量的余震震 源机制解结果与主震一致 , 是地震序 列的主要破裂类型 , 但还存在与主要类型不一致的倾向滑 动类型 , 这可能与余震破裂起始点的微构造控制作用有 关 , 但是它们呈水平向的应力轴与主震的主应力轴一致 。 N W 向断层作 右旋走向错动 , 滑动 断层推挤的 象限都是 逆冲类型的余震 , 而拉张的象限都是正断层类型的地震 。 宁洱地震 序列的震源机制和周围 4 次 5 级以上 地震的震 源机制相同 , 表明震源区应力场和区域应力场完 全一致 , 宁洱地震的孕育和发生受区域应力场的控制 。 关键词 :震源机制解 ;宁洱地震序列 ;应力场 中图分类号 :P 315. 3 + 3 文献标志码 :A 文章编号 : 1000 -0666( 2009) 03 -0253 -05
表 1 宁洱 6. 4 级主震 和 5. 1 级余震震源机制解 T a b . 1 F o c a l m e c h a n i s mo f t h em a i n s h o c ka n dt h ea f t e r s h o c k s
节面 Ⅰ 地震 走向 /( ° ) 140 138 146 148 147 157 倾角 /( ° ) 86 57 63 32 80 79 滑动角 /( ° ) 175 140 156 157 169 157 走向 /( ° ) 232 252 247 250 238 12 节面 Ⅱ 倾角 /( ° ) 86 58 69 83 79 67 滑动角 /( ° ) 24 40 29 59 10 62 方位 /( ° ) 4 15 15 5 193 201 P 轴 仰角 /( ° ) 14 0 4 31 1 24 方位 /( ° ) 99 105 108 129 102 108 T 轴 仰角 /( ° ) 20 50 35 43 15 8 方位 /( ° ) 242 285 280 254 285 0 B 轴 仰角 /( ° ) 65 40 54 31 75 64 精度 备注 本文格点尝试法结果 U S G S 矩张量解 哈佛大学矩心矩张量解 本文格点尝试法结果 哈佛大学矩心矩张量解 本文振幅比解
＊收稿日期 : 2008 -03 -03. 基金项目 :云南省人才培引办 ( 2006P Y01 -39) 和中国地震局 2009年度震情跟踪合同制工作 2009010105 项目共同资助 .
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地
震
研 究
32 卷பைடு நூலகம்
果分别见表 1 和图 1。 表 1 中还给出了美国地质调 查局 ( U S G S )的矩张量解和哈佛大学的矩心矩张 量解参数 。 由表 1 可以看出 , 主震的 3 个结果都比 较相似 , 而哈佛大学 的矩心矩张量解 与本文的结 果更为接近 。 主震发震应力场为近 S N 向 , 压应力 以水平作 用为主 , N W 向 节面以右 旋走滑 错动为
主震
A
余震
B
P 波、 S V 波、 S H 波的初动和振幅比联合计算震源 机制解的研究 , 并于 2001 年在 I A S P E I 百年计划的 时候将计算程序 向全球作了推广 , 这使利用 区域 地震台网的资料来测定大量 小地震的震源机 制解 成为了现实 。 本文中笔者采用梁尚鸿等 ( 1984)的方 法求 解宁洱地震的中 小余震序列的震 源机制 。 经 计算 图 1 用 P 波初动求得的 M . 4 主震 ( a ) S6 和 M . 1 最大余震 ( b )震源机制解 S5 F i g . 1 F o c a l m e c h a n i s mo f M 4m a i n s h o c k( a ) S6. a n dM . 1a f t e r s h o c k( b )b y P w a v e f i r s t m o t i o n S5 共得到 2007 年 6 月 3 日至 11 月 15 日地震序列中 共 52 个 M . 8 ～ 4. 3 余震的震源 机制解 。 依 据各 L2 震源机制解彼此之间的亲疏关系 , 笔者把这 54 个 地震的震源机制解分为若干类 , 得到的同一类解 , 采用 许忠 淮 ( 1979 )提供 的格点 尝试计 算软件 , 计算出平均机制解 , 同时给出最低矛盾比加 5%的 全部 P 、 T 、 B轴投影 , 以 便考查 平均解 的质量 。 54 个解被分为 3 类 , 走向滑动类型和主 震基本一 致的有 31 个解 , 占 57. 4 %, 超过一半 ; 正断层类 型有 17 个解 , 占 31. 5%, 接近 1 /3 ; 逆 冲断层类 型有 6 个解 , 占 11. 1%, 数目最少 。 第一类解包含的地震最多 , 包括 6. 4 级主震和 5. 1 级余震 。 地震为走滑类型 。 此类平均震源机制 解节 面 Ⅰ 走 向 为 129° , 倾 角 为 77° , 滑动 角为 175° , 属于右旋走向滑动错动性质 ;节面 Ⅱ走向为 221° , 倾角为 86° , 滑动角为 13 ° , 属于左旋 走向 滑动错动性质 ;主压应力 P 轴方位为 354° , 仰角 为 6° , 呈水平状态 。 主张应力 T 轴方位 86° , 仰角 12° , 也呈水平状态 。 中等应力轴 B 直立 。 图 2a 是 其图解 。 此类平均机制解最低矛盾比仅为 5 %, 再
1 主震和强余震的震源机制解
震源机制解 可以反映震源 的力学和动力 学特 征 , 是对强震序列 震源和震 区应力场 、 震源破 裂 过程以及发震构造进行深入研究的重要基础资料 。 地震序列中 , 包括主震和余震 在内的每一个 地震 都表现出自身的 特点 , 反映出 序列发展过程 中某 一特定时刻 、 某一 特定位置 的震源特 征信息 。 每 一个地震的震源 机制解既反映了 个体的特征 , 又 是序列整体特征 中不可或缺的部 分 。 通过分 析了 解序列发展过程中各个时段地震的震源特征信息 , 可以从整体上了解强震序列 的震源破裂过程 和震 源应力场时空特征 。 笔者利用昆 明数字地震台 网记录到的清 晰可 靠的 P 波初动符号 , 采用初动符号格点尝试 法求 解得到主震和 M . 1 最大余震的 震源机制解 , 结 S5
2 中小余震震源机制解
致力于中小地震震源机制解研究的地震学家 , 给出了多种小震震源机制的求解方法 。 20 世纪 80 年代初 , K i s s l i n g e r 等 ( 1981)提出利用 P 波和 S V 波振幅比资 料 , 采用 地壳均匀 介质模型 , 以射线 出射角分布作介质非均匀校正情况下 测定小震震 源参数的方 法 。 之后 , 梁 尚鸿等 ( 1984 )以点源 位错震源模型 , 采用 层状介质中地震 体波广义透 射系数的快速算法 , 由计算 P g 波和 S g 波综合地震 图得到最大振幅 , 然 后通过最大振幅 比值与观测 资料拟合的方式来测定 震源机制解参 数 。 许忠淮 ( 1979) 、 华祥文 ( 1989 )在区域构造基本一致的 情况下 , 用更多的分 散的中小地震联 合计算区域 小震综合节面解 。 S n o k e( 1989)也一直致力于用
第 32 卷 第 3 期 2009 年 7 月
J O U R N A LO FS E I S MO L O G I C A LR E S E A R C H
地
震
研
究
V o l . 32, N o . 3 J u l . , 2009
宁洱地震序列的震源机制解分析
付 虹 , 王绍晋 , 龙晓帆 , 刘丽芳 , 邬成栋