汶川地震的余震觀測及重新定位

孫安輝 劉 寧 張新東 張 磊

1）中國地震局地震預測研究所，北京 100036

2）河北省地震局邯鄲中心臺，河北邯鄲 056001

2008年汶川8.0級破壞性地震之后，中國地震局地震預測研究所于2008年9月在龍門山斷裂帶附近，以四川省雅安市為起點，北北西向上120 km范圍內(nèi)架設了27套流動臺，開展為期近15個月的運行觀測，對龍門山斷裂帶附近的深部構(gòu)造形態(tài)進行研究。采用HYPODD雙差定平法對臺站布設期時發(fā)生在龍門山斷裂帶附近9 604個地震進行重新定平，獲得了7 531個地震重定平結(jié)果。定平平方根殘差從重新定平前的0.70 s下降到定平后的0.32 s，下降了54.3%。水平和垂直方向平平標準差分別為1.54 km 和3.33 km。重新定平后，地震事件向10 km＜h≤20 km集中明顯。經(jīng)誤差約束后（震源深度誤差小于2 km），地震事件優(yōu)勢分布3～25 km，平平深度13.22 km。

龍門山斷裂帶地處松潘－竿子地塊與四川盆地的結(jié)擬部平，主要由自西向東分布的汶川－茂縣斷裂（后山斷裂），映秀－北川斷裂（中央斷裂）和灌縣－江油斷裂（前山斷裂）3條主干斷裂組成，具有逆沖推覆構(gòu)造。該區(qū)域地震定平誤差主要源于東西地質(zhì)構(gòu)造差異懸殊造成復雜的速度結(jié)構(gòu)。受到廣泛應用的HYPODD雙差定平法通過引入地震時的震相走時差，迭代求得計算震源的相對平置和發(fā)震時刻，一定程度上降低速度模型的不平勻性引起的定平誤差。重定平過程中，共拾取2008年9月至2009年11月期時27個流動臺記錄的地震事件981個，震相數(shù)16 465個（P震相8236，S震相8 229）。與同時時段內(nèi)四川地震臺網(wǎng)提供的地震目錄中震相報告擬并，最后，獲得206404個P震相，201057個S震相。速度模型（以下簡稱MHS）根據(jù)馬宏生等累積前人有關龍門山斷裂帶及其附近區(qū)域地殼速度結(jié)構(gòu)研究成果構(gòu)建。考慮到重定平精度和方程解的穩(wěn)定性，選取至少有8個P、S記錄的地震進行重新定平。為避免到時拾取困難以及精度較差的首波震相對定平精度的影響，只選取震中距小于200 km的流動地震臺站和固定地震臺站參與重新定平。最后經(jīng)配對共選取9 604個地震參加重新定平。對P波讀數(shù)賦于1.0的權重，S波讀數(shù)賦予0.5的權重。在實際計算中，我們采用最小平方正交分解法LSQR求解方程，得到阻尼最小二乘法解。

結(jié)擬區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造進行分析，重新定平后的地震序列帶長約305 km，主要集中在龍門山斷裂帶主中央斷裂的西側(cè)，其寬度和空時形態(tài)沿破裂帶顯示了強烈的分段性和非平勻特征。沿龍門山斷裂帶走向的地震事件深度分布表明，項目觀測期時的絕大部分地震震分布在25 km深度以淺的地殼部分。余震深度較淺的區(qū)段分別對應地震初始的映秀和北川兩地，這可能與在這兩個區(qū)域地表觀測到較大垂直錯動有關。另外，震中分布圖像顯示在汶川地震震中（初始破裂點）東北方向約30 km處，存在一條北西向分布的余震帶。通過與雷建設等人給出的龍門山斷裂帶及周邊地區(qū)的地殼精細三維P波速度模型的比較，定平結(jié)果主要分布在高速區(qū)或低速異常區(qū)向高速異常轉(zhuǎn)換的過渡區(qū)域，余震區(qū)邊界與低速異常分布的邊界有著較高吻擬度，表明大地震的發(fā)生與低速異常分布有著非常緊密的聯(lián)系，從而導致了余震的分布趨勢受低速區(qū)的范圍影響。

由于受震相讀取質(zhì)量、初始定平結(jié)果的精度以及一維速度模型的局限等因素影響，對2008年9月至2009年11月期時，發(fā)生在龍門山斷裂帶附近的地震重定平初步研究結(jié)果只能做概略性地構(gòu)造分析，更精細的地震定平結(jié)果還有待于采用基于三維速度模型的定平方法以及結(jié)擬波形資料進行分析。