西昌流動地震臺陣微震觀測

王 松，張振勛，房立華

(1.四川省地震局西昌地震中心站，四川 西昌 615022;2.中國地震局地球物理研究所，北京 100081)

西昌流動地震臺陣微震觀測

王 松1，張振勛1，房立華2

(1.四川省地震局西昌地震中心站，四川 西昌 615022;2.中國地震局地球物理研究所，北京 100081)

安寧河—則木河斷裂帶是川滇活動地塊的東邊界，該區(qū)域近年來一直被劃定為地震重點監(jiān)視區(qū)。為了加強這一區(qū)域的微震監(jiān)測，研究斷層深部的變形特征，自2013年1月以來，沿安寧河、則木河和大涼山斷裂帶布設(shè)了32個流動地震觀測點。初步監(jiān)測結(jié)果顯示，西昌流動地震臺陣的監(jiān)測能力明顯高于區(qū)域地震臺網(wǎng)，可對觀測區(qū)內(nèi)ML0.8級以上的微震進(jìn)行有效監(jiān)測。西昌地震臺陣的建立明顯提高了安寧河、則木河和大涼山斷裂帶的地震監(jiān)測能力，使監(jiān)測能力由ML2.0提高至ML0.8。初步監(jiān)測結(jié)果顯示，地震主要沿安寧河—則木河斷裂和大涼山斷裂分布，石棉附近的地震活動水平明顯高于其他地區(qū)，安寧河斷裂在石棉附近的震源深度存在明顯差異，東側(cè)較深，西側(cè)較淺。

西昌臺陣；安寧河—則木河斷裂；微震活動

安寧河—則木河斷裂帶是川滇活動地塊的東邊界，是一條大型的左旋走滑活動斷裂帶，歷史地震和地震地質(zhì)研究表明該區(qū)域歷史上曾發(fā)生多次強震，斷裂北段的“缺震”狀態(tài)和古地震研究結(jié)果表明，北段目前已進(jìn)入了強震活動的復(fù)發(fā)間隔期[1-5]。現(xiàn)代地震活動的空間非均勻性反映出安寧河斷裂冕寧—西昌段正處于高應(yīng)力背景下的閉鎖狀態(tài)，其核心部分是一個較大尺度的凹凸體，該斷裂的冕寧—西昌段是未來大地震潛在危險段[6]。晚更新世以來，安寧河斷裂帶的平均左旋走滑速率為3～7 mm/a，東西向由于逆沖斷層運動造成的擠壓縮短速率約為1.7～4.0 mm/a。有歷史記錄以來該區(qū)域曾先后發(fā)生1480年石棉—冕寧7級地震、1489年西昌、越西一帶6級地震、1536年西昌北7級地震、1732年西昌東南6級地震、1850年西昌—普格7級地震，以及1952年冕寧、石龍一帶6級地震等強烈地震。據(jù)此，該區(qū)域近年來一直被劃定為地震重點危險區(qū)，但危險區(qū)劃定后，針對這一地區(qū)的跟蹤研究還很少。因此，在石棉—冕寧—西昌一帶開展流動地震臺站密集觀測，獲得地震活動的時空變化特征，以及斷裂帶深部的波速變化和地殼應(yīng)力場的變化特征，對于認(rèn)識和理解斷裂帶上地震的孕震過程和評價活動斷裂帶潛在的強震危險性具有重要意義。

1 研究背景

近年來，在一些地震臺網(wǎng)布局比較密集的地區(qū)相繼觀測到“靜地震”或“無震滑動”，以及“間歇性脈動與滑動”。這些地殼產(chǎn)生的信號可能與地震成核有關(guān)，捕捉這些信號有望為地震預(yù)測提供新的研究題目，這些研究對地震觀測臺網(wǎng)的密度有較高的要求。如，在La Roeea等、Rubinstein等和Ghosh等的對非火山顫動信號研究中，他們使用的數(shù)據(jù)就是來自于臺間距分別為150～300 m、0.6～2.0 km和1.3 km的地震觀測臺站，Shelly等在圣安德烈斯斷層發(fā)現(xiàn)的低頻地震信號來自于地下25 km深處[7-11]。要想對這些信號進(jìn)行有效觀測，觀測臺的間距必須小于20 km。目前，中國的臺網(wǎng)密度還很難滿足這一條件，即使在地震臺網(wǎng)最為密集的首都圈地區(qū)，觀測臺站的間距也在35 km以上。一種可行的辦法是在地震重點危險區(qū)進(jìn)行地震加密觀測，將有限的觀測資源集中使用，以期能捕捉到與地震成核有關(guān)的特征信號。

在中國地震局地球物理研究所基本科研業(yè)務(wù)經(jīng)費的支持下，中國地震局地球物理研究所與四川省地震局西昌地震中心站聯(lián)合開展合作研究，在石棉—冕寧—西昌一帶布設(shè)了32套流動地震觀測設(shè)備，對這一區(qū)域開展流動加密觀測，獲得地震重點危險區(qū)的跟蹤觀測數(shù)據(jù)，為微弱地震信號識別、應(yīng)力狀態(tài)和波速變化監(jiān)測、地震精定位、凹凸體劃定等研究提供觀測數(shù)據(jù)，也為地震重點危險區(qū)的跟蹤研究提供數(shù)據(jù)支持。

2 西昌流動地震臺陣簡介

圖1 西昌地震臺陣臺站分布

西昌流動地震臺陣觀測點布設(shè)在安寧河斷裂帶附近地區(qū)(參見圖1)。臺陣整體呈南北向分布，北起瀘定，經(jīng)過石棉、冕寧、西昌向南至普格，南北向展布約280 km，東西向?qū)捊?60 km。西昌流動地震臺陣由32個寬頻帶地震臺站組成，平均臺間距16 km，在石棉地區(qū)的平均臺間距小于10 km。各臺站的分布位置如圖1所示。儀器采用Guralp CMG-3T型地震計和Reftek 130S型數(shù)據(jù)采集器，所有臺站電源都使用太陽能供電。地震計多架設(shè)在基巖上，部分臺站的外觀如圖2所示。項目建設(shè)組自2012年10月份開始野外工作，經(jīng)過一段時間，陸續(xù)完成了西昌地震臺陣的勘選、建臺工作，之后使用尋北儀測定儀器方向。2013年1月份開始安裝觀測儀器，目前臺陣儀器已經(jīng)連續(xù)觀測2年，數(shù)據(jù)平均連續(xù)率為98.7%。西昌臺陣于2013年1月13日起正式產(chǎn)出觀測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)實時傳輸至中國地震探測臺陣數(shù)據(jù)中心，地震編目工作由四川省地震局西昌中心站協(xié)助完成。

圖2 西昌臺陣觀測點外觀

3 地震活動特征初步分析

西昌臺陣自2013年1月份運行以來，目前已記錄到約4 000個近震。經(jīng)過對地震的連續(xù)波形進(jìn)行了分析、處理以后，完成了3 893個地震的定位和震級測定。地震定位使用的軟件程序是Hypo2000。圖3是這些地震的M-t圖。從這些數(shù)據(jù)來看，震級分布范圍為：-0.5≤ML≤4.7，多數(shù)地震為0.0≤ML≤2.0。西昌地震臺陣對于地震的平均水平定位誤差為1.1 km、平均垂直定位誤差為1.8 km，平均定位殘差為0.12 s。從M-t圖可以看出，觀測區(qū)內(nèi)每天發(fā)生的微震數(shù)量約5個。觀測期間記錄到的最大地震為2014年10月1日的越西Ms5.0地震。圖4是西昌地震臺陣和區(qū)域地震臺網(wǎng)記錄到的地震活動對比圖。同樣可以看出西昌地震臺陣記錄到的地震明顯多于區(qū)域地震臺網(wǎng)給出的結(jié)果，對于地震的捕捉能力有明顯提高。這些地震主要集中分布在安寧河斷裂北段的石棉附近，而在中段和南段以及則木河斷裂地區(qū)的地震則較少。關(guān)于地震的震源深度，在石棉附近，安寧河斷裂東西兩側(cè)的震源深度存在顯著差異，東側(cè)地震震源較深，西側(cè)震源較淺。從垂直于斷裂帶的震源深度剖面顯示來看，地震震源深度變化大，揭示了安寧河斷裂為傾角較陡的走滑斷裂。地震活動清楚的展示出在石棉—冕寧—西昌附近存在一線性分布的地震條帶。

黑線表示ML0級以上的地震，灰線表示ML0級以下上的地震

(2013年1月至2014年12月)

4 結(jié)論

西昌地震臺陣的建立明顯提高了安寧河、則木河和大涼山斷裂帶的地震監(jiān)測能力，使監(jiān)測能力由ML2.0提高至ML0.8。初步監(jiān)測結(jié)果顯示，地震主要沿安寧河—則木河斷裂和大涼山斷裂分布，石棉附近的地震活動水平明顯高于其他地區(qū)，安寧河斷裂石棉附近的震源深度存在明顯差異，東側(cè)較深，西側(cè)較淺。西昌地震臺陣兩年來已觀測到大量的微震事件，后續(xù)工作將利用地震目錄開展地震活動性分析，同時利用近震層析成像、噪聲層析成像和接收函數(shù)等方法研究這一區(qū)域的深部結(jié)構(gòu)，為深入分析這一區(qū)域的地震危險性提供數(shù)據(jù)支持。

[1] 何宏林,池田安隆. 安寧河斷裂帶晚第四紀(jì)運動特征及模式的討論. 地震學(xué)報,2007，29(5): 537-550.

[2] 冉勇康，陳立春，程建武，等. 安寧河斷裂冕寧以北晚第四紀(jì)地表變形與強震破裂行為.中國科學(xué)：D輯，2008，38(5)：543-554.

[3] 聞學(xué)澤，范軍，易桂喜，等. 川西安寧河斷裂上的地震空區(qū).中國科學(xué)：D輯，2008，38(7)：797-807.

[4] 聞學(xué)澤. 四川西部鮮水河—安寧河—則木河斷裂帶的地震斷裂分段特征.地震地質(zhì)，2000，22(3)：239-249.

[5] 徐錫偉，聞學(xué)澤，鄭榮章. 川滇地區(qū)活動最新構(gòu)造變動樣式及動力來源.中國科學(xué)：D輯，2003，33(增刊)：151-162.

[6] 易桂喜，聞學(xué)澤，范軍，等. 由地震活動參數(shù)分析安寧河—則木河斷裂帶的現(xiàn)今活動習(xí)性及地震危險性.地震學(xué)報，2004，26(3)：294-303.

[7] 張培震，鄧起東，張國民，等. 中國大陸的強震活動與活動地塊.中國科學(xué)：D輯，2003,33(增刊)：12-20.

[8] Ghosh A，Vidale J E，Peng Z,et al.2009，Complex nonvolcanic tremor near Parkfield，California，triggered by the great 2004 Sumatra earthquake，J．Geophys．Res．，114，B00A15，doi：10．1029/2008JB0O6062．

[9] La Rocca M，MeCausland W，Galluzzo D,et al.2005，Array measurements of deep tremor signals in the Cascadia subduction zone，Geophys． Res． Lett．，32，L21319，doi：10．1029/2005GL023974．

[10] Rubinstein J L，La Rocea M，Vidale J E,et al.Tidal modulation of nonvolcanic tremor，Science，2008，319，186-189．

[11] Shelly D R. (2010), Migrating tremors illuminate complex deformation beneath the seismogenic San Andreas fault, Nature, 463, 648-652, doi:10.1038/nature08755.

Micro-seismic observation by Xichang Temporary Seismic Array

Wang Song1, Zhang Zhenxun1, Fang Lihua2

(1.Xichang Seismic Central Station，Earthquake Administration of Sichuan Province，Sichuan Xichang 615022;2.Institute of Geophysics, China Earthquake Administration，Beijing 100081, China)

The Anninghe-Zemuhe fault is the eastern boundary of Sichuan-Yunnan block. This region has been classified as seismic risk zone in recent years. In order to strengthen earthquake monitoring in this area and study the deformation characteristics of deep faults, we deployed 32 temporary seismic stations along the Anninghe fault, the Zemuhe fault and Daliangshan fault since January 2013. Preliminary results show that the monitoring capability of the Xichang seismic array is much higher than the regional seismic network. The array can monitor earthquakes with magnitude larger thanML0.8 effectively. The earthquakes occur mainly along the Anninghe, Zemuhe and Daliangshan faults. The seismic intensity of Shimian County is higher than other areas. The seismic source depth of the eastern block is deeper than that of the western block.

Xichang seismic observation array; Anninghe-Zemuhe fault; Micro-seismicity

2015-06-08

王松(1976-)，男，四川省西昌市人，工程師,xcyctw@163.com.

P315.4

B

1001-8115(2015)03-0005-04

10.13716/j.cnki.1001-8115.2015.03.002