2021年5月22日青?，敹郙7.4地震的快速測(cè)定與數(shù)據(jù)產(chǎn)品產(chǎn)出

鄧文澤 楊志高 席楠 劉敬光 戴丹青 梁建宏 杜廣寶 孫麗 黃志斌

中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心，北京 100045

0 引言

根據(jù)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心測(cè)定，2021年5月22日02時(shí)04分11.3秒(北京時(shí)間)青海果洛藏族自治州瑪多縣(34.59°N，98.34°E)發(fā)生M7.4地震，震源深度17km(1)http://www.cenc.ac.cncencdzxx/369255/index.html。本次地震震中位于黃河鄉(xiāng)，距瑪多縣城38km，距西寧380km，震中海拔高度4258m，青海、甘肅、四川等地震感明顯，局部地區(qū)震感強(qiáng)烈。截至5月24日，地震共計(jì)造成18人受傷、青海省果洛藏族自治州及玉樹藏族自治州6縣26個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)32431人受災(zāi)(2)http://www.chinanews.com/sh/2021/05-24/9484432.shtml。

1 地震參數(shù)速報(bào)

中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心自2013年開展自動(dòng)速報(bào)工作以來，能夠在震后3min產(chǎn)出自動(dòng)速報(bào)結(jié)果，在震后10min產(chǎn)出正式速報(bào)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了地震速報(bào)“既快又準(zhǔn)”。在本次地震中，自動(dòng)速報(bào)系統(tǒng)于北京時(shí)間02時(shí)07分發(fā)布了“在青海果洛藏族自治州瑪多縣附近(34.63°N，98.52°E)發(fā)生7.1級(jí)左右地震”的信息。正式速報(bào)信息于22日02時(shí)13分發(fā)布，正式速報(bào)結(jié)果與自動(dòng)速報(bào)結(jié)果的震中偏差約為17km，正式速報(bào)震級(jí)為M7.4，用時(shí)9min。地震參數(shù)的快速測(cè)定是抗震救災(zāi)的“發(fā)令槍”，地震發(fā)生后中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心立即組織開展各項(xiàng)應(yīng)急工作。本次地震的正式速報(bào)參數(shù)及國(guó)際同行機(jī)構(gòu)的測(cè)定結(jié)果(最后訪問時(shí)間為2021年5月27日12時(shí))，如表1 所示；本次地震的主震震中位置、震中臺(tái)站分布及周邊區(qū)域歷史地震分布情況，如圖1 所示。

表1青?，敹郙7.4地震全球各地震學(xué)機(jī)構(gòu)測(cè)定結(jié)果

震中距/km臺(tái)站數(shù)0≤Δ≤5010≤Δ≤10010≤Δ≤20060≤Δ≤300230≤Δ≤400420≤Δ≤50061最近臺(tái)站震中距瑪多臺(tái)36km

2 余震監(jiān)測(cè)

2021年5月22日青海瑪多M7.4地震發(fā)生后，余震頻發(fā)。截至2021年5月27日12時(shí)，瑪多地震序列共記錄到ML1.0以上余震2643次，其中ML1.0～1.9地震1680次，ML2.0～2.9地震744次，ML3.0～3.9地震188次，ML4.0～4.9地震25次，ML5.0～5.9地震6次，最大余震為5月22日10時(shí)29分ML5.6地震。青?，敹郙7.4地震ML≥5.0的事件目錄見表2，震后快報(bào)編目ML≥3.0的余震分布見圖2，由圖可見余震在震中兩側(cè)均有分布，呈NW-SE向條帶狀展布。

表2青?，敹郙7.4地震主震及ML≥5.0余震(截至2021年5月27日12時(shí))

3 應(yīng)急產(chǎn)品產(chǎn)出

地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)應(yīng)急產(chǎn)品產(chǎn)出服務(wù)最早可追溯至2008年(鄒立曄等，2018、2019)，截至2021年5月中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心已完成國(guó)內(nèi)外大震應(yīng)急產(chǎn)品產(chǎn)出500余次。近年來，隨著應(yīng)急產(chǎn)品產(chǎn)出工作的要求不斷提高，中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心預(yù)警速報(bào)部逐步實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品產(chǎn)出自動(dòng)化和圖集匯集自動(dòng)化工作。青?，敹郙7.4地震發(fā)生后，中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心聯(lián)合地震行業(yè)多家單位產(chǎn)出了一系列豐富的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，由中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心進(jìn)行產(chǎn)品匯集，編制了《2021年5月22日青?，敹郙7.4地震應(yīng)急數(shù)據(jù)產(chǎn)品綜合圖集》。該圖集在震后20min自動(dòng)生成，并于震后25min發(fā)布第一版，隨后不斷更新，于2021年5月22日12時(shí)更新至第六版。該圖集包含地震基本參數(shù)、歷史地震分布、臺(tái)網(wǎng)分布、地震構(gòu)造、余震精定位、震源機(jī)制解、儀器地震烈度、推測(cè)烈度、庫(kù)侖破裂應(yīng)力、構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)、震源破裂過程等9類14種產(chǎn)品，各類數(shù)據(jù)產(chǎn)品對(duì)本次地震的孕震機(jī)理研究和震后應(yīng)急救援起到了關(guān)鍵性作用。

3.1 臺(tái)網(wǎng)臺(tái)站與歷史地震分布

青?，敹郙7.4地震的基本信息、歷史地震分布和余震分布情況分別見圖1 和圖2。本次地震震中周邊的測(cè)震臺(tái)站較為稀疏，距離震中最近的臺(tái)站為瑪多縣瑪多臺(tái)(QH/MAD)，約為36km，震中500km范圍內(nèi)臺(tái)站數(shù)為61個(gè)。青?，敹郙7.4地震為一次發(fā)生在巴顏喀拉塊體邊界的走滑型地震事件，有歷史記錄以來震中附近發(fā)生過6次M6.0以上地震(顧功敘，1983)。該區(qū)域地震主要發(fā)生在東昆侖斷裂和達(dá)日斷裂，1947年達(dá)日7.7級(jí)地震是至今該區(qū)域最大的一次地震。

圖 2 青?，敹郙7.4地震ML≥3.0余震分布

3.2 震源機(jī)制解

中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心主要采用2種震源機(jī)制解反演方法：W-phase方法(Kanamori et al，2008)和近場(chǎng)全波形反演方法(Herrmann，2013)，前者主要針對(duì)國(guó)內(nèi)外強(qiáng)震(M≥7.0)，后者主要服務(wù)于國(guó)內(nèi)中等強(qiáng)度的地震(M≥4.0)。本次地震的震源機(jī)制解采用W-phase方法，結(jié)果為：矩震級(jí)MW7.4，矩心深度25km，斷層節(jié)面Ⅰ的走向、傾角和滑動(dòng)角分別為 102°/81°/-11°， 斷層節(jié)面Ⅱ走向、傾角和滑動(dòng)角分別為194°/79°/-171°。初步推斷本次地震為陡傾角走滑型事件(圖3)。

圖 4給出了該區(qū)域內(nèi)5級(jí)以上地震的震源機(jī)制解(數(shù)據(jù)來源于全球矩心矩張量數(shù)據(jù)中心(GCMT)(3)https://www.globalcmt.org/)，由圖可見該區(qū)域地震以走滑型為主。表3 列出了一些機(jī)構(gòu)對(duì)青?，敹郙7.4地震的反演結(jié)果，綜合圖4 和表3 的結(jié)果可知，各機(jī)構(gòu)對(duì)本次地震的震源機(jī)制解反演結(jié)果基本一致，并與該構(gòu)造區(qū)域內(nèi)的歷史矩張量解保持一致；本次地震為一次走滑型的事件，真實(shí)破裂面為NW-SE向(102°/81°/-11°)。

發(fā)震時(shí)刻(北京時(shí)間)(年-月-日 T時(shí):分:秒)東經(jīng)/(°)北緯/(°)節(jié)面Ⅰ/(°)節(jié)面Ⅱ/(°)矩震級(jí)MW質(zhì)心深度/km 走向傾角滑動(dòng)角走向傾角滑動(dòng)角2021-05-22T02:04:11.398.3434.5910281-1119479-1717.425地震類型(初判): 走滑型為主

圖 4 歷史震源機(jī)制解分布圖(數(shù)據(jù)源自GCMT)

表3青海瑪多M7.4地震震源機(jī)制解各機(jī)構(gòu)產(chǎn)出結(jié)果

3.3 震源破裂過程

圖 5 震源破裂過程反演(a)震中-臺(tái)站位置分布；(b)震源時(shí)間函數(shù)；(c)地震斷層滑移分布投影；(d)地震斷層面滑動(dòng)分布

圖 6 青?，敹郙7.4地震儀器地震烈度圖

3.4 地震動(dòng)強(qiáng)度分布

中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心自主研發(fā)了一套烈度速報(bào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)接收并處理分析臺(tái)站波形記錄，結(jié)合震源參數(shù)和臺(tái)站實(shí)測(cè)地震動(dòng)參數(shù)，快速判斷地震破裂斷層方向和破裂分布，同時(shí)利用實(shí)測(cè)地震儀器烈度修正烈度衰減關(guān)系，快速評(píng)估地震烈度分布。該烈度速報(bào)系統(tǒng)在自動(dòng)速報(bào)完成后5min內(nèi)實(shí)時(shí)產(chǎn)出儀器地震烈度圖(圖6)，并在震后15min內(nèi)產(chǎn)出推測(cè)地震烈度圖(圖7)，可以看出本次地震推測(cè)烈度最高達(dá)到Ⅸ度，Ⅵ度以上區(qū)域面積約為19611km2。

圖 7 青?，敹郙7.4地震推測(cè)地震烈度分布圖

圖 8 區(qū)域地震構(gòu)造圖(中國(guó)地震局地質(zhì)研究所吳熙彥提供)

圖 9 周邊構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)(應(yīng)急管理部國(guó)家自然災(zāi)害防治研究院胡辛平提供)

3.5 區(qū)域構(gòu)造背景與應(yīng)力場(chǎng)分布

區(qū)域構(gòu)造圖(圖8)顯示本次地震震中位于巴顏喀拉板塊，震中附近主要的發(fā)震斷層為瑪多-甘德斷層，斷層走向?yàn)镹W-SE向，這與余震展布(圖2)的方向表現(xiàn)一致。震中周邊區(qū)域的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)(圖9)結(jié)果顯示，該區(qū)域水平最大主應(yīng)力方向?yàn)镹E-SW向，非均勻尺度在350km左右，表明區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)具有較強(qiáng)的非均勻性，應(yīng)力方向可以在一定的范圍內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定，該地區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)最大主應(yīng)力軸為NE-SW向，最小主應(yīng)力軸為NNW-SSE向，屬于逆走滑型應(yīng)力結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)論

2021年5月22日青?，敹喟l(fā)生M7.4地震，中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心快速、準(zhǔn)確地完成了主震和余震的參數(shù)測(cè)定，并聯(lián)合中國(guó)地震局多家單位完成震后應(yīng)急產(chǎn)品產(chǎn)出和匯集工作，在科學(xué)方法的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了各類地震數(shù)據(jù)的深加工，為震后應(yīng)急救災(zāi)提供了指導(dǎo)意見。

各類數(shù)據(jù)產(chǎn)品結(jié)果顯示，本次地震極震區(qū)烈度達(dá)到Ⅸ度，Ⅵ度以上區(qū)域面積約為19611km2。余震呈NW-SE向條帶狀展布，結(jié)合區(qū)域地震構(gòu)造圖、應(yīng)力場(chǎng)和震源機(jī)制解的結(jié)果可初步推測(cè)，此次地震為一次陡走滑型事件，真實(shí)破裂面為NW-SE向(102°/81°/-11°)。震源破裂過程的結(jié)果表明，此次地震破裂持續(xù)時(shí)間約45s，主要能量在震后30s釋放，最大滑動(dòng)位移為4.5m，在近地表，推測(cè)可能存在地表破裂。

致謝：中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心預(yù)警速報(bào)部應(yīng)急產(chǎn)品產(chǎn)出服務(wù)工作組提供了豐富的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，審稿專家提出了寶貴的修改意見，在此一并表示感謝。