2020年西藏丁青M5.1地震淺析

次吉卓瑪 次仁多吉 益西拉姆 索朗多吉 索朗南杰

（西藏自治區(qū)地震局，西藏 拉薩 850000）

1 西藏丁青M5.1地震序列基本概述

中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)（CENC）測(cè)定，2020 年1 月25 日06時(shí)56分04秒，西藏昌都市丁青發(fā)生M5.1地震（簡(jiǎn)稱丁青M5.1 地震），震源深度10km。本次地震序列4.0 級(jí)以上地震的震源參數(shù)如表1 所列，中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心（CENC）的結(jié)果。

表1 CENC與USGS等機(jī)構(gòu)給定的丁青M5.1序列中M4地震的震源參數(shù)

表1 CENC與USGS等機(jī)構(gòu)給定的丁青M5.1序列中M4地震的震源參數(shù)

據(jù)西藏地震臺(tái)網(wǎng)測(cè)定，截止2020 年8 月31 日24時(shí)，ML 1.0 地震共記錄到100 次（如圖1），其中ML1.0-1.9 地震17 次，ML2.0-2.9 地震71 次，ML3.0-3.9 地震10 次，ML4.0-4.9 地震1 次，ML5.0-5.9 地震1次。最大余震為3月4日21點(diǎn)28分ML4.2[1]。

圖1 2020年1月25日丁青M5.1地震震中分布圖

丁青5.1 級(jí)地震序列M-t 和N-t 圖（圖2）顯示，本次地震余震活動(dòng)強(qiáng)度較弱、頻度偏低。余震發(fā)展過程中序列小震早期呈有起伏的衰減態(tài)勢(shì)，整體衰減速度較慢，后期強(qiáng)度明顯衰減，頻度衰減較快[2]。本次余震序列震級(jí)以地震后居多，地震余震較少。整體活動(dòng)呈現(xiàn)“活動(dòng)-平靜”現(xiàn)象。

圖2 2020年1月25日丁青M5.1地震序列M-t和時(shí)頻度圖

空間分布結(jié)果顯示，余震主要分布于主震北西地區(qū)，余震密集區(qū)整體呈近NNE 向分布，其長(zhǎng)軸為35km，短軸為7km。多數(shù)地震位于主震西部3km 范圍內(nèi)。整體余震活動(dòng)由南向北，即由距離主震較遠(yuǎn)的地區(qū)向震中附近遷移的特征。

地震發(fā)生后，西藏自治區(qū)地震局按照應(yīng)急預(yù)案和地震應(yīng)急工作流程有力有序開展處置工作。在中國(guó)地震局的指導(dǎo)下，西藏自治區(qū)地震局立即啟動(dòng)Ⅲ級(jí)應(yīng)急響應(yīng)程序，開展應(yīng)急處置工作。監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)中心召開緊急會(huì)商會(huì)及后續(xù)趨勢(shì)研判會(huì)商。

2 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景及歷史地震情況

2.1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景

此次地震位于玉樹－雅江地震構(gòu)造帶，距離最近的斷層是巴青-類烏齊斷裂（如圖3）。地震帶形態(tài)呈現(xiàn)菱形塊體北西方向展布，活動(dòng)斷裂組成四周邊界。主要的活動(dòng)斷裂有：巴青-類烏齊斷裂、尼日阿錯(cuò)改-巴慶斷裂、怒江斷裂、雜多斷裂帶、雁石坪南斷裂、邊壩－洛隆斷裂帶等。

圖3 玉樹-雅江地震構(gòu)造帶震中分布圖

2.1 歷史地震情況

帶內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)前列，沿?cái)嗔褞Х植加斜姸嗟臄嘞菖璧丶靶律两祬^(qū)。褶皺、斷裂發(fā)育，斷裂與7級(jí)以上地震關(guān)系相當(dāng)密切相關(guān)。本帶地震活動(dòng)的頻度、強(qiáng)度大，遷移特征較明顯。統(tǒng)計(jì)帶內(nèi)1970以來中強(qiáng)震序列34 次，占全省序列總數(shù)的45.9%，序列類型也較多，其中孤立型17次，主—余型10次，多震型7次?？梢钥闯鲈搸б怨铝⑿托蛄袨橹?，其孤立型序列的個(gè)數(shù)占全省同類型序列的56.3%.在此需要說明的是，地震臺(tái)網(wǎng)布局偏離該區(qū)，地震監(jiān)測(cè)能力較低，一般ML3.0級(jí)以下地震漏記甚多。由此認(rèn)為該區(qū)6級(jí)以上地震序列類型判斷較為可靠[3]。而存在不確定性的是6 級(jí)以下，尤其5 級(jí)地震序列的類型判斷。其中有些孤立型地震可能是由于監(jiān)測(cè)能力低，低震級(jí)地震漏記而造成的（如圖4）。

圖4 2000年以來玉樹-雅江地震構(gòu)造帶中強(qiáng)震震中分布圖

2000 年以前該區(qū)域中強(qiáng)震地震以孤立型地震為主，而到2000 年以后，隨著該區(qū)域內(nèi)數(shù)字地震觀測(cè)臺(tái)的架設(shè)，監(jiān)測(cè)能力的提高，該地地區(qū)中孤立型地震明顯減少，由此進(jìn)一步認(rèn)為該區(qū)域內(nèi)以往地震中以孤立型地震為主的現(xiàn)象，與地震監(jiān)測(cè)能力有關(guān)，尤以5級(jí)地震最為突出。

3 丁青地震序列及后續(xù)趨勢(shì)分析

3.1 利用傳統(tǒng)方法對(duì)丁青地震序列類型分析和判定

3.1.1 丁青5.1 級(jí)地震調(diào)制性分析。作用于地殼的周期性固體潮可能會(huì)由于震源區(qū)及其周圍應(yīng)力水平相對(duì)較高，對(duì)孕震區(qū)的調(diào)制作用增強(qiáng)[4]。朔日（每月農(nóng)歷初一）前后4 天、望日（每月農(nóng)歷十五）前后4 天，引潮力最大時(shí)段為8天，發(fā)生在這8天的地震為調(diào)制地震，即其余為非調(diào)制地震。

2020年1月25日丁青5.1級(jí)地震序列發(fā)生在農(nóng)歷元月初一，屬于調(diào)制地震，表明該地震序列的地震活動(dòng)與固體潮調(diào)制作用有關(guān)。

3.1.2 丁青地震序列類型早期判定。目前還沒有早期序列震型判定可靠方法。前人針對(duì)中國(guó)大陸地震序列類型開展了大量研究工作（中國(guó)地震局監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)司，2007）[3]，根據(jù)歷史地震資料統(tǒng)計(jì)，提出了劃分地震序列的依據(jù)：（1）以序列中地震釋放能量差RE=Emax/Etotal進(jìn)行序列類型劃分，分類標(biāo)準(zhǔn)為：序列為孤立型；序列為主-余型；RE＜90%，序列為震群型。（2）序列分類以序列主震M0與12個(gè)月內(nèi)最大余震M1之間的震級(jí)差ΔM=M0-M1進(jìn)行，分類標(biāo)準(zhǔn)為：且余震次數(shù)少，序列為孤立型；0.6序列為主-余型；ΔM＜0.6，序列為多震型。

本次丁青地震序列中最大地震為M5.1（ML5.4），與最大余震M3.7（ML4.2）地震之間的震級(jí)差為1.4；截止到2020 年8 月31 日，最大地震M5.1 地震占序列能量的99.98%.通過以上分析認(rèn)為，本次丁青地震序列為主-余震型。

3.1.3 丁青地震序列類型參數(shù)計(jì)算。截止2020 年8月31 日，該序列共發(fā)生地震100 次。本次序列的p 值結(jié)果顯示序列初期序列衰減較快，而在后期衰減緩慢，目前序列h 值為1.21，反應(yīng)序列衰減正常；b 值為0.36，偏低，序列外推的截距震級(jí)為ML5.0（如圖5）。

圖5 丁青地震序列b值和h值序列曲線

3.2 利用數(shù)字地震學(xué)方法對(duì)丁青地震序列類型分析和判定

3.2.1 丁青地震序列重新定位。速度模型引起的誤差由雙差定位法可以較好的解決，在國(guó)內(nèi)外很多中強(qiáng)地震的余震序列定位中得到了廣泛應(yīng)用，如汶川地震、于田地震6]。

由于本次丁青地震震區(qū)周圍臺(tái)站均位于震區(qū)臺(tái)站分布稀疏，且臺(tái)站記錄的波形數(shù)據(jù)信噪比較低，震相不清晰，無法達(dá)到精定位計(jì)算的基本條件，故未給出該序列的精定位結(jié)果。

3.2.2 丁青地震震源機(jī)制解

3.2.2.1 資料與方法。計(jì)算震源機(jī)制解的方法有很多種，考慮到本次地震發(fā)生在測(cè)震臺(tái)站分布較為稀疏地區(qū)，本次丁青地震序列中地震的震源機(jī)制解、震源矩心深度等我們選用CAP方法反演，由于本序列中符合計(jì)算條件的僅有主震，故僅給出了主震的震源機(jī)制解如圖6所示。

圖6 丁青M5.1地震震源機(jī)制

CAP 方法對(duì)寬頻帶數(shù)字地震波形進(jìn)行帶通濾波，計(jì)算觀測(cè)波形與理論地震波形之間的誤差函數(shù)，并最終獲得最小最佳解。CAP 方法相比較于求解震源機(jī)制解的其他方法，具有所需臺(tái)站少、對(duì)速度模型依賴性小、反演結(jié)果對(duì)地殼橫向變化不敏感等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)震源機(jī)制計(jì)算結(jié)果的可靠性與穩(wěn)定性有保障[7]。

3.2.2.2 丁青M5.1 地震震源機(jī)制。丁青地區(qū)一維速度模型基于重新定位方法獲得，選取西藏區(qū)域地震臺(tái)網(wǎng)記錄的震中周圍500km 范圍內(nèi)波形資料，由于體波數(shù)據(jù)信噪比，數(shù)據(jù)質(zhì)量等，因此處理挑選出的寬頻帶地震臺(tái)數(shù)據(jù)。Pnl波和面波的相對(duì)權(quán)重取為2:1，一些研究結(jié)果表明[8]，同樣，計(jì)算得到的理論地震圖濾波采用相同的濾波參數(shù)。圖7 給出了這次丁青M5.1 地震在實(shí)際波形擬合圖和最佳擬合深度處的理論波形，實(shí)際波形與理論波形具有相對(duì)較好的擬合關(guān)系。

圖7 丁青M5.1地震矩張量反演理論地震波形（紅色）與實(shí)際觀測(cè)地震波形（黑色）

采用CAP 方法中波形擬合和P 波初動(dòng)聯(lián)合反演的算法，解算了丁青M5.1地震的震源機(jī)制解。圖8展示了丁青M5.1 級(jí)地震反演誤差隨深度分布圖，誤差最小的最佳擬合深度為13km。P 軸方位12O，矩震級(jí)為5.36，節(jié)面I：走向28O，傾角69O，滑動(dòng)角28O；節(jié)面II：走向287.2O，傾角64O，滑動(dòng)角156.5O。走滑型為主震斷層錯(cuò)動(dòng)類型，近EW向?yàn)楣?jié)面走向。

圖8 丁青5.1級(jí)地震矩張量反演中波形擬合誤差隨深度變化

3.3 丁青地震序列后續(xù)地震趨勢(shì)判定

本次地震序列通過序列參數(shù)計(jì)算以及頻度差、主震能量和歷史地震類型，分析認(rèn)為本次丁青M5.1 地震序列為主余型。綜合數(shù)字地震學(xué)和傳統(tǒng)地震學(xué)資料分析認(rèn)為，震區(qū)發(fā)生更大地震的可能性較小。

3.4 丁青地震對(duì)鄰近區(qū)域地震趨勢(shì)的可能影響

丁青M5.1 級(jí)地震的發(fā)生不但不能夠緩解西藏強(qiáng)震形勢(shì)，反而進(jìn)一步說明西藏可能進(jìn)入新一輪的中強(qiáng)地震成組活動(dòng)。根據(jù)歷史資料結(jié)果，需密切關(guān)注近期地震活動(dòng)較為活躍的地區(qū)，特別是青藏高原東南部地區(qū)的危險(xiǎn)性較大。

4 結(jié)論

（1）2020 年1 月25 日丁青M5.1 級(jí)地震發(fā)生在調(diào)制時(shí)段，屬于調(diào)制地震，表明該地震的發(fā)生與固體潮調(diào)制作用有關(guān)聯(lián)。

（2）結(jié)合主震和次大地震的震級(jí)差、主震能量和歷史地震類型分析認(rèn)為，丁青M5.1 地震序列為主余型。

（3）CAP 結(jié)果顯示，丁青M5.1 級(jí)地震斷層錯(cuò)動(dòng)類型以走滑型為主。結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造和余震分布認(rèn)為，本次地震的發(fā)震構(gòu)造可能是巴青-類烏齊斷裂。

（4）本次丁青M5.1 地震前，涉及西藏中東部區(qū)域測(cè)震學(xué)異常共3項(xiàng)，分別為尼泊爾8.1級(jí)地震后青藏塊體5 級(jí)帶狀分布、唐古拉地區(qū)4.0 級(jí)空區(qū)、藏東6 級(jí)地震平靜打破。地震發(fā)生后其中2項(xiàng)異常對(duì)應(yīng)了此次丁青M5.1 級(jí)地震。本次地震的發(fā)生表明西藏中強(qiáng)地震可能進(jìn)入了成組活躍時(shí)段，結(jié)合5級(jí)地震成組發(fā)生、西藏6級(jí)地震平靜打破、近期4級(jí)地震條帶的異常增強(qiáng)，分析認(rèn)為，西藏地震形勢(shì)較為嚴(yán)峻，重點(diǎn)關(guān)注青藏高原東南部。