梁姍姍 鄒立曄 劉艷瓊 張雪梅

（中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心，北京 100045）

引言

據(jù)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)測(cè)定，北京時(shí)間2021年12月1日0時(shí)—31日24時(shí)，中國(guó)大陸地區(qū)共發(fā)生M≥4.0地震6次（表1）。其中，最大1次為2021年12月19日青海海西州茫崖市M5.3地震。本文對(duì)這些地震進(jìn)行震源機(jī)制反演，進(jìn)一步豐富中國(guó)測(cè)震臺(tái)網(wǎng)地震編目產(chǎn)出內(nèi)容，以期填補(bǔ)地震常規(guī)數(shù)據(jù)產(chǎn)出方面地震新參數(shù)目錄的空白。

表1 2021年12月中國(guó)大陸地區(qū)M≥4.0地震基本參數(shù)Table 1 Events list of the earthquakes with M≥4.0 in the mainland of China in December 2021

圖1 6次M≥4.0以上地震震中位置和所用臺(tái)站分布Fig. 1 Map of the epicenters of the 6 earthquake events with M≥4.0 and the distribution of used stations

表2 2021年12月中國(guó)大陸地區(qū)M≥4.0地震的震源機(jī)制結(jié)果Table 2 Focal mechanism solutions of the earthquakes with M≥4.0 in the mainland of China in December 2021

圖2 本文所得震源機(jī)制解對(duì)應(yīng)的三分量理論 （紅色） 和實(shí)際 （黑色） 波形對(duì)比圖。圖中右測(cè)字符表示臺(tái)站代碼，波形上方數(shù)字為方差減少量值，代表波形擬合程度Fig. 2 Comparison of the three-component theoretical （red） and observational （black） waveforms corresponding to focal mechanism solutions obtained in this paper. The station codes are plotted on the right of the figure，the numbers above the waveforms are variance reduction which indicate the fitting degree of waveform

1 資料與方法

本文使用中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)固定臺(tái)站的地震波形資料，根據(jù)方位角和波形質(zhì)量，選取震中周邊400 km以內(nèi)的臺(tái)站參與震源機(jī)制反演計(jì)算。圖1給出了所使用臺(tái)站的分布。

本文采用ISOLA近震全波形方法[1-2]，對(duì)中國(guó)大陸地區(qū)M≥4.0地震進(jìn)行震源機(jī)制反演，并確定其最佳震源機(jī)制解和相應(yīng)的矩心深度。該方法主要采用迭代反褶積算法進(jìn)行矩張量反演，可以設(shè)置單一點(diǎn)源或多點(diǎn)源震源模型，通過網(wǎng)格搜索和最小二乘法反演得到地震的最佳矩張量解。反演時(shí)，采用中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心速報(bào)目錄中終報(bào)結(jié)果作為基本參數(shù)，以震中為起始點(diǎn)，矩心深度的搜索范圍為1—30 km，步長(zhǎng)為1 km，矩心時(shí)間偏移的搜索范圍為發(fā)震時(shí)刻前后2.25 s，時(shí)間步長(zhǎng)為0.1 s，采用偏矩張量反演模式，基于單一點(diǎn)源模型在時(shí)間和空間范圍內(nèi)搜索震源機(jī)制最優(yōu)解，并將震源機(jī)制反演得到的波形互相關(guān)系數(shù)作為震源深度的函數(shù)，反演不同深度的震源機(jī)制解，以最大波形擬合系數(shù)對(duì)應(yīng)的矩心深度和震源機(jī)制解為最佳結(jié)果。

本文震源機(jī)制反演使用的一維速度模型參考了Crust2.0全球速度模型[3]，應(yīng)用離散波數(shù)法[4-5]計(jì)算得到格林函數(shù)，采樣頻率為1 Hz。

2 結(jié)果分析

經(jīng)過對(duì)地震事件波形的預(yù)處理和反演過程，本文得到了6次M≥4.0地震事件的震源機(jī)制解，具體震源參數(shù)如表2和圖1所示。波形擬合方差減少量（VR）和條件數(shù)（CN）可以用來(lái)判斷反演結(jié)果的可靠性。圖2給出了6次地震震源機(jī)制反演理論波形和觀測(cè)波形對(duì)比圖，由圖可以看出，觀測(cè)波形和理論波形的匹配度較高，所對(duì)應(yīng)的波形擬合圖方差減少量（VR）均大于0.6。此外，我們利用震源機(jī)制三角形分類方法將本文所得到的震源機(jī)制解進(jìn)行分類，其中，逆斷型3次，走滑型2次，未知型1次（圖3）。

圖3 2021年12月中國(guó)大陸地區(qū)M≥4.0地震類型圖解Fig. 3 The category diagram of the earthquakes in the mainland of China in December 2021

圖4 本文所得震源機(jī)制解Fig. 4 The focal mechanism solutions obtained in this paper

本文所得震源機(jī)制類型和區(qū)域構(gòu)造密切相關(guān)，反映了震源區(qū)構(gòu)造應(yīng)力環(huán)境（圖4）。2021年12月17日新疆烏魯木齊發(fā)生的M4.4地震和12月19日青海茫崖發(fā)生的M5.3地震均為逆斷型地震，分別位于天山和青藏高原東北緣地區(qū)，震源區(qū)處于擠壓的構(gòu)造環(huán)境。2021年12月1日四川長(zhǎng)寧M4.2地震、2021年12月30日青海格爾木M4.9地震分別發(fā)生在青藏高原東南隅川滇塊體東側(cè)和青藏高原中部東昆侖斷裂帶區(qū)域，同樣顯示出擠壓構(gòu)造性質(zhì)。發(fā)生在青藏高原東北部的2021年12月6日青海甘德M4.7地震和華南地塊的2021年12月22日江蘇天寧M4.2地震表現(xiàn)為走滑型地震，反映了這兩個(gè)地震所在震源區(qū)主要受走滑斷裂所控制。

致謝

感謝中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心趙博副研究員、國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心徐志國(guó)高級(jí)工程師和應(yīng)急管理部國(guó)家自然災(zāi)害防治研究院張廣偉副研究員在震源機(jī)制解結(jié)果驗(yàn)證方面和文章成文過程中給予的幫助。