王閱兵, 李瑜, 蔡毅, 蔣連江, 師宏波, 江在森, 甘衛(wèi)軍

1 中國地震局地質(zhì)研究所地震動力學國家重點實驗室，北京 100029 2 中國地震臺網(wǎng)中心，北京 100045 3 中國兵器科學研究院，北京 100089 4 中國兵器北斗應用研究院，北京 100089 5 中國地震局地震預測研究所，北京 100036

0 引言

據(jù)中國地震臺網(wǎng)中心測定，北京時間2021年5月22日2時4分，青海果洛州瑪多縣發(fā)生MS7.4 級地震，震中位于東經(jīng)98.34°，北緯34.59°，震源深度約為17 km.根據(jù)余震精定位結(jié)果顯示，此次地震發(fā)生在巴顏喀拉塊體北部的江錯斷裂帶上(王未來等，2021)，該斷裂呈NWW向分布，向西延伸可與昆侖山口斷裂相連，也稱昆侖山口—江錯斷裂(潘家偉等，2021；李智敏等，2021).已有研究發(fā)現(xiàn)，近一百年來青藏塊體強震活動表現(xiàn)出多期活動和區(qū)域性轉(zhuǎn)移特征，特別是近幾十年來，強震活動轉(zhuǎn)移到巴顏喀拉塊體及其周緣斷裂上，其周緣中強地震頻發(fā)(鄧起東等，2010).1900年以來在青藏高原中部的巴顏喀拉塊體內(nèi)部及周緣發(fā)生了14次7級以上地震.尤其是近20年來，在巴顏喀拉塊體邊界斷裂帶上接連發(fā)生了一系列7級以上強震，包括2001年11月14日青海昆侖山口8.1地震、2008年5月12日四川汶川8.0地震、2010年4月14日青海玉樹7.1地震、2013年4月20日四川蘆山7.0級地震以及2017年8月8日四川九寨溝7.0級地震，表明地震應變能處于加速釋放的態(tài)勢(聞學澤，2018；詹艷等，2021).昆侖山口—江錯斷裂屬于東昆侖斷裂帶南側(cè)的次級斷裂，最新研究推斷此次地震可以看作是2001年昆侖山口8.1級地震沿東昆侖斷裂向東南進一步遷移(潘家偉等，2021).因此，可以認為此次地震是巴顏喀拉塊體邊界斷裂持續(xù)活動的最新結(jié)果.

巴顏喀拉塊體位于青藏高原中部地區(qū)，受北西向走滑斷裂所控制，呈北西向的長條狀塊體(鄧起東等，2010).其北部以東昆侖斷裂為邊界、西部以阿爾金斷裂為邊界、南部以甘孜—玉樹—鮮水河斷裂為邊界、東部以龍門山斷裂為邊界，是目前我國強震活動最強烈的地區(qū)之一(張培震等，2003；Burchfiel et al., 2008；聞學澤，2018).巴顏喀拉內(nèi)部發(fā)育了一序列的與其北邊界東昆侖斷裂大致平行和相交的走滑斷裂，包括瑪多—甘德斷裂、江錯斷裂、甘德南緣斷裂和達日斷裂等，這些斷裂帶向東南主體終止于龍日壩斷裂帶附近，其活動速率明顯要小于甘孜—玉樹—鮮水河斷裂帶和東昆侖斷裂帶(潘家偉等，2021；詹艷等，2021).該塊體以北的青藏高原東北緣普遍存在著強烈的擠壓隆升作用，塊體以南地區(qū)則主要表現(xiàn)為東向擠出(Molnar and Tapponnier, 1975; Tapponnier and Molnar, 1976; Tapponnier et al., 1982, 2001; Zhang et el., 2004).現(xiàn)今三維形變場研究顯示了整個巴顏喀拉塊體呈東向逃逸，是青藏高原地殼運動方向轉(zhuǎn)變的樞紐地區(qū)之一(Shen et al., 2005；Gan et al., 2007；王雙緒等，2013；Liang et al., 2013).在這種強烈地殼形變方式的作用下，整個青藏高原的構(gòu)造形變應變分配變的非常復雜，巴顏喀拉塊內(nèi)部斷裂帶也將會受到不同程度的影響，呈現(xiàn)不同的特征(徐錫偉等，2008；陳長運等，2013；Shen et al., 2005).

為了弄清此次地震在近場引起的同震位移大小及在破裂面上的精細滑動分布，地震發(fā)生后我們迅速搜集了震中區(qū)域的GNSS連續(xù)觀測站數(shù)據(jù)，利用GMAIT/BLOGK軟件解算，獲取了同震位移形變；同時基于余震精定位地表跡線、震源機制解、地質(zhì)斷裂活動構(gòu)造及GNSS近場同震形變等信息構(gòu)建了斷層跡線呈弧線傾角85°傾向西南的曲面模型，然后基于約束條件下最小二乘原理及最速下降法反演方法(SDM)(Wang et al., 2013)分析了地下滑動破裂分布，最后利用正演的方法分析了震中區(qū)域形變和應變場，討論了此次地震震區(qū)范圍內(nèi)的形變特征及影響.

1 GNSS觀測數(shù)據(jù)

地震發(fā)生后，本文迅速對震中附近350 km范圍的GNSS連續(xù)站點進行收集，收集到的GNSS連續(xù)站位置分布如圖1所示.GNSS臺站在震中北側(cè)更加密集，西南側(cè)較為稀少.震中200 km范圍GNSS數(shù)據(jù)具有38個，其中24個北斗地基增強系統(tǒng)區(qū)域網(wǎng)參考站來自中國兵器科學研究院(藍色三角形)，11個省級測繪CORS站來自青?；A(chǔ)測繪院(綠色圓圈)，3個中國大陸構(gòu)造環(huán)境網(wǎng)絡GNSS基準站(紅色方塊).距震中最近的臺站為青?，敹嗾军c，震中距約37 km，該處具有3個站點(MADU、QHMD、BDMD)幾乎并置.此外，還有部分GNSS站點也存在并置的情況，這些數(shù)據(jù)彼此之間能夠相互校核，特別是在垂向同震形變獲取時，針對基站不穩(wěn)定或建站標準不一樣的情況，這一校核將充分保證獲取三維形變場的一致性和可靠性.

已有研究發(fā)現(xiàn)，大震之后余滑和黏彈性松弛效應在近場能夠引起較大形變(Zhao et al., 2017; Diao et al., 2018; Jiang et al., 2019)，本文收集的GNSS數(shù)據(jù)均為連續(xù)站數(shù)據(jù)，時間跨度為震前10天及震后10天.這些連續(xù)站數(shù)據(jù)在獲取此次地震的同震形變時較流動站點更為有利，可以有效避免流動臺站因觀測周期較長而引入的震后余滑和黏彈性松弛帶來的較大影響.

2 同震形變獲取

本文采用GAMIT/GLBOK軟件來處理上述GNSS連續(xù)站觀測數(shù)據(jù)，解算分兩步完成：第一步利用GAMIT來處理獲取松弛解，處理原始數(shù)據(jù)的過程中使用的約束和模型為：基線解算采用軌道松弛(RELAX)模式，并對衛(wèi)星軌道根參數(shù)給予10-8(約20 cm)的約束；對相位觀測值中的模糊度采用偽距約束(LC_AUTCLN)來分辨寬巷(WL)和窄巷(NL)模糊度；顧及多路徑效應的影響，采取的衛(wèi)星截止高度角為13°；對于大氣延遲，先用GPT2模型(Lagler et al., 2013)計算每個臺站的天頂干延遲分量，同時對所有測站每2 h估計1個天頂濕分量，然后用GMF函數(shù)(Boehm et al., 2006)將大氣延遲映射到衛(wèi)星高度角方向，并對每個測站估計2個大氣水平梯度參數(shù)；假定剩余殘差分布依賴于衛(wèi)星高度角，采用模型為σ=a2+b2/sin2(elev)，其中σ為誤差，a、b為待定參數(shù)，elev為衛(wèi)星高度角；對于固體潮汐、海洋潮汐和極潮，利用IERS03協(xié)議模型(McCarthy and Petit, 2004)進行扣除；對于天線相位中心變化，利用IGS發(fā)布的絕對天線相位中心模型(Schmid et al., 2007)進行改正.利用這些約束和模型，處理得到區(qū)域臺站的單日松弛解，同時也處理了全球均勻分布的200多個IGS框架站點觀測數(shù)據(jù)，得到框架站點的單日松弛解.第二步利用GLOBK軟件將解算得到的多個單日松弛解綁定形成一個包含所有臺站參數(shù)的單日松弛解，然后通過選取全球均勻穩(wěn)定的自洽的IGS框架站點為約束，利用七參數(shù)轉(zhuǎn)換法將松弛解固定到ITRF14框架下，最終得到ITRF14框架下的坐標時間序列(Dong et al., 1998).

在獲取坐標時間序列之后，文本采用兩種方法分別計算了同震形變：一是基于線性分段函數(shù)模型的最小二乘估計方法；二是震前與震后平均坐標差的計算方法.通過對比，發(fā)現(xiàn)兩者在臺站坐標時間序列較為穩(wěn)定時能夠獲取較為一致的結(jié)果.但由于坐標時間序列時間尺度較短，最小二乘估計受隨機誤差、系統(tǒng)誤差等影響，使得同震形變具有較大的波動性，這時需要有較為準確的先驗速率為約束來減小速率估計誤差帶來的影響.而本文收集到的數(shù)據(jù)只有震前和震后10天數(shù)據(jù)，無法給出相對準確的臺站速率.另外考慮到，震前及震后短時間的平均可以減少隨機誤差影響.因此，本文給出的同震形變?yōu)檎鹎芭c震后坐標時間序列平均差的結(jié)果，相應的同震形變誤差則是基于坐標時間序列誤差，通過誤差傳播定律計算得到.

圖1 震中附近的GNSS連續(xù)站點分布圖紅色五角星為此次地震的震中位置，藍色三角形為中國兵器科學研究院提供的GNSS連續(xù)觀測站，紅色矩形為中國大陸構(gòu)造環(huán)境網(wǎng)絡站點數(shù)據(jù)，綠色圓圈數(shù)據(jù)來源于青?；A(chǔ)測繪院，震源機制解為The Global Centroid-Moment-Tensor(GCMT)結(jié)果(https:∥www.globalcmt.org/)，橘色圓圈為余震精定位結(jié)果(王未來等，2021)，黑色實線為余震事件確定的地表破裂線，紅色實線為InSAR結(jié)果給出的地表破裂線(華俊等，2021)，黃色線條為塊體邊界帶，紅色虛線圈為震中200 km范圍.Fig.1 Map showing continuously operating GNSS stations near the epicenterThe red star indicates the epicenter of the earthquake; the blue triangles are continuous GNSS stations operated by the China Research&Development Academy of Machinery Equipment; the red rectangle are CMONOC stations, and the green circles are data from the Qinghai Institute of Basic Surveying and Mapping. Focal mechanism solutions from The Global Centroid-Moment-Tensor(GCMT) results (https:∥www.globalcmt.org/); the orange circles are the relocation results of aftershock sequence relocation (Wang et al., 2021); the black solid lines are the rupture lines determined by aftershock events, and the red solid line is the surface rupture line given by InSAR mapping results (Hua et al., 2021); the yellow lines indicate block boundary zones and the red dotted line indicates a distance of 200 km from the epicenter.

圖2 GNSS觀測到的三維同震位移(a) 水平同震位移； (b) 垂直同震位移，紅色箭頭表示下沉量，藍色箭頭表示上升量； 藍色折線為本文確定的反演模型地表跡線, 圖中誤差橢圓的置信度均為95%.Fig.2 3D coseismic displacements observed by GNSS(a) Horizontal coseismic displacement; (b) Vertical coseismic displacement, red arrows indicate subsidence and blue arrows rise. The blue broken line is the surface trace of the inversion model in this study，the ellipse at the tip of each velocity vector is 95% confidence.

考慮到GNSS觀測到的同震位移大小與測量誤差的影響，作為下一步滑動破裂反演的觀測值，增強數(shù)據(jù)觀測結(jié)果的可靠性，本文對水平和垂直同震位移結(jié)果進行了篩選.選取同震位移的原則為：水平位移大于3 mm，且位移與誤差比大于1以上的觀測值；垂直位移誤差小于5 mm或位移與誤差比大于1以上的觀測值.通過震前與震后坐標時間序列平均差方法計算得到的三維同震位移結(jié)果如圖2所示，具體數(shù)值見附表1和附表2.

圖2a中水平同震位移場呈四象限對稱分布，說明此次地震具有明顯的左旋走滑分量，近場破裂的水平同震位移有3處均超過了240 mm.其中觀測到的最大位移是離震中距離稍遠但距斷層地表線最近的KANQ站點，最大水平位移量達到了280 mm；另外2處站點距離震中位置相當，分別位于震中南北兩側(cè)，最大水平位移達到240 mm.其中北側(cè)的瑪多站點MADU、QHMD，BDMD，彼此之間的距離相近，最大水平距離不超過1 km，可以視此處的三個站點為并置站點，同樣南側(cè)的JDUO、QHYN兩個站點也可以視為并置站點.這2處并置站點的水平同震位移可以看出，不同網(wǎng)站點得到的結(jié)果基本一致，最大互差在3～4 mm，這也是為了保障不同網(wǎng)絡GNSS站之間獲取水平同震位移的一致性和準確性，本文對水平同震位移采用3 mm作為挑選數(shù)據(jù)原則的原因之一.實際上，通過對比其他并置站點的水平同震位移來看，3 mm基本是不同網(wǎng)獲取水平同震位移差異的上限值，這一差異原因可能有幾個因素：一是這里的并置站點并不完全并置，當臺站離震中或發(fā)震斷層距離越近時，同震位移隨微小距離的差異也會存在一定的區(qū)別；二是不同網(wǎng)的建站標準不同，可能會導致對同震的響應存在一定的差異性.

從(MADU、QHMD、BDMD)和(JDUO、QHYN)兩處并置站的水平同震位移基本與發(fā)震斷層地表線平行可以看出，此次地震左旋走滑占主導，這與震源機制解結(jié)果(如表1所示)相一致.從GNSS臺站觀測到的水平同震位移達到3 mm以上的結(jié)果可以得出，此次地震的影響范圍超過了350 km.

圖2b垂向同震位移大致呈現(xiàn)出四象限分布特征，在斷層北側(cè)展現(xiàn)出西沉東升，南側(cè)垂向位移量值相對較小.(MADU、QHMD、BDMD)和(JDUO、QHYN)兩處并置站的垂向位移之間的差異性不超過3 mm，這說明不同建站標準的垂向同震位移也是一致的.近場處南側(cè)垂向同震位移場較北側(cè)弱，顯示處此次地震破裂的不均勻性.

3 同震滑動分布反演

地震發(fā)生后，不同機構(gòu)利用地震波數(shù)據(jù)反演給出了此次地震的震源機制解結(jié)果，如表1所示.根據(jù)震源機制解結(jié)果可以推斷，該次地震發(fā)震斷層是高角度近直立的.

余震精定位結(jié)果顯示整個地震序列總長度約170 km，平均走向為285°，余震兩端都出現(xiàn)分叉特征，在西端有一個NW向的分叉，地震事件相對較少；在東端的分叉呈東西向，地震事件較多.余震精定位確定的地表線整體呈弧形，走向自西向東至分叉處逐漸變化，傾向從西側(cè)的西南傾向，到震中附近的東北傾向，最后至東側(cè)的近垂直，說明此次地震的發(fā)震斷層非常復雜(王未來等，2021).

表1 瑪多地震震源機制解Table 1 Focal mechanism solution of Madoi earthquake

地震發(fā)生后，詳細的野外地質(zhì)考察結(jié)果表明，此次地震的地表破裂帶主要沿N105°E走向展布，地表破裂帶全長151 km，這均與余震精定位的結(jié)果一致(潘家偉等，2021；王未來等，2021).從地表破裂帶分布可以將整個破裂分為4段：西段、中西段、中東段和東段，這4段的大致走向分別為N112°E、N109°、104°E、N84°E，目前發(fā)現(xiàn)西段、中西段和東段的最大左行位移量分別為2.9 m，1.9 m，1.8 m，這說明此次地震地表破裂帶具有復雜的變化特征.

另外，InSAR能夠直接獲取地表形變量的變化，從InSAR地表觀測結(jié)果給出的斷層地表破裂線(如圖1紅線所示)與地震序列精定位結(jié)果來看，兩者大體一致，在東側(cè)都存在分叉，然而西側(cè)的NW走向的分支并沒有被InSAR識別，這說明NW向走向的破裂產(chǎn)生的滑動量較小，不足以引起明顯的地表形變量.因此，本文在構(gòu)建斷層模型時忽略了西段的NW向斷裂分支.另外，從InSAR形變結(jié)果推測在東側(cè)的分支形變量較大，本文最終選取模型時以北側(cè)的近東西走向的分支為主，兼顧南側(cè)的分支.

綜合上述已有的研究成果，本文以余震序列確定的地表跡線為基礎(chǔ)，構(gòu)建弧線曲面斷層模型，考慮到本次地震的高角度左旋走滑特征，忽略了傾角與傾向在空間上的復雜變化(王未來等，2021)，統(tǒng)一給定弧形曲面斷層的傾角為85°，傾向西南.另外，考慮到并置站瑪沁站點(QHMQ，BDMQ，BFMQ，如圖1所示)接近地表破裂帶東支延長線，從瑪沁站點獲取的西南水平形變判斷，此站點應在地表破裂帶的北側(cè)，最終確定的反演模型中的地表跡線如圖2藍色折線所示，空間展布如圖4所示.

確定曲面斷層模型之后，本文給定斷層沿走向長度與傾向?qū)挾确謩e為200 km和30 km.首先對斷層進行2.5 km × 2.5 km的格網(wǎng)離散化，之后采用SDM方法反演(Wang et al., 2013).反演過程中，格林函數(shù)利用彈性半無限空間均勻介質(zhì)模型(Okada，1985)來計算，并以斷層面上應力降分布平滑性為約束，同時對滑動角施加0° ± 20°滑動范圍約束.

為了增強近場數(shù)據(jù)對反演結(jié)果的約束，本文在反演過程中加入了QHAJ和QHAH站點獲取的同震位移(李志才等，2021).反演過程中，本文利用搜索法，通過對擬合殘差和滑動位移的光滑度之間相對平衡性(萬永革等，2008；劉琦等，2016；王閱兵等，2018；梁紅寶等，2018)，最終確定的平滑因子為0.15，如圖3所示.

圖3 光滑度與擬合殘差之間的關(guān)系黑色方塊為反演最終選取的平滑因子.Fig.3 Relationship between smoothness and fitted residualThe black square is the final smoothing factor selected for the inversion.

選定平滑因子后，反演得到同震滑動分布如圖4所示，基于模型的理論計算結(jié)果與實際觀測數(shù)據(jù)之間的擬合情況如圖5所示.從同震滑動分布結(jié)果來看，此次破裂最大深度達到15 km左右，滑動量主要集中在10 km以內(nèi)，最大滑移量發(fā)生在1.25 km深度，量值為4.73 m.基于斷層面同震滑動分布計算出此次地震的矩震級為MW7.37.

圖4 同震滑動分布紅色五角星表示表示震中位置，黑色小點為余震，滑塊顏色表示滑塊的滑動值大小.Fig.4 Coseismic slip distributionThe red five-pointed star indicates the epicenter, the black dots represent the location of aftershocks. The color code indicates the slip value size of the slider.

圖5 同震位移觀測值與模擬值對比(a)水平同震位移場；(b)垂向同震位移場；紅色與黑色箭頭為觀測值，綠色和藍色為模擬計算值.Fig.5 The comparison of observed and simulated coseismic displacements(a) Horizontal coseismic displacement; (b) Vertical coseismic displacement; The red and black arrows are the observation value, and the green and blue are the simulation value.

4 討論

4.1 滑動破裂分布特征及危險性分析

此次瑪多地震是近年來唯一一次發(fā)生在塊體內(nèi)部的強震，發(fā)震斷裂位于瑪多—甘德斷裂和昆侖山口—江錯斷裂附近(徐志國等，2021).余震精定位結(jié)果顯示余震序列總長度約170 km，呈北西西向的狹長條帶狀分布, 整體走向為285°(王未來等，2021).震源深度剖面顯示發(fā)震斷層近垂直(王未來等，2021；徐志國等，2021).野外詳細地質(zhì)調(diào)查結(jié)果顯示，此次地震的地表破裂西端至鄂陵湖南，東段至昌麻河以東，其幾何結(jié)構(gòu)非常復雜，地表破裂帶具有明顯的分段特征，根據(jù)走向的變化及其空間的延續(xù)性，大致可以分為4段(李智敏等，2021；潘家偉等，2021).根據(jù)InSAR結(jié)果和余震精定位結(jié)果確定的地表破裂跡線(如圖1所示)對比可以發(fā)現(xiàn)兩者在西段和東段基本重合，這與野外地質(zhì)調(diào)查結(jié)果基本一致(李智敏等，2021).從InSAR、余震精定位和野外地質(zhì)調(diào)查獲取的地表破裂結(jié)果對比來看，不同手段獲取的黃河鄉(xiāng)段地表破裂之間差異性相對較大(李智敏等，2021).

綜合上述已有研究成果，本文以余震精定位確定的地表跡線為基礎(chǔ)，考慮瑪沁并置站觀測的同震形變特征，微調(diào)了地表破裂的東段北側(cè)分支，使瑪沁站點位于東段破裂跡線的北側(cè)，保證破裂模型理論計算值與GNSS觀測數(shù)據(jù)之間的合理性.本文反演結(jié)果發(fā)現(xiàn)在震中兩側(cè)存在滑動極值區(qū)，且都破裂到地表(如圖4所示).詳細的野外地質(zhì)考察結(jié)果表明，此次地震的地表破裂帶主要沿N105°E走向展布，地表破裂帶全長151 km，從地表破裂帶分布可以將整個破裂分為4段：西段、中西段、中東段和東段，目前發(fā)現(xiàn)西段、中西段和東段的最大左行位移量分別為：2.9 m，1.9 m，1.8 m(潘家偉等，2021).本文反演得到的滑動破裂結(jié)果與詳細野外地質(zhì)考察結(jié)果之間存在一定的對應關(guān)系，反演得到西段、中西段、東段的最大破裂位移分別為：2.1 m、2.0 m、3.5 m.兩者相結(jié)合表明此次地震的破裂過程比較復雜，存在多處破裂到地表.西段的反演結(jié)果比野外地質(zhì)調(diào)查結(jié)果要小，從觀測數(shù)據(jù)角度來看，在西段南側(cè)附近缺乏近場GNSS觀測數(shù)據(jù)，這可能造成反演得到的滑動位移量較小.從已有的GNSS觀測發(fā)布的結(jié)果來看(https:∥mp.weixin.qq.com/s/4Lv9-ku7G92Gaqxe YMDZgw)，GNSS觀測到的西段最大同震滑動位移超過1 m，這比我們的反演結(jié)果稍大，結(jié)合InSAR結(jié)果(華俊等, 2021；Liu et al., 2021)，推斷西段最大滑動破裂約為3 m.中西段附近的近場數(shù)據(jù)相對比較均勻，反演得到的最大破裂位移結(jié)果與地質(zhì)調(diào)查結(jié)果相一致.此次反演得到的最大破裂位移在破裂帶中東段，量值達到4.73 m，這一結(jié)果要高于現(xiàn)今的地質(zhì)調(diào)查結(jié)果.

結(jié)合余震精定位空間分布特征可以發(fā)現(xiàn)，余震發(fā)生在滑動破裂極值區(qū)附近，值得指出的是在中東段早期存在的余震空區(qū)與該處反演得到滑移量極值區(qū)之間正好互補，從反演結(jié)果得到最大的滑移量接近此次破裂達到的最大量值，推測該處得到充分破裂，從而導致地震早區(qū)該段出現(xiàn)余震空區(qū)，這與余震精定位結(jié)果顯示的主震東側(cè)的斷層跡線更為平滑, 而且斷層傾角更為直立, 主震破裂向東破裂可以更為充分的結(jié)果相一致(王未來等，2021).結(jié)合余震精定位結(jié)果和InSAR初步反演結(jié)果，我們推測該“余震稀疏段”短期內(nèi)地震危險性較低.

4.2 滑動破裂差異性分析

此次瑪多MS7.4地震發(fā)生后，已有研究給定的滑動破裂分布結(jié)果彼此之間存在一定的差異性.這一差異的來源存在幾個方面，一是觀測數(shù)據(jù)類型和分布的差異性；二是構(gòu)建的斷層模型之間的差異性；三是反演過程中采用的約束和光滑條件不同.

以GNSS為約束反演的滑動破裂分布結(jié)果顯示，滑動破裂存在兩個集中區(qū)，西部區(qū)域滑動量約為 1～2 m，東部滑動量超過 3 m，最大破裂可達 4.2 m，計算的矩震級MW7.45(李志才等，2021).這與本文的反演結(jié)果存在一定的差異性，主要表現(xiàn)在滑動破裂的空間分布上(如圖4所示).本文反演結(jié)果揭示存在4個滑動分布極值區(qū)域，西段和中東段結(jié)果與現(xiàn)有的GNSS約束反演結(jié)果大致相當(李志才等，2021)，中西段和東段滑動極值區(qū)顯示本文反演結(jié)果更加精細.從觀測數(shù)據(jù)方面來看，本文GNSS數(shù)據(jù)包含了垂向形變觀測數(shù)據(jù)，且吸收了已發(fā)布的近場觀測數(shù)據(jù)(QHAJ和QHAH站點)，在空間分布上更加廣泛和密集，更能夠分辨出斷層面上的滑動分布；從斷層模型方面來看，本文以余震精定位結(jié)果為基礎(chǔ)，結(jié)合GNSS同震形變分布特征，構(gòu)建了地表破裂線為折線、傾角85°傾向西南的斷層模型，與實際地表破裂調(diào)查結(jié)果之間吻合更好(潘家偉等，2021；李智敏等，2021)，相較于平面斷層模型更加合理.

已有的InSAR觀測結(jié)果顯示，東部斷裂存在分叉特征，其中北側(cè)分支形變量較大(Liu et al., 2021; Wang et al., 2022).基于InSAR觀測結(jié)果給出的地表破裂跡線在北側(cè)分支處與余震精定位結(jié)果較為一致(如圖1所示)，但在構(gòu)造斷層模型時需要考慮到GNSS觀測站點(QHMQ，BDMQ，BFMQ)的形變量對地表跡線進行約束，使該站點在斷層跡線的北側(cè)，以保證該站點形變量與模型理論計算值的一致性.基于InSAR數(shù)據(jù)約束的反演結(jié)果顯示，最大滑移量達到了6 m(華俊等，2021；Liu et al., 2021)，要略高于本文的反演結(jié)果，滑動破裂分布存在多處極值，這與本文的反演結(jié)果相一致.

從現(xiàn)有的InSAR反演結(jié)果來看，其能夠分辨東部北側(cè)分支的滑動破裂，而未能較好的分辨南側(cè)分支的滑動破裂(Liu et al., 2021).從斷層模型空間分布來看，此次地震在東側(cè)的兩條破裂分支距離較近，近斷層處的InSAR觀測數(shù)據(jù)形變存在耦合特征，因此反演得到的兩支斷裂上滑動破裂分布也可能存在耦合，導致兩支斷裂上的滑動分布難以區(qū)分.從GNSS觀測數(shù)據(jù)來看，盡管本文獲取了密集的同震形變，但其仍然難以分辨此次地震破裂東部的兩個分支，考慮東部破裂南側(cè)分支的反演結(jié)果如圖4所示，南側(cè)分支滑動量相對于北側(cè)分支較小，這與已有的滑動分布反演結(jié)果相一致(Liu et al., 2021).

4.3 此次地震對附近區(qū)域形變場的影響

基于本文反演得到的滑動破裂分布結(jié)果，利用Okada(1985)方法計算了震區(qū)范圍內(nèi)0.5°×0.5°格網(wǎng)點上的同震位移量，同震位移影響范圍如圖6a所示.綠色箭頭為大于200 mm的同震位移量，紅色箭頭為大于20 mm的同震位移量.從模擬計算的結(jié)果可以看出，此次地震在地表引起的最大同震位移達到700 mm，200 km范圍(紅色虛圈)內(nèi)同震位移量基本都超過了20 mm，有明顯走滑地震四象限分布特征.同時可以看到，該地震在NW-SE水平向形變影響范圍更廣，以3 mm水平位移統(tǒng)計，此次地震影響范圍超過了500 km.圖6b給出了此次地震在震中區(qū)引起的應變特征，這次地震引起的應變量值影響范圍較大，500 km范圍內(nèi)應變量值超過了10-6，且在斷層跡線的南側(cè)呈現(xiàn)西部以拉張為主，東部以壓縮為主，北側(cè)正好相反.這一結(jié)果說明此次地震會改變區(qū)域斷裂的應力構(gòu)造特征，特別是會增強巴顏喀拉地塊東部地區(qū)的擠壓應力.結(jié)合巴顏喀拉地塊北部邊界東昆侖斷裂帶上存在的歷史地表破裂的地震空段，東西大灘段和瑪沁瑪曲段，且瑪沁—瑪曲段最后一次地震事件的離逝時間已經(jīng)超出和接近其復發(fā)周期(潘家偉等，2021).另外，庫侖應力研究結(jié)果顯示此次地震對瑪沁—瑪曲段具有顯著應力增加(Li et al., 2021)，我們推測該區(qū)域的未來發(fā)震風險性增強，因此值得后續(xù)跟蹤研究.

圖6 瑪多地震引起的同震位移場和主應變場(a) 模擬計算的同震位移場； (b) 模擬計算的同震主應變場.Fig.6 The coseismic deformation field and the principal strain field caused by the Madoi earthquake(a) Coseismic displacement field calculated by the model; (b) Coseismic principal strain field calculated by the model.

5 結(jié)論

本文利用連續(xù)GNSS數(shù)據(jù)獲取了此次地震的三維同震形變場，并基于此形變場利用SDM方法反演了同震滑動分布，最后基于滑動破裂反演結(jié)果，正演模擬計算了地表形變和應變特征.結(jié)果顯示：

(1)GNSS獲取的形變場顯示此次地震具有較為明顯的左旋走滑特征，200 km范圍內(nèi)同震水平形變超過了20 mm.沿NW-SE向距震中500 km范圍，同震水平位移大于3 mm，顯示了此次地震的影響范圍較大.

(2)反演結(jié)果顯示滑動破裂深度達到15 km左右，滑動量主要集中在10 km以上深度，最大滑移量發(fā)生在1.25 km深度，量值為4.73 m，矩震級為MW7.37.

(3)滑動破裂結(jié)果在震中兩側(cè)不均勻破裂，均破裂到地表，這與地質(zhì)野外調(diào)查具有地表破裂的結(jié)果相一致.從滑動破裂量級上顯示，中西段破裂與地質(zhì)調(diào)查結(jié)果相一致；西段由于缺乏近場數(shù)據(jù)，反演結(jié)果較地質(zhì)調(diào)查結(jié)果略??；中東段和東段為此次破裂量級最大的兩個區(qū)域，最大破裂均超過了3 m.

(4)反演結(jié)果與余震精定結(jié)果對應較好，余震發(fā)生在滑動破裂極值區(qū)附近，中東段早期存在的余震空區(qū)與該處反演得到滑動破裂極值區(qū)之間正好互補.余震精定位結(jié)果顯示的主震東側(cè)的斷層跡線更為平滑, 而且斷層傾角更為直立, 主震破裂向東破裂可以更為充分；InSAR初步結(jié)果示該處破裂引起的形變量值較大；從本文反演結(jié)果得到最大的滑移量接近此次破裂達到的最大量值，推測該處得到充分破裂，該“余震稀疏段”短期內(nèi)地震危險性較低.

(5)根據(jù)已有的研究結(jié)果顯示，巴顏喀拉東部以地殼縮短，擠壓應變?yōu)楸尘?正演形變展示出此次地震的同震形變基本對稱，在NW-SE向的影響范圍更廣.結(jié)合應變值在斷層跡線南側(cè)東部呈現(xiàn)擠壓和庫侖應力研究結(jié)果顯示此次地震對瑪沁—瑪曲段具有顯著應力增加特征，推測此次地震增強了巴顏喀拉塊體在東部擠壓應力的積累，該區(qū)域的未來發(fā)震風險性增強，特別是瑪沁—瑪曲段最后一次地震事件的離逝時間已經(jīng)超出和接近其復發(fā)周期，值得后續(xù)跟蹤研究.

附表1 瑪多MS7.4地震水平向同震位移Appendix Table 1 Horizontal coseismic displacement of the Madoi MS7.4 earthquake

續(xù)附表1

附表2 瑪多MS7.4地震垂向同震位移Appendix Table 2 vertical coseismic displacement of the Madoi MS7.4 earthquake

續(xù)附表2