陳成鋒,張瑞青*,強正陽,李大虎,徐政語

1 中國地震局地球物理研究所，北京 100081 2 中國地震局成都青藏高原地震研究所（中國地震科學試驗場成都基地），成都 610041 3 四川省地震局，成都 610041 4 中國石油杭州地質(zhì)研究院，杭州 310000

0 引言

2021年9月16日（北京時間），四川省南部瀘縣地區(qū)發(fā)生了ML6.0地震（以下稱為瀘縣地震）.根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造背景和余震分布，以及震源區(qū)地表強震動記錄初步估測，瀘縣M6.0地震VI度等震線長軸沿北西西展布，長軸約62 km，短軸約54 km.它的VIII度烈度區(qū)范圍約103 km2，與2019年長寧M6.0地震最大烈度區(qū)（VIII度）面積范圍基本相當（84 km2）.

四川盆地是一個具有棱形邊框的構(gòu)造盆地，以華鎣山和龍泉山斷裂為界，主要分為三個構(gòu)造區(qū)（圖1）.華鎣山斷裂以東是川東南高陡斜坡構(gòu)造區(qū)，主要發(fā)育北東向平行排列的侏羅山式褶皺束，背斜緊密，向斜寬緩.龍泉山斷裂以西是川西坳陷低陡構(gòu)造區(qū).龍泉山與華鎣山斷裂之間區(qū)域為川中低緩隆起區(qū)，以平緩褶皺構(gòu)造為主，并伴隨有逆沖斷裂體系（蔡學林和曹家敏,1998）.瀘縣M6.0地震震中位于四川盆地東南部的瀘州地區(qū)，地處川中低緩隆起區(qū)與川東南高陡斜坡構(gòu)造區(qū)的交界部位（劉樹根等,2011;谷志東等,2012）.自印支期起，瀘州地區(qū)受多期復雜構(gòu)造運動的疊加作用，現(xiàn)今區(qū)域構(gòu)造最大水平主應力方向基本為北西向（唐永等,2018;董敏等,2022），與褶皺斷裂軸向基本正交（圖1c）（楊洪志等,2019）.

瀘州及周邊地區(qū)的主要活動斷裂是華鎣山斷裂帶西南段，其沿北東向展布，具有右旋逆沖擠壓性質(zhì)（徐世榮和徐錦華,1986;丁仁杰和李克昌,2004）.該斷裂為一條重要的地震構(gòu)造邊界帶，但目前對其活動性調(diào)查和研究程度仍然很低（張岳橋,2020）.華鎣山活動斷裂帶主要活動時期為晚中生代.喜馬拉雅造山運動時期，華鎣山隆起強烈活動，使得斷裂帶南段瀘州地區(qū)沉積蓋層全面褶皺和破裂（唐榮昌和韓渭賓,1993;盛強和謝新生,2010），形成了一系列由北東向西南撒開的穹褶束（圖2）.其中，包括螺觀山背斜、古佛山背斜、新店子背斜等褶皺構(gòu)造.這些背斜軸部或陡翼發(fā)育了一系列活動斷層，如天洋坪斷層、黃泥嶺斷層、燕子巖斷層、雙河場斷層和灘金灣斷層等.

瀘州及周邊地區(qū)歷史上地震活動較弱，1990年前罕見M≥5.0地震記錄（王小龍等,2015;Lei et al.,2008）.20世紀80年代末開始，在瀘縣以北榮昌附近開發(fā)了幾口廢水回注井（圖1c），完井深度為2～3 km，最大注水壓為2.1～2.9 MPa.至2013年，榮昌地區(qū)外圍的注水井已陸續(xù)關(guān)閉（雷興林等,2020）.在持續(xù)注水的約35年期間，通過廢水處理井向榮昌及周邊地區(qū)注入了超過100萬m3的工業(yè)廢水（朱麗霞等,2007;雷興林等,2020）.廢水回注的同時，瀘州及周邊地區(qū)地震活動增強，其中震級較大的地震為1997年M5.7地震（程萬正等,2003;Lei et al.,2008）.

近十多年來，隨著水平井分段水力壓裂關(guān)鍵技術(shù)的突破，頁巖氣作為非常規(guī)氣體能源的戰(zhàn)略地位日益凸顯（鄒才能等,2015）.四川盆地南部下志留系五峰龍馬溪組頁巖氣資源豐富，是目前我國頁巖氣勘探開發(fā)的主戰(zhàn)場，主要集中在齊岳山和大婁山的山前帶，以及永川至南川附近的隔擋式褶皺（郭衛(wèi)星等,2021）.其中，具有萬億立方米儲量規(guī)模的大型頁巖氣區(qū)塊包括威遠、長寧、焦石壩3個頁巖氣田，以及富順—永川、彭水等頁巖氣產(chǎn)氣區(qū).與威遠、長寧頁巖氣區(qū)塊相比，瀘州區(qū)塊頁巖氣層地區(qū)脆性礦物含量高、深層裂縫發(fā)育.在低陡高壓的背景下，該區(qū)塊的頁巖氣資源更富集高產(chǎn)（趙欣等,2016）.瀘州區(qū)塊龍馬溪組頁巖儲層下邊界埋深為3500～4500 m，且自北向南逐漸加深（楊洪志等,2019）.

圖1 （a）四川盆地南部地形、地震臺站（黃色三角為固定臺站，藍色三角為流動臺站），以及地震事件（灰點為2010以來的地震）；（b）地震射線路徑和反演網(wǎng)格分布圖.其中，藍色方框表示研究區(qū)成像范圍，黑色十字星表示反演網(wǎng)格，紅點為研究區(qū)內(nèi)的地震；（c）研究區(qū)活動構(gòu)造（修改自鄧起東等，2007），瀘縣M 6.0地震和榮昌M 5.1地震震中、以及震源機制解示意圖（引自易桂喜等，2021；王志偉等，2018）.藍色箭頭表示區(qū)域最大水平主應力方向（董敏等，2022），白色正方形為根據(jù)衛(wèi)星資源識別出的頁巖氣鉆井位置，菱形為注水井位置.①薄刀嶺斷層，②仙峰寺斷層，③石馬嶺斷層，④天洋坪斷層，⑤黃泥嶺斷層，⑥燕子巖斷層，⑦廣順橫斷層，⑧螺觀山背斜南翼隱伏斷層，⑨月琴壩斷層，⑩菜子溝斷層， 雙河場斷層，灘金灣斷層Fig.1 （a） Map showing topography,seismometer stations （yellow triangles,permanent stations;blue triangle,portable stations） and seismicity since 2010 （darkgray dots） in the southern Sichuan basin;（b） Distribution of seismic ray paths with grid nodes.Our study area is marked by blue box.Black cross stars denote the grid nodes,and red dots depict the seismicity in the study region;（c） Active tectonics in the study region （modified from Deng et al.,2007）,locations of Luxian M 6.0 and Rongchang M 5.1 earthquakes,and their focal mechanisms （Yi et al.,2021;Wang et al.,2018）.The blue arrow shows the direction of the maximum horizontal principal stress （Dong et al.,2022）.White squares indicate the well pad of shale gas,and white diamonds mark wastewater injection wells which have been identified according to China Resources Satellite.①Bodaoling fault,②Xianfengsi fault,③Shimaling fault,④Tianyangping fault,⑤Huangniling fault,⑥Yanziyan fault,⑦Guangshun transverse fault,⑧Unmapped fault in the southern limb of the Luoguanshan anticline,⑨Yueqinba fault,⑩Caizigou fault, Shuanghechang fault, Tanjinwan fault.

圖2 瀘州及周邊地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造綱要圖Fig.2 Geological map of Luzhou and surrounding regions

在頁巖氣規(guī)模化開采的同時，川南地區(qū)地震活動的頻度和強度顯著上升（圖3），其中瀘縣M6.0地震就發(fā)生在富順—永川開發(fā)區(qū)內(nèi).針對榮昌及周邊地區(qū)的地震，已開展了一些震源參數(shù)和余震序列等研究，但對這些地震是否為誘發(fā)地震仍存有不同的看法（Lei et al.,2008;賀曼秋等,2012;王小龍等，2012;王志偉等，2018）.如采用雙差定位方法，賀曼秋等（2012）對榮昌及鄰區(qū)2008—2011年期間地震進行了重新定位.其研究結(jié)果顯示，地震分布與華鎣山斷裂走向基本一致，且注水量與地震頻次相關(guān)性并不顯著.王小龍等（2012）利用重慶市臺網(wǎng)和流動臺站資料，對2010年榮昌5.1級地震序列進行分析，發(fā)現(xiàn)地震叢集在燕子巖斷層北段，震源深度較淺（約2 km），與注水井深度相符，同時地震序列與注水活動具有較好的相關(guān)性.王志偉等（2018）研究認為，榮昌附近地震主要集中在幾條隱伏斷層附近，由M≥3.5地震震源機制解反演獲得的主壓應力方向與區(qū)域應力場方向一致，繼而推斷流體孔隙壓力擴散是誘發(fā)地震的主要成因機制.

弄清廢水回注/頁巖氣裂采區(qū)內(nèi)地震活動高精度的時空分布，以及震源處地殼介質(zhì)結(jié)構(gòu)，對斷層活化和誘發(fā)地震孕震機理研究具有重要意義.近年來，川南已成為許多地震研究的熱點，且針對威遠和長寧地區(qū)長已開展了一些雙差層析成像研究（杜廣寶等,2021;Tan et al.,2020;Zuo et al.,2020;Long et al.,2020;Zhang et al.,2020;孫權(quán)等,2021）.本文收集了瀘州及周邊區(qū)域臺網(wǎng)和流動臺站記錄的近震P波和S波初至震相數(shù)據(jù)（圖1），采用雙差層析成像方法，進行了地震精定位，并構(gòu)建研究區(qū)高精度的地殼VP、VS以及VP/VS結(jié)構(gòu)模型.通過對地震活動與震源處介質(zhì)結(jié)構(gòu)之間關(guān)系的探索，為深入研究川南地區(qū)中強地震的成因機制提供地震學約束.

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 走時數(shù)據(jù)

四川瀘州和鄰區(qū)已有的固定臺站（33個）和流動臺站（31個）分布情況如圖1所示.其中，威遠地區(qū)的流動臺站建成于2019年榮縣M4.9地震以后，而長寧地區(qū)的流動臺站則在2015年架設完成并持續(xù)觀測至今.根據(jù)中國地震臺網(wǎng)中心提供的地震目錄，本文收集整理了上述臺站2010年1月至2021年10月期間記錄的近震初至P波和S波到時數(shù)據(jù).

圖4a為震中距小于200 km的P波和S波時距曲線.為保證走時數(shù)據(jù)的可靠性，根據(jù)時距曲線剔除偏差較大的震相數(shù)據(jù)，并挑選至少有6個P波/S波初至絕對到時的地震事件.對地震對進行匹配時，選取的最大空間距離不超過15 km，且每個地震最多可與10個相鄰地震組成地震對.最終篩選出1400個地震事件，其中P波和S波的絕對到時數(shù)據(jù)分別為8373條和8789條，P波和S波的相對到時數(shù)據(jù)分別為47,630條和52,747條.圖1b是研究區(qū)地震射線路徑分布示意圖.由該圖可知，瀘縣M6.0地震震中及周邊地區(qū)均得到了較好的射線覆蓋.

1.2 雙差層析成像反演方法

雙差層析成像方法（Zhang and Thurber,2003）由雙差定位方法（Waldhauser and Ellsworth,2000）發(fā)展而來，其基本原理是：利用地震的絕對走時和相對到時數(shù)據(jù)對震源位置和3D地殼介質(zhì)結(jié)構(gòu)進行聯(lián)合反演.該方法考慮到地震與臺站之間的速度結(jié)構(gòu)變化，基于絕對走時反演震源區(qū)外的速度結(jié)構(gòu)，利用相對走時約束震源區(qū)速度結(jié)構(gòu)（Zhang and Thurber,2006），因而可有效提高研究區(qū)3-D速度結(jié)構(gòu)的成像精度.在該方法基礎上，Guo等（2018）近年來發(fā)展了波速比一致性約束的雙差層析成像方法.

考慮到雙差層析成像采用的是線性反演方法，對初始模型具有一定的依賴性.為此，本文首先利用VELEST程序（Kissling et al.,1995），通過走時反演獲取研究區(qū)最小一維P波和S波速度模型（圖4b）.在最小一維模型獲取過程中，參考模型是基于接收函數(shù)反演獲得的地殼速度模型，選取的每個地震事件至少有6個臺站記錄.最終共選取了351個地震事件，其平均GAP值為114°.經(jīng)過12次迭代后，走時殘差均方根由初始的1.18 s降為0.34 s.

圖3 瀘州地區(qū)2008年以來M≥2.0地震事件M -t圖Fig.3 Magnitude-frequency distribution of M≥2.0 earthquakes since 2008 in the Luzhou region

圖4 （a） P波和S波時距曲線；（b） 最小一維模型（紅色實線）和王小龍等（2012）基于接收函數(shù)反演獲得的速度模型（藍色虛線）的比較Fig.4 （a） Time-distance curves of P- and S-wave data；（b） Comparison of the minimum 1-D model （red line） and the velocity model （blue line） obtained from receiver function inversion by Wang （2012）

以上述最小一維模型作為初始速度模型，本文開展了雙差走時層析成像研究.根據(jù)地震和臺站分布情況，對核心成像區(qū)域進行等間距網(wǎng)格剖分.進行不同網(wǎng)格尺度的棋盤格恢復效果測試與對比分析.設定核心區(qū)水平向網(wǎng)格間隔為0.08°，垂向網(wǎng)格節(jié)點分別為-100、0、4、6、8、12、14、22、27、30、60 km.其次，雙差層析成像反演采用的是阻尼最小二乘算法（LSQR），以絕對走時殘差和相對走時差的殘差的2范數(shù)為目標進行迭代求解，獲得地震震源位置和3D速度結(jié)構(gòu)最優(yōu)解.反演結(jié)果的穩(wěn)定性與阻尼因子和平滑因子的選取有關(guān)（Eberhart-Phillips,1986）.本文通過L曲線法（Hansen,1999），選取的最佳平滑因子和阻尼因子分別為25和200（圖5a和5b）.

本文利用棋盤格檢測（Humphreys and Clayton,1988;Spakman et al.,1993）來評價反演結(jié)果的可靠性和空間分辨能力.以最小一維模型為參考模型，分別給定±5%的速度擾動幅度，建立相應的P波和S波擾動模型.然后根據(jù)實際的地震和臺站觀測系統(tǒng)，采用偽彎曲射線追蹤法（Um and Thurber,1987）合成理論走時數(shù)據(jù)集，并基于相同的反演參數(shù)進行反演.總體而言，在4～14 km深度范圍內(nèi)，黑框所示區(qū)域基本得到了較好的恢復（圖6）.

圖5 平滑因子（a）和阻尼因子（b）L曲線；（c） 重新定位前（藍）、后（紅）殘差分布圖；（d） 重新定位前（藍色）、后（紅色）地震震源深度分布直方圖Fig.5 Trade-off curves for （a） smoothing factor and （b） damping factor；（c） Distribution of travel-time residuals of earthquakes before （red） and after （blue） inversion；（d） Distribution of focal depths of earthquakes before （blue） and after （red） inversion

圖6 VP和VS速度模型棋盤格檢測結(jié)果Fig.6 Results of the checkerboard resolution test for （above） VP and （bottom） VS at different depth layers

2 結(jié)果

2.1 地震重新定位結(jié)果

經(jīng)過18次雙差層析成像迭代反演后，共獲得1044次地震的重新定位結(jié)果.其地震走時殘差明顯收斂（圖5c），均方根由0.93 s降低至0.35 s.重新定位后，研究區(qū)約80%的地震發(fā)生在2～10 km的深度范圍內(nèi)，但震源深度分布形態(tài)比較分散（圖5d）.這與威遠和長寧地區(qū)重新定位后地震震源深度分布形態(tài)有所不同（杜廣寶等,2021;Zuo et al.,2020）.因此，瀘州地區(qū)地震震源深度約束還需進一步深入研究.

圖7a和7b分別為重新定位前、后的地震震中分布圖.由圖7b可知，重新定位后，地震活動在空間上叢集分布特征明顯，主要集中在螺觀山背斜和古佛山背斜之間的低緩區(qū)內(nèi)，整體呈北東向展布.圖7c顯示，研究區(qū)地震活動具有一定的時空遷移特征.以約29.3°N為界，2018年前地震多簇集在北部榮昌注水井附近，而2018年后地震主要發(fā)生在南部頁巖氣開采區(qū).值得注意的是，頁巖氣開采區(qū)內(nèi)的地震活動分布并不均勻，存在明顯的地震稀疏區(qū).其次，瀘縣M6.0地震震中區(qū)和新店子背斜附近均可觀測到北西走向的地震叢集分布現(xiàn)象（圖7b和7d）.此外，螺觀山背斜和古佛山背斜南部也存在一條近乎線性、北西走向的地震活動帶，與區(qū)域內(nèi)已知斷層分布無明顯關(guān)聯(lián).

圖8為沿AA′測線的地震震源深度剖面圖，其中基底埋深約為9 km.該基底埋深參考了前人編制的四川盆地基底等值線圖（Zhou et al.,2006），以及一些人工地震反射剖面結(jié)果（熊小松等,2015）.同時，最近華鎣山斷裂帶南段過永川的人工地震剖面結(jié)果顯示，川南地區(qū)地層主要為古生界和中生界，總厚度10 km左右（郭衛(wèi)星等,2021）.由圖8可以看出，瀘縣M6.0地震發(fā)生在一條高傾角、傾向為北東向的地震帶上.與該地震帶上其他≥3.0級的地震相比，瀘縣地震發(fā)生深度較深（約 6.2 km）.同時，重定位結(jié)果顯示，2010年榮昌5.1級地震的震源深度約為2.4 km，與利用波形擬合方法獲得的震源機制解結(jié)果（約2.9 km）基本一致（王志偉等,2018）.

2.2 3-D地殼介質(zhì)結(jié)構(gòu)

圖9為雙差層析成像反演獲得的VP、VS以及VP/VS介質(zhì)結(jié)構(gòu)在不同深度的水平切片圖.由圖9可知，研究區(qū)內(nèi)VS速度結(jié)構(gòu)的不均勻性特征顯著.在4～6 km的深度處，螺觀山背斜與古佛山背斜之間低緩區(qū)內(nèi)的VS速度結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)南北分區(qū)特征.其中，約29.2°N以北地區(qū)表現(xiàn)為高速異常，以南地區(qū)的速度較低.隨著深度的增加，低緩區(qū)內(nèi)VS速度結(jié)構(gòu)的分區(qū)特征逐漸減弱甚至消失.與VS速度結(jié)構(gòu)相比，低緩區(qū)內(nèi)的VP速度結(jié)構(gòu)橫向變化特征并不明顯.在近地表處（4～6 km深度），低VP異常主要位于低緩區(qū)東部.隨著深度的增加（如在12 km深度處）VP低速異常范圍逐漸擴大.其次，通過VP和VS速度結(jié)構(gòu)，獲得了對應的VP/VS介質(zhì)結(jié)構(gòu)模型，在4～8 km深度處，低緩區(qū)北部對應的VP/VS明顯要低.

圖10是沿AA′和BB′測線的VP、VS和VP/VS的介質(zhì)結(jié)構(gòu)垂直剖面圖.由AA′剖面可以看到，地震活動與速度結(jié)構(gòu)具有一定的關(guān)聯(lián)性，即在榮昌及附近地區(qū)下方，中小地震多發(fā)生在高VS和低VP/VS異常體內(nèi).其次，兩條剖面結(jié)果均顯示，在頁巖氣開采區(qū)內(nèi)，瀘縣M6.0地震震源區(qū)位于VP和VS的高、低速交界帶之間.

3 討論與結(jié)論

本文收集整理了2010年以來，研究區(qū)及周邊已有的固定和流動臺站記錄的近震P波和S波初至數(shù)據(jù)，采用雙差層析成像方法，對地震進行了精定位，并獲得了高分辨率的地殼淺部介質(zhì)結(jié)構(gòu)模型.重定位結(jié)果顯示，研究區(qū)中小地震震源深度較淺，主要分布在2～10 km的深度范圍內(nèi).同時，地震活動在空間上呈現(xiàn)出顯著的叢集特征，集中在螺觀山背斜與古佛山背斜之間的低緩區(qū)內(nèi)，與長寧鹽礦開采區(qū)觀測到的地震主要沿長寧—雙河背斜核部分布有所不同（Zuo et al.,2020）.這種不同可能與瀘州及周邊地區(qū)具有背斜緊閉、向斜寬緩的“隔擋式褶皺”特征有關(guān).另一方面，穿過華鎣山斷裂的永川—丁山人工地震勘探與地質(zhì)解釋剖面表明，褶皺在地表和深部的形態(tài)并不一致，存在一定的空間偏移，因此尚不排除位于螺觀山背斜與古佛山背斜之間的地震在深部沿背斜側(cè)翼分布的可能性.

圖7 （a）和（b）分別是重新定位前、后的地震震中分布圖；（c） 重新定位后地震時空分布圖；（d） 瀘縣M 6.0地震震中及附近地震分布圖Fig.7 Earthquake distribution （a） before and （b） after inversion；（c） Spatiotemporal distribution of the relocated earthquakes；（d） Epicentral distribution in and around the Luxian M 6.0 earthquake

圖8 沿AA′測線（圖7b）的地震震源深度分布示意圖，其中淺藍色區(qū)域表示五峰—龍馬溪組頁巖氣儲層，淺灰色區(qū)域表示基巖，地形剖面的橙色倒三角形表示水力壓裂平臺Fig.8 Cross section of focal depths projected along AA′ profile shown in Fig.7b.The inverted orange triangles in the terrain section denote well pad locations

圖9 反演模型中不同深度的VP（左）、VS（中）和VP/VS（右）結(jié)構(gòu)黑點表示M<2.0地震，白點表示2.0≤M<4.0地震，紅點表示4.0≤M<5.0地震，藍色五角星表示2021年瀘縣6.0級地震.Fig.9 Map showing the inverted models for （left） VP,（middle） VS and （right） VP/VS structures at different depthsBlack dots show events with M<2.0,white dots show events with 2.0≤M<4.0,red dots represent events with 4.0≤M<5.0.The blue star represents the Luxian M 6.0 earthquake

圖10 沿AA′和BB′測線（圖7b）的VP、VS和VP/VS結(jié)構(gòu)垂直剖面圖紅色五角星表示2010年榮昌5.1級地震，其他地震表示與圖9相同.Fig.10 Vertical cross sections for VP,VS and VP/VS structures along AA′ （left） and BB′ （right） shown in Fig.7b.Thered star shows the Rongchang M 5.1 earthquake while symbols for other earthquakes are the same as Fig.9.

瀘縣M6.0地震震中、新店子背斜靠近黃204井（H-204）附近，以及螺觀山背斜與古佛山背斜以南地區(qū)，均觀測到線性、沿北西向展布的地震活動叢集現(xiàn)象（圖7）.這些地震活動與區(qū)域內(nèi)已知地表斷層分布無明顯關(guān)聯(lián).經(jīng)過瀘縣M6.0地震的震源深度剖面顯示（圖8），主震下方可能存在高傾角的隱伏斷層，傾向為北東向.

最近InSAR形變數(shù)據(jù)反演結(jié)果認為，瀘縣地震的發(fā)震斷層有兩種可能，一種是北西走向和北東傾向，另一種是東南走向和西南傾向（四川瀘縣6.0地震科學考察報告，內(nèi)部交流）.已有的中石油礦權(quán)大安探區(qū)內(nèi)過黃204井和黃202井的人工地震勘探資料顯示，區(qū)域內(nèi)斷層發(fā)育，走向以北東向為主，主斷裂發(fā)育于背斜兩翼，而北西向主要為調(diào)節(jié)斷裂.此外，通過CAP波形反演結(jié)果表明（圖1c），瀘縣M6.0地震的震源機制解以逆沖為主（易桂喜等,2021）.

結(jié)合上述InSAR形變反演結(jié)果、地震勘探、震源機制解，以及本文震源深度剖面結(jié)果，推斷瀘縣地震的發(fā)震斷層可能是一條北西走向、以逆沖為主、高傾角的調(diào)節(jié)斷層，傾向為北東向.同樣，新店子背斜東部沿北西展布的地震活動帶，暗示該區(qū)也存在一條與月琴壩斷層近乎垂直相交的調(diào)節(jié)斷層.據(jù)此，我們認為研究區(qū)內(nèi)的調(diào)節(jié)斷層具備發(fā)生M≥3.0有感地震的可能性.

整體而言，研究區(qū)地震活動具有一定的時空遷移特征（圖7c）.大體以29.3°N為界，2018年前地震活動多簇集在北部榮昌地區(qū)的注水井附近.2018年后地震主要發(fā)生在南部瀘縣地區(qū)頁巖氣開采區(qū)周邊，與該區(qū)頁巖氣規(guī)?；_采時間基本相符.榮昌地區(qū)的廢水回注井已于2013年全部關(guān)閉，且在2016年以后，該區(qū)的中小地震活動性逐漸減弱（雷興林等,2020）.綜上可以看出，研究區(qū)中小地震的時空遷移特征可能與工業(yè)活動有關(guān).但需要指出的是，由于目前缺乏詳細的注采資料，因此地震活動與工業(yè)注采/裂采之間的時空關(guān)聯(lián)性還需進一步深入研究.

其次，雙差成像結(jié)果顯示，地殼淺部的VS和VP/VS介質(zhì)結(jié)構(gòu)具有一定的相似性，均表現(xiàn)出明顯的南北分區(qū)特征.其中，螺觀山與古佛山背斜之間低緩區(qū)的中北部表現(xiàn)為VS高速異常，對應的VP/VS也明顯較低.將地震投影到地殼介質(zhì)結(jié)構(gòu)剖面可以看出，地震活動與介質(zhì)結(jié)構(gòu)具有一定的關(guān)聯(lián)性，即震源位置主要對應于高VS和低VP/VS值區(qū)域.最近威遠和長寧鹽礦區(qū)研究顯示，大部分中小地震分布在VS高速和低波速比異常體內(nèi)（杜廣寶等,2021;Zuo et al.,2020），與本文瀘州地區(qū)的觀測結(jié)果基本相符.但瀘縣M6.0地震震源區(qū)位于VP和VS的高、低速過渡帶之間.這種現(xiàn)象在其他工業(yè)開采區(qū)也可以觀測到.如，美國俄克拉荷馬州地區(qū)Pg震相走時成像結(jié)果表明，4.0級以上的中強地震主要分布在高、低速過渡帶或者高速區(qū)內(nèi)（Pei et al.,2018）.

目前，對于川南鹽礦區(qū)和頁巖氣示范區(qū)內(nèi)斷層活化和誘發(fā)地震機理研究甚少，尚未形成統(tǒng)一的認識（Yang et al.,2020;Zuo et al.,2020;Tan et al.,2020;雷興林等,2020）.基于波速比一致性約束的雙差層析成像研究發(fā)現(xiàn)，長寧頁巖氣示范區(qū)水平鉆井平臺下方的地震位置與低速異常體存在較好的對應性（Tan et al.,2020）.這被用來支持水力壓裂裂縫與先存斷層連通，高壓流體滲入增大了斷層面上的孔隙壓力，進而引發(fā)斷層活化.然而，與Tan等（2020）研究結(jié)果有所不同，本文研究顯示瀘州地區(qū)中小地震主要分布在高VS和低VP/VS異常區(qū).考慮到川南—川東坳陷及其周邊地區(qū)富有機質(zhì)、富硅質(zhì)頁巖厚度僅為30～80 m（鄒才能等,2015），小于本文成像的分辨尺度.在此情況下，我們不能排除這種由高壓流體直接滲入、導致斷層孔隙壓力增加進而誘發(fā)地震的可能性.

致謝感謝中國科學技術(shù)大學張海江教授提供的tomoDD程序，以及二位審稿專家對本文提出的寶貴意見.感謝中國地震臺網(wǎng)中心國家地震科學數(shù)據(jù)中心（http:∥data.earthquake.cn）提供數(shù)據(jù)支撐.