張博譞 鄭文俊 陳 杰 何驍慧 李啟雷 張冬麗 段 磊 陳 干

1)中山大學，地球科學與工程學院，廣東省地球動力作用與地質災害重點實驗室，珠海 510275 2)南方海洋科學與工程廣東省實驗室(珠海)，珠海 519082 3)中國地震局地質研究所，地震動力學國家重點實驗室，北京 100029 4)新疆帕米爾陸內(nèi)俯沖國家野外科學觀測研究站，北京 100029 5)青海省地震局，西寧 810001 6)防災科技學院，三河 065201

0 引言

繼2021年5月22日在青海果洛州瑪多縣(34.59°N，98.34°E)發(fā)生MS7.4 地震后，6月16日16時49分在青海省海西蒙古族藏族自治州茫崖附近再次發(fā)生地震。中國地震臺網(wǎng)中心(CENC)測定的震級為MS5.8 ，震中位于(38.14°N，93.81°E)，震源深度約10km(1)https： ∥www.cea.gov.cn。。美國地質調查局(USGS)網(wǎng)站給出的地震初始破裂點為(38.21°N，93.72°E)，震級為MW5.5 ，震源深度為14km(2)https： ∥earthquake.usgs.gov。。全球矩心矩張量(GCMT)目錄網(wǎng)站給出的地震初始破裂點為(38.25°N，93.72°E)，震級為MW5.5 ，震源深度為 16.5km(3)https： ∥www.globalcmt.org。。德國GFZ網(wǎng)站給出的地震初始破裂點為(38.13°N，93.76°E)，震級為MW5.5 ，震源深度為17km(4)https： ∥geofon.gfz-potsdam.de。。顯然，不同機構給出的地震破裂起始點位置、 震源機制解均有所不同(表1)。

表1 不同機構給出的茫崖 MS5.8 地震的參數(shù)

此次地震發(fā)生在柴達木盆地北部(圖1，2)，這里發(fā)育了眾多第四紀活動褶皺及隱伏斷層(劉志宏等，2005； 王步清，2005； 魏國齊等，2005； 高長海等，2007a)。盡管前人已對這些構造的變形樣式、 演化歷史和油氣運移等方面做了大量工作(狄恒恕等，1991； 楊明慧，1998； Yueetal.，1999； 戴俊生等，2000； 高先志等，2003； 王步清等，2006； 高長海等，2007b； 白亞東等，2019； Luoetal.，2022)，但對其第四紀活動習性、 發(fā)震構造模式與最大震級上限等尚缺乏研究。近年來，柴達木盆地發(fā)生了多個約5級的地震，如2019年3月27日青海茫崖MS5.0 地震、 2021年12月18日的青海茫崖MS5.1 地震、 2021年12月29日青海格爾木市MS4.8 地震等。這些地震發(fā)生在哪條斷裂上、 具有怎樣的發(fā)震構造模式、 該區(qū)未來是否仍有發(fā)生中強地震的可能都是亟需回答的問題。

圖1 柴達木盆地及鄰區(qū)主要構造簡圖與2021年6月16日青海省海西蒙古族藏族自治州茫崖5.8級地震的震中位置

本次地震的發(fā)生為研究上述問題提供了難得的機會。本文利用CAP方法反演了茫崖MS5.8 地震的震源機制解和震源深度，結合震區(qū)地表地質、 衛(wèi)星影像解譯和重點地震反射剖面的重新分析，討論了青海茫崖MS5.8 地震的發(fā)震構造，初步評估了震區(qū)主要構造的震級上限。文中工作為進一步理解柴達木盆地與祁連山之間的現(xiàn)今構造變形、 應力狀態(tài)及動力學過程提供了更多數(shù)據(jù)支持，也為該區(qū)的未來強震趨勢預測提供理論依據(jù)。

1 區(qū)域構造背景

柴達木盆地為三角形內(nèi)流山間盆地，東北以南祁連山—黨河南山為界，西北以阿爾金斷裂為界，南接祁曼塔格山和東昆侖斷裂。柴達木盆地在古生代是一個被地槽所包圍的穩(wěn)定地塊，海西晚期—印支期周邊地槽相繼褶皺隆起，盆區(qū)開始下陷，形成了中、 新生代的陸相沉積盆地(中國石油地質志編寫組，1990)。中、 新生代陸相沉積巖的最大厚度>17000m，其中新生代沉積物厚達10km(中國石油地質志編寫組，1990； Fangetal.，2007)。這些新生代地層自下向上被劃分為7個巖性單元，分別為路樂河組、 下干柴溝組、 上干柴溝組、 下油砂山組、 上油砂山組、 獅子溝組和七個泉組(中國石油地質志編寫組，1990)。

由于受東昆侖向N的推擠、 阿爾金構造帶的左行走滑以及南祁連向SW的沖斷作用，柴達木盆地、 阿爾金斷裂帶與南祁連山交會區(qū)的中、 新生代構造變形十分復雜(青海地質礦產(chǎn)局，1991； 李廷棟，1995； 戴俊生等，1999； 胡受權等，1999； 郭占謙等，2001； 魯如魁等，2005； 王步清，2005； 王步清等，2006； Luoetal.，2022)。由北而南可劃分為以下幾個新構造單元： 向SW逆沖的南祁連-黨河南山逆沖系、 柴北緣逆沖系以及北柴達木盆地(Yinetal.，2008)。

柴北緣逆沖系是南祁連-黨河南山逆沖系向S逆沖最前緣的大型韌性剪切帶，長約500km(Yinetal.，2008)，往往由幾條近平行的逆斷層構成疊瓦狀構造，斷層傾向NE，斷面傾角上陡下緩，地表或淺部為高角度(60°～80°)逆斷層，向深部傾角逐漸變緩(<20°)，且有自淺部向深部逐漸收斂歸并之勢，形成鏟式斷裂(狄恒怒，1984)。

此次地震震區(qū)自北向南主要由4條近NW走向的構造帶組成，包括平臺凸起、 賽南凹陷、 冷湖逆斷裂-褶皺帶和鄂博梁逆斷裂-褶皺帶(王步清等，2005； Luoetal.，2022)(圖2)。三臺逆斷裂-褶皺帶是平臺凸起的西南邊界，位于賽什騰山西南緣邊界斷裂賽南逆斷裂以西，是柴北緣逆沖系向S逆沖的最前緣構造(Zhangetal.，2022)。冷湖逆斷裂-褶皺帶由1～7號共7個不同規(guī)模的背斜構造組成，參與構造變形的地層有石炭系，中、 下侏羅統(tǒng)和新生界地層(戴俊生等，1999)。鄂博梁逆斷裂-褶皺帶由鄂博梁Ⅰ號、 鄂博梁Ⅱ號、 葫蘆山、 鄂博梁Ⅲ號和鴨湖5個不同規(guī)模的背斜構造組成(孔紅喜等，2021)。

圖2 震區(qū)地質圖及條帶地形剖面

柴達木盆地北部構造活動強烈，歷史及現(xiàn)今曾發(fā)生過多次破壞性地震。在霍布遜湖附近發(fā)生了1962年5月21日6.8級地震和1977年1月19日6.3級地震。錫鐵山地區(qū)附近于1991—1993年和1997—1999年發(fā)生過2次小地震群，尤其是1991年9月2日在錫鐵山發(fā)生的MS5.1 地震，雖然沒有造成人員傷亡，但造成的經(jīng)濟損失超過270萬元(姚生海等，2020)。德令哈附近于2003年4月17日發(fā)生了6.6級地震，使宗務隆山逆沖斷層發(fā)生部分破裂(孫長虹等，2012； Zhaetal.，2013)。2008年11月10日和2009年8月28日在德令哈斷裂帶西部相繼發(fā)生了6.3級和6.4級地震(Elliottetal.，2011； Chenetal.，2013； Liuetal.，2015)。Wang等(2020)對2019年3月27日青海茫崖MW5.0 地震開展了細致研究，認為該地震使沿NE傾英雄嶺逆斷層上部斷坡的一部分發(fā)生破裂，致使正在施工中的8孔鉆井鉆桿發(fā)生同震斷錯，最大同震位移約為40cm，破裂面積約為45km2。Wang等(2020)認為英雄嶺逆斷層為全新世活動斷裂，其最大震級上限可達MW7.7 。

2 主震的震源機制解與震源矩心深度

震源機制解是利用地球物理學方法判斷斷層類型和地震發(fā)震機制的一種方法，不僅可描述發(fā)震斷層的幾何特征，也可揭示震源處斷層的運動方式(王志偉等，2018； 易桂喜等，2021)。CAP(Cut-and-Paste)方法是一種基于近場地震波形記錄進行地震矩張量解的反演方法，該方法對近震數(shù)據(jù)中的體波和面波分別賦予不同的權重進行震源機制反演，結合體波部分包含的深度震相信息可更好地求解震源機制解，并獲得相對準確的震源矩心深度(Dziewonskietal.，1981； 羅艷，2010； Ekstr?metal.，2012； 龍鋒等，2021； 王月等，2021)。

本文利用CAP方法反演茫崖MS5.8 地震的震源機制解和震源深度。選取震中450km范圍內(nèi)波形記錄良好的地震監(jiān)測臺站的波形數(shù)據(jù)參與反演，最終篩選出青海、 新疆及甘肅地震臺網(wǎng)的15個寬頻帶臺站(圖3a)。在CAP反演中，Pnl和面波部分的時窗長度均為60s，濾波頻段均為0.05～0.1Hz。由于茫崖MS5.8 地震發(fā)生在柴達木盆地與阿爾金斷裂的交會區(qū)域，速度結構較為復雜，為獲取可靠的震源機制參數(shù)，本文首先測試了3種速度模型對結果的影響： Crust1.0、 Crust2.0以及阿爾金地區(qū)的地殼層析成像結果(姜枚等，1999； 陳俊廂等，2003)。在不改變其他反演參數(shù)的情況下，Crust2.0速度模型(表2)對應的波形擬合殘差小于Crust1.0和阿爾金地區(qū)的地殼層析成像模型，這可能是由于臺站分布范圍較大，采用更平均的速度模型可以對大多數(shù)臺站的波形記錄有較好的擬合效果。

圖3 a 茫崖 MS5.8 地震震中與地震監(jiān)測臺站分布圖； b 茫崖 MS5.8 地震震源機制反演誤差隨震源深度的變化圖(初始深度設定為10km)

表2 速度模型

反演結果顯示，在不同震源深度獲取的震源機制解較為穩(wěn)定，均為逆沖性質，當震源深度為13km時殘差達到極小值(圖3b)，2個雙力偶節(jié)面參數(shù)依次為： 節(jié)面I，走向291°、 傾角41°、 滑動角91°； 節(jié)面Ⅱ，走向110°、 傾角49°、 滑動角89°。表1 列出了本文、 USGS與GCMT給出的震源機制解結果，本文結果介于USGS和GCMT結果之間，與二者的Kagan角均<15°，一致性較好。圖4 為茫崖MS5.8 地震的理論地震圖與觀測波形擬合圖，大部分臺站的波形擬合較好，在參與擬合的75個擬合分量中，88%的擬合分量相關系數(shù)>0.6，表示二者具有較好的擬合關系。

圖4 茫崖 MS5.8 地震的理論地震圖與觀測波形擬合圖

3 震區(qū)主要第四紀構造及其變形特征

震區(qū)主要構造總體走向NW，由北而南包括三臺逆斷裂-褶皺帶、 小丘林逆斷裂-褶皺帶、 冷湖逆斷裂-褶皺帶和鄂博梁逆斷裂-褶皺帶，均是延伸超過千米的線形斷裂帶(圖1，2)，每個構造帶均由一系列斜列的第四紀活動背斜及下伏隱伏逆斷層組成(劉志宏等，2005； 王步清等，2005； 魏國齊等，2005； 肖安成等，2005； Zhangetal.，2022)。

地質、 地貌填圖及鉆井、 地震反射剖面解譯結果表明(肖安成等，2005； 高長海等，2007a； Luoetal.，2022)，冷湖逆斷裂-褶皺帶和鄂博梁逆斷裂-褶皺帶在平面上呈反“S”形展布，總體向NW阿爾金斷裂方向收斂，向盆內(nèi)展開，具有雁列和帚狀展布特征。在剖面上往往表現(xiàn)為分層變形特征(如冷湖五號、 冷湖六號、 鄂博梁Ⅱ號與Ⅲ號、 葫蘆山、 鴨湖等背斜構造)，深部主控逆沖斷裂多發(fā)育于下干柴溝組及以下地層，對中—新生界沉積具有明顯的控制作用，具有多期活動的特點，第四紀仍在活動，均為隱伏斷層，未出露于地表； 淺部滑脫斷層多發(fā)育于上干柴溝組及以上地層，直接控制著地表第四紀褶皺的生長與演化，該組斷裂的活動期主要在上新世末—更新世(肖安成等，2005； 高長海等，2007a； Luoetal.，2022)。此外，斷裂的活動時代、 斷距大小、 活動強度沿走向存在變化，具有西早東晚、 西強東弱的特點。

需要指出的是，地震反射剖面揭示的深部主控逆斷層大多為高角度逆斷層，地表8km以深同向反射軸很不清晰，因而無法判斷震區(qū)深部是否發(fā)育統(tǒng)一的滑脫面。

3.1 三臺逆斷裂-褶皺帶

三臺逆斷裂-褶皺帶是柴北緣逆沖系向S逆沖最前緣的古生代基底卷入斷展褶皺帶，總體走向NW，長約26km，寬約8km。此褶皺帶下伏斷層面為一上陡下緩、 傾向N的基底卷入式逆沖斷層，斷層上盤僅保留部分新生代地層(圖5)。其中位于最前緣的為三臺背斜，深部主控逆斷層傾向NE，傾角約為62°，上斷點斷錯了獅子溝組地層(圖5)(Zhangetal.，2022)。新生代所有地層均卷入褶皺變形，地表背斜南翼在獅子溝組地層中出露了清晰的生長地層，Zhang等(2022)認為該背斜約在距今(3.0±1.1)Ma開始最新一次的快速變形。橫穿背斜的晚更新世洪積扇面及沖溝階地面均發(fā)生了褶皺變形，并廣泛發(fā)育彎滑斷層陡坎，距今125ka以來的縮短速率約為0.4mm/a(Zhangetal.，2022)。

圖5 三臺背斜帶構造的典型地震反射剖面

3.2 小丘林逆斷裂-褶皺帶

小丘林逆斷裂-褶皺帶位于三臺逆斷裂-褶皺帶西南側，總體走向NW，地表由2個不連續(xù)的背斜斜列組成，未見斷層出露。小丘林西背斜長約33km，東背斜長約44km，寬約12km(圖2)。地表背斜為一個南西翼陡傾、 北東翼緩傾的不對稱背斜，深部主控斷層為一個傾向NE的逆斷層，構成斷展褶皺。在背斜兩翼的獅子溝組地層及七個泉組地層中發(fā)育明顯的生長地層，推測其第四紀以來仍在活動(圖6)。

圖6 冷湖七號東背斜的典型地震反射剖面(據(jù)余夢麗，2018； Luo et al.，2022修改)

3.3 冷湖逆斷裂-褶皺帶

冷湖逆斷裂-褶皺帶位于小丘林逆斷裂-褶皺帶的西南側，西接小賽什騰山，東臨南八仙構造，總體呈NW-SE走向，由1～7號等7個不同規(guī)模、 不同類型的背斜構造組成，總長約144km，最寬處可達17km，在平面上呈反“S”形組合。由NW向SE，背斜核部出露地層由老變新，地層埋深逐漸增加，如路樂河組地層的埋藏深度在冷湖七號背斜為5000m，向NW逐漸變淺(馬達德等，2018； 周飛等，2019)； 構造變形程度由NW向SE逐漸減弱(戴俊生等，1999； Luoetal.，2022)。

冷湖逆斷裂-褶皺帶大致可以分為西段、 中段和東段3段(趙寒森，2010)。西段包括冷湖一號、 冷湖二號、 冷湖三號，長約26km，走向NWW，呈右列式展布，以近EW向斷裂、 褶皺展布為特征，表現(xiàn)為向N逆沖的斷層或北陡南緩的背斜構造，與阿爾金斷裂呈銳角相交，明顯受阿爾金走滑斷裂體系的控制。

中段包括冷湖四號和冷湖五號構造，長約38km，軸向NNW，呈斜列式展布。冷湖四號背斜的地表露頭西翼緩東翼陡，核部出露油砂山組與獅子溝組地層。從已發(fā)表的地震反射剖面(Luoetal.，2022)可見，地表冷湖四號背斜是受淺部W傾隱伏逆斷層控制的斷展褶皺，但該斷層及背斜西翼隨后又被更深部的E傾主逆斷層斷錯。冷湖五號構造在地表為北東翼緩、 南西翼陡的不對稱背斜。從Luo等(2022)的研究中可見，該構造由深、 淺2套逆斷層系統(tǒng)組成，深層隱伏陡傾主逆斷層傾向NE，控制了整個背斜的生長。淺層發(fā)育了傾向SW的陡傾逆斷層，改造了地表背斜的幾何形態(tài)，南西翼可見清晰的生長地層，更新統(tǒng)地層也卷入變形(Luoetal.，2022)。

東段包括冷湖六號和冷湖七號構造，長約80km，總體走向NWW，呈左列式展布(趙寒森，2010； Luoetal.，2022)。在高分辨率衛(wèi)星影像上未發(fā)現(xiàn)任何地表斷層陡坎。與冷湖五號構造類似，冷湖六號背斜之下發(fā)育了深、 淺2套隱伏逆斷層，淺層主斷層向S陡傾，上盤發(fā)育斷展褶皺，北翼可見生長地層，上新統(tǒng)—更新統(tǒng)卷入變形； 深層主斷層傾向NE，上盤發(fā)育S傾次級斷層，表現(xiàn)為正花狀構造(Luoetal.，2022)。冷湖七號背斜構造是冷湖逆斷裂-褶皺帶中規(guī)模最大的背斜(圖2)，長約45km，寬約16km，地表為西窄東寬的大型長軸背斜構造，深部由2條分別傾向N和S的逆斷層相背逆沖，構成一個沖起背斜(圖6，7)。深、 淺層構造協(xié)調，深、 淺層構造的高點基本一致，地層彎曲形態(tài)相似，核部發(fā)育多條小規(guī)模次級斷層(戴俊生等，1999； 李宏義等，2007； Luoetal.，2022)。

3.4 鄂博梁逆斷裂-褶皺帶

鄂博梁逆斷裂-褶皺帶發(fā)育在冷湖逆斷裂-褶皺帶的西南側(圖2)，長約175km，總體走向NNW。地表由鄂博梁I號、 Ⅱ號、 Ⅲ號、 葫蘆山、 鴨湖、 伊克雅烏汝、 臺吉乃爾等大型背斜構造組成。所有地表構造均為近對稱的背斜構造，未見深部主控斷層出露地表。這些背斜構造的翼部均發(fā)育生長地層，新近紀—更新世地層均卷入變形，背斜起始變形時間由北向南漸新(孔紅喜等，2021； Luoetal.，2022)。

鄂博梁Ⅰ號背斜位于逆斷裂-褶皺帶的西北端，是一近對稱背斜，深、 淺層褶皺形態(tài)相似，深部由一條向SW陡傾的主逆斷層控制，表現(xiàn)為斷展褶皺，主斷層上盤發(fā)育多條小規(guī)模、 傾向SW的次級斷層(Luoetal.，2022)。除鄂博梁I號背斜外，其他背斜構造均具有上、 下分層變形特征，深、 淺層變形不協(xié)調，淺層主斷層均傾向SW，形成近對稱的斷展褶皺； 深層斷層較淺層發(fā)育，主斷層傾向SW，多表現(xiàn)為花狀構造(圖8)(Luoetal.，2022)。

4 討論與初步認識4.1 發(fā)震構造分析

地震發(fā)生后，相關機構給出的青海茫崖MS5.8 地震的震中分別位于冷湖逆斷裂-褶皺帶東南端的冷湖七號背斜帶和小丘林東逆斷裂-褶皺帶(圖2)。冷湖七號背斜帶的地表由上油砂山組、 獅子溝組和七個泉組地層組成，為寬緩近對稱的背斜。從衛(wèi)星影像中可清晰地看出地表冷湖七號背斜帶總體呈一個向SW凸出的弧形構造，由東、 西2個背斜組成。西背斜走向NW，東背斜西段走向NW，東段走向近NWW(圖2)。已有的研究表明(王步清等，2005； 魏國齊等，2005； 肖安成等，2005； Luoetal.，2022)，由于受阿爾金斷裂左旋走滑作用的影響，冷湖逆斷裂-褶皺帶與鄂博梁逆斷裂-褶皺帶近EW走向段的斷裂和褶皺構造主要以沖斷推覆為特征，而NW或NNW走向段表現(xiàn)為斜向的右旋走滑沖斷。

由圖2 可見，GCMT給出的震中位于小丘林東逆斷裂-褶皺帶W傾伏端南翼，USGS給出的震中位于冷湖七號西背斜東段北翼，GFZ給出的震中位于冷湖七號東背斜西段南翼近核部，中國地震臺網(wǎng)中心給出的震中則位于冷湖七號東背斜軸線附近(圖2)。利用CAP方法反演的本次地震的震源深度約為13km，震源機制解為純逆沖性質，2個雙力偶節(jié)面參數(shù)依次為： 節(jié)面I，走向291°、 傾角41°、 滑動角91°； 節(jié)面Ⅱ，走向110°、 傾角49°、 滑動角89°。據(jù)此判斷，該地震應發(fā)生在近EW走向的逆斷層上，而非NW走向的斜向右旋走滑沖斷層上。

由橫穿冷湖七號東背斜東段的地震反射剖面(圖6，7)可見，背斜深部發(fā)育2條分別向N和S傾的隱伏逆斷層，相背逆沖構成一個沖起背斜構造，斷層傾角向下由62°逐漸變緩。將不同機構給出的震中位置投影在如圖7 所示的地震反射剖面上，可見中國地震臺網(wǎng)中心給出的震中位于N傾逆斷層向下的延伸線上，而USGS給出的震中則位于S傾逆斷層向下的延伸線上?？紤]到該次地震震中和震源深度定位的不確定性，這2條不同傾向的隱伏逆斷層均有可能是本次地震的發(fā)震構造(圖9)。

圖7 冷湖七號東背斜的典型地震反射剖面(據(jù)李宏義等，2007； Luo et al.，2022修改)

圖8 鄂博梁Ⅱ號背斜的典型地震剖面(據(jù)Luo et al.，2022)

圖9 青海茫崖5.8級地震的發(fā)震構造模型

4.2 震區(qū)主要活動構造的最大潛在震級評估

如前文所述，震區(qū)發(fā)育了眾多第四紀背斜與隱伏逆斷層，亟需評估這些構造的地震危險性。我們利用Wells等(1994)的逆斷層破裂面積-震級經(jīng)驗公式估算了震區(qū)主要活動構造的最大震級上限(表3)：

表3 震區(qū)主要活動構造的破裂面積及其最大潛在地震的矩震級

M=4.33+0.90×log(RA)

(1)

式中，M為矩震級，RA為斷層破裂面積(km2)。

計算斷層破裂面積時綜合考慮了以下因素： 1)由于震區(qū)眾多地表活動背斜主要由深層隱伏陡傾主控逆斷層所控制，因此采用地表背斜的長度作為發(fā)震斷層的最大破裂長度。2)從現(xiàn)有的地震反射剖面無法判別深部主控逆斷層向下延伸的深度，因此采用柴達木盆地孕震層的深度至深部主控逆斷層上斷點的距離作為地震破裂面的寬度來計算最大破裂面積。震區(qū)深部主控逆斷層上斷點的埋深主要依據(jù)已發(fā)表的地震反射剖面(高長海等，2007a； Luoetal.，2022)、 地層等深線和鉆孔資料(周飛等，2019)獲得(表2)。最近20年發(fā)生在柴達木盆地的地震震源深度大都分布在10～18km之間(Elliottetal.，2011； Daoutetal.，2020； 張迎峰，2021)，因此分別將孕震層深度設為10km和18km計算每條斷層的最大潛在震級(表3)。3)震區(qū)每條主要逆斷裂-褶皺帶均由多個不同尺度的次級逆斷裂-褶皺帶組成，如冷湖逆斷裂-褶皺帶的地表由7個長短不一的背斜組成，控制這些背斜構造生長的深部主控斷層有可能獨自破裂產(chǎn)生地震，也有可能多條斷層同時發(fā)生級聯(lián)破裂，從而引發(fā)強震。因此，分別計算了單個構造和整個構造帶的最大潛在震級(表3)。

此外，采用Leonard(2010)提出的板內(nèi)逆斷型地震破裂統(tǒng)計經(jīng)驗(式(2))，結合Hanks等(1979)提出的式(3)計算了每條斷層的最大潛在震級(表3)。

log(M0)=6.38+1.50×log(A)

(2)

M=-10.7+(2/3)×log(M0)

(3)

式中，M0為地震矩，M為矩震級，A為斷層破裂面積(m2)。

由表3 可見，利用Wells等(1994)和Leonard(2010)提出的經(jīng)驗公式計算的最大潛在震級結果差別不大。如果冷湖七號構造深部主控斷層全部發(fā)生破裂，則會產(chǎn)生MW6.7 ～7.1地震。顯然，此次茫崖5.8級地震僅使深部逆斷層發(fā)生了部分破裂，并未破裂至地表，因此是一次典型的褶皺地震。

此外，通過對震區(qū)高分辨率衛(wèi)星影像的解譯和野外考察，除在三臺背斜南翼發(fā)現(xiàn)了多條彎滑斷層陡坎(Zhangetal.，2022)外，在其他第四紀褶皺地表處并未發(fā)現(xiàn)清晰的斷層陡坎，這表明發(fā)生在該區(qū)的地震可能都是褶皺地震，未產(chǎn)生地表破裂。震區(qū)眾多活動背斜深部的隱伏逆斷層均具備發(fā)生MW5.9 ～7.2地震的構造條件，因此其未來的地震危險性不容忽視，亟需對這些構造開展更為細致的活動習性研究。

4.3 初步認識

2021年6月16日青海海西蒙古族藏族自治州茫崖5.8級地震發(fā)生在柴達木盆地西北部。震區(qū)由北向南發(fā)育了三臺逆斷裂-褶皺帶、 小丘林逆斷裂-褶皺帶、 冷湖逆斷裂-褶皺帶和鄂博梁逆斷裂-褶皺帶，總體呈向北西阿爾金斷裂方向收斂、 向南東盆內(nèi)撒開的帚狀。每個逆斷裂-褶皺帶均由一系列斜列的、 第四紀活動褶皺及下伏隱伏逆斷層組成。由西北向東南，背斜核部出露地層由老變新、 古生代基底埋深逐漸增加，構造活動時代漸新，構造變形程度逐漸減弱。其中三臺逆斷裂-褶皺帶是柴北緣逆沖系向S逆沖最前緣的古生代基底卷入斷展褶皺帶，橫穿三臺背斜的晚更新世洪積扇面及沖溝階地面均發(fā)生了褶皺變形，并廣泛發(fā)育彎滑斷層陡坎，距今125ka以來的縮短速率約為0.4mm/a。小丘林逆斷裂-褶皺帶是一條向SSW逆沖的第四紀斷展褶皺。冷湖逆斷裂-褶皺帶主要受控于深部N傾的主控逆沖斷裂，鄂博梁逆斷裂-褶皺帶則主要受控于深部S傾的主控逆沖斷裂。

利用CAP方法反演得到的本次地震的震源深度約為13km，震源機制解為逆沖性質，2個雙力偶節(jié)面參數(shù)依次為： 節(jié)面I，走向291°、 傾角41°、 滑動角91°； 節(jié)面Ⅱ，走向110°、 傾角49°、 滑動角89°。節(jié)面Ⅰ的走向和傾角與GFZ的結果相近，節(jié)面Ⅱ的走向和傾角與USGS的結果相近。

綜合震源機制解、 地表地質與地震反射剖面解譯資料，我們認為此次茫崖5.8級地震發(fā)生在冷湖逆斷裂-褶皺帶東南端，發(fā)震構造可能為冷湖七號東背斜之下控制背斜生長的2條傾向相反的隱伏逆沖斷裂之一?？紤]到該次地震震中和震源深度定位的不確定性，冷湖七號東背斜之下的2條不同傾向的隱伏逆斷層均有可能是本次地震的發(fā)震構造。此次茫崖5.8級地震僅使冷湖七號東背斜下伏的深部逆斷層發(fā)生了部分破裂，并未破裂至地表，因此是一次典型的褶皺地震。

根據(jù)逆斷層破裂面積-震級經(jīng)驗公式，估算了震區(qū)眾多第四紀活動背斜的最大震級上限，其下伏的深部隱伏逆斷層具備發(fā)生MW5.9 ～7.2地震的構造條件。 雖然目前柴達木盆地內(nèi)部多發(fā)生約6級的中強地震，但也不排除因級聯(lián)地震破裂引發(fā)7級以上強震的可能。因此，震區(qū)未來的地震危險性不容忽視，亟需對這些構造開展更為細致的活動習性研究。

致謝郭志副研究員、 李智敏高級工程師對本文提供了寶貴意見和幫助，在此表示衷心感謝！