2001年永勝60級地震震源機(jī)制解的余震序列分析

2001年永勝60級地震震源機(jī)制解的余震序列分析

0震源機(jī)制解的聯(lián)合計(jì)算有很多方法可以找到源機(jī)制的解。例如，李勤祖（1982）提出了一種基于四個站記錄的初動振幅比的小地震源機(jī)制的解。梁尚紅等人（1984）提出了利用pg和sg波最大振幅比數(shù)據(jù)反演中小地震的源機(jī)制參數(shù)。后一種方法進(jìn)一步發(fā)展了震源機(jī)制解的求解技術(shù),使利用P波、SV波、SH波的初動和振幅比聯(lián)合計(jì)算震源機(jī)制解的方法在我國得到了初步應(yīng)用并取得了較好成果。而且,在至少一個臺站P波初動清楚的情況下,也可以利用該方法進(jìn)行計(jì)算。因其具有精度高、需用的記錄少、使用起來靈活方便等優(yōu)點(diǎn),這一方法受到廣泛重視。胡新亮等(2004)還經(jīng)過實(shí)例對比分析,證實(shí)了利用區(qū)域地震臺網(wǎng)Pg、Sg波振幅比資料測定震源機(jī)制解的可靠性。筆者采用梁尚鴻等(1984)提出的方法計(jì)算了2001年10月27日云南永勝6.0級地震余震序列的震源機(jī)制,并且采用統(tǒng)計(jì)方法和系統(tǒng)聚類方法對計(jì)算得到的多個震源機(jī)制解進(jìn)行了綜合分析,進(jìn)一步分析了發(fā)震斷層的幾何參數(shù)、震源區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)及其與區(qū)域應(yīng)力場的關(guān)系。1云南省永勝縣監(jiān)獄本文所用方法要求至少3個以上的臺站記錄良好及至少1個臺的記錄有清楚的Pg初動。通過量取垂直向Pg、Sg波最大雙振幅,利用振幅比擬合求取震源機(jī)制解。速度結(jié)構(gòu)模型采用胡鴻翔等(1986)提出的楚雄(西)速度結(jié)構(gòu)模型(表1)。2001年10月27日13時35分,云南省永勝縣發(fā)生6.0級地震。震中位于永勝縣濤源鄉(xiāng)和期納鎮(zhèn)交界處,地理位置26.2°N、100.6°E,震源深度10km。主震發(fā)生后云南省地震局立即在地震現(xiàn)場布設(shè)了6個臨時地震臺,組成了數(shù)字流動臺網(wǎng)(圖1)。使用儀器為EDAS-3M型地震數(shù)據(jù)采集器,采樣率為100Hz,拾震器為JC-V100-3D型三分向短周期地震計(jì)。6個臺站的震中距在1～25km范圍內(nèi),2001年10月28日至11月28日期間共記錄到余震673次,最大余震ML4.1,最小余震ML0.5(王新嶺等,2005)(圖1)。2多環(huán)芳烴共聚模型因?yàn)榈玫降恼鹪礄C(jī)制參數(shù)較多,無法逐一分析比較,筆者采用統(tǒng)計(jì)方法(刁桂苓等,1996a,1996b)來尋找它們的共性特征。即將120個震源機(jī)制解的參數(shù)放在360°角域內(nèi),從0°起,每10°間隔劃分為一個角域,進(jìn)行歸一頻數(shù)劃分。下面就劃分結(jié)果分別進(jìn)行討論。2.1節(jié)面滑動角和節(jié)面傾角節(jié)面走向:由統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知,在每個角域都有節(jié)面分布,表明地震破裂面取向較為離散,但是在135°～190°、45°～100°之間有134個節(jié)面,它們所占的比例為60%,說明NWW—SEE向與NNE—SSW向這兩組占優(yōu)勢。節(jié)面傾角:接近直立(60°～90°)的節(jié)面有142個,占節(jié)面總數(shù)的60%以上,所占比例最大;傾斜(30°～60°)的節(jié)面有58個,占總數(shù)的24%;近于水平(0°～30°)的節(jié)面總數(shù)有42個,占總數(shù)的17%,說明節(jié)面傾角的優(yōu)勢取向?yàn)榻诖怪?。?jié)面滑動角:若取滑動角在0°～30°、0°～-30°、150°～180°、-150°～-180°角域內(nèi)的斷層為走滑,滑動角在60°～120°、-60°～-120°之間的斷層為傾滑,在上述角域之外的為斜滑,那么走滑的節(jié)面為104個,占總數(shù)的43%;斜滑的節(jié)面為76個,占總數(shù)的31%;傾滑的節(jié)面為62個,占總數(shù)的25%。由分析可知,走滑占絕對優(yōu)勢。2.2p軸方位的優(yōu)勢:nnw—P軸空間分布P軸方位分布:在101°～180°角域內(nèi)有71個P軸,占總數(shù)的60%,取140°方向?yàn)槠浣嵌确植純?yōu)勢方向,則P軸方位的優(yōu)勢取向?yàn)镹NW—SSE向。P軸與鉛垂線夾角分布:在接近水平的0°～30°之間,P軸的分布個數(shù)為56,占總數(shù)的47%;在30°～60°之間,P軸的分布個數(shù)為59,占總數(shù)的49%;在60°～90°之間,P軸的分布個數(shù)為5,占總數(shù)的4%,表明接近直立的P軸很少,接近水平的居優(yōu),但是分布個數(shù)最多的角域是60°～70°。2.3t軸仰角分布T軸方位分布:在0°～90°角域內(nèi)有77個T軸,他們占T軸總數(shù)的64%,其余的分布在90°～180°角域,所以T軸的優(yōu)勢取向?yàn)?5°附近,即T軸優(yōu)勢取向?yàn)镹EE—SWW向。對照前文,T軸和P軸的優(yōu)勢方位互不重疊,且近于正交。T軸仰角分布:在接近水平的0°～30°之間,P軸的分布個數(shù)為60,占總數(shù)的50%;在呈傾斜的30°～60°之間,P軸的分布個數(shù)為57,占總數(shù)的47%;在近于垂直的60°～90°之間,P軸的分布個數(shù)為3,占總數(shù)的3%,表明接近直立的T軸很少,接近水平的居優(yōu),但是分布個數(shù)最多的角域是60°～70°。相比之下,T軸比P軸更接近水平。2.4u3000地震傾向滑動能力在稍傾斜的40°～80°角域范圍分布最多,有87個N軸,占N軸總數(shù)的73%;而在近于水平的0°～40°只有22個N軸,占總數(shù)的18%,證明地震的傾向滑動是客觀存在的。綜上所述,2001年永勝6.0級地震余震序列震源機(jī)制解經(jīng)統(tǒng)計(jì)得到的優(yōu)勢空間分布取向?yàn)?主壓應(yīng)力軸為近水平的NNW—SSE向,主張應(yīng)力軸為近水平的NEE—SWW向,中等應(yīng)力軸近于垂直;破裂面走向呈多樣性,但節(jié)面以高傾角居多,節(jié)面的滑動方式以走滑為主,斜滑次之,傾滑最少。3震源節(jié)面類型的聚類分布為了更好地比較各個震源機(jī)制解之間的異同,判別它們之間的親疏程度,我們采用系統(tǒng)聚類分析方法(刁桂苓,1992)對120個震源機(jī)制解進(jìn)行了分析。以最大距離法,取其閾值T=100,將120個震源機(jī)制解劃分為16類。表2給出了各類平均機(jī)制解的空間取向參數(shù),表中的最后一欄為該類震源機(jī)制解的個數(shù)。圖2是16類震源機(jī)制解的P、T軸的上半球投影,每類解投影圖右上角的數(shù)字是類型編號,圖中還標(biāo)出了各類機(jī)制解的平均應(yīng)力軸及由此導(dǎo)出的平均節(jié)面,可將其作為該種類型的平均機(jī)制解看待。圖2表明,1～7類是走滑,8～11類是逆沖滑動,12～16類是正斷層滑動。其中,1、2、5類和主震CMT解一致,稱為主類;3、4、6、7類相對于主類偏轉(zhuǎn)或者稍顯傾斜,稱為偏轉(zhuǎn)類。用系統(tǒng)聚類方法把16類解再歸并為主類、偏轉(zhuǎn)類、逆沖和正斷4類。圖3為永勝6.0級地震余震序列震源機(jī)制斷層類型分布圖。圖中用虛線圈出了震源區(qū),AA′表示斷層面,BB′為垂直于AA′的輔助面,把震源區(qū)劃分為4個象限;空箭頭表示區(qū)域應(yīng)力場的作用方式;余震序列按斷層類型投影到震中位置?？梢钥吹?主類離散分布在各個象限;偏轉(zhuǎn)類型發(fā)生在斷層北盤或者是斷層面上;正斷層類型集中在南、北兩個象限;逆斷層類型集中在東、西兩個象限。結(jié)合余震空間分布,我們推斷主震震源機(jī)制NWW向節(jié)面為斷層面。由圖3可知,永勝6.0級地震是由于NWW向直立斷層做右旋走滑運(yùn)動,北盤向SEE方向運(yùn)動,前方受到介質(zhì)阻擋,出現(xiàn)逆沖,相應(yīng)后端(NWW方向)受到拉張發(fā)生正斷層錯動的結(jié)果。南盤和北盤作相對運(yùn)動,規(guī)律與北盤對應(yīng)。震源區(qū)外發(fā)生一些離散余震,南部正斷層余震很少。主震的震源機(jī)制取自美國哈佛大學(xué)的CMT解,和當(dāng)?shù)氐臉?gòu)造應(yīng)力場一致。永勝震區(qū)位于滇西北地區(qū),前人對該區(qū)構(gòu)造應(yīng)力場進(jìn)行過深入研究(吳建平等,2004;謝富仁等,1993),其主壓應(yīng)力方向?yàn)镹NW(325°～355°)。4震區(qū)余震分布及震區(qū)局部應(yīng)力場狀態(tài)變化由上述分析可知,震區(qū)主壓應(yīng)力場方向?yàn)镹NW—SSE向(320°或140°),與周光全等(2002)給出的震源區(qū)現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場主壓應(yīng)力方向?yàn)镹NW向(325°～355°)一致。一個大震或強(qiáng)震往往與大范圍的構(gòu)造活動有關(guān),受控于大范圍構(gòu)造應(yīng)力場的空間分布狀態(tài)。小地震則往往要受局部構(gòu)造應(yīng)力場影響。在序列發(fā)展過程中,由于主震發(fā)生而引起的震源區(qū)及其附近局部應(yīng)力場狀態(tài)的變化必然會對序列中余震的發(fā)生造成重大影響。由前文的震中分布圖(圖1)可知,主震發(fā)生后的余震分布比較散亂,從其空間分布看,有成叢集中的現(xiàn)象,似有近NW60°分布的走向,余震主要分布在主震的東側(cè)。結(jié)合余震深度剖面圖(圖4)可知,在截面AA′方向(NWW—SEE向),沿SEE向,隨著震中距的增加,震源深度加深,而BB′方向(NNE-SSW向)則無此變化。震區(qū)余震震源分布面是一略微傾向SW、傾角約為80°～85°、近似于垂直的破裂面,余震深度范圍為1～13km,主要集中在5～9km范圍內(nèi)。永勝地震的主破裂為NWW向斷層,余震分布顯示斷層介于NNE向的程海斷裂和NE向斷層之間,并被其控制。5永勝震區(qū)震源區(qū)應(yīng)力調(diào)整(1)由余震精定位確定的震源斷層與主震CMT解的節(jié)面一致,為NWW向直立斷層右旋走滑,震中分布也與其一致,驗(yàn)證了結(jié)果的可靠性。(2)雖然目前關(guān)于強(qiáng)震應(yīng)力觸發(fā)問題的討論甚多,但是震源區(qū)震后存在的應(yīng)力調(diào)整沒有得到充分重視,本研究顯示震源區(qū)存在清晰的應(yīng)力調(diào)整運(yùn)動。(3)永勝震區(qū)區(qū)域構(gòu)造背景復(fù)雜,活動斷裂發(fā)育,程海斷裂縱貫震區(qū),永勝6.0級地震的發(fā)生有其特殊的構(gòu)造背景。(4)永勝6.0級地震的主震、余震序列震源機(jī)制解一致,主壓應(yīng)力(P軸)方向?yàn)?40°,即SSE—NNW向(140°～320°),而震區(qū)現(xiàn)今區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場的主壓應(yīng)力