2011年9月10日瑞昌—阳新4_6级地震的震源破裂特征与区域强震危险性_百 ...
第55卷第11期2012年11月
地 球 物 理 学 报
CHINESE JOURNAL OF GEOPHYSICS
Vol.55,N
o.11Nov.,2012
吕坚,曾文敬,谢祖军等.2011年9月10日瑞昌—阳新4.6级地震的震源破裂特征与区域强震危险性.地球物理学报,2012,55(11):3625-3633,doi:10.6038/j
.issn.0001-5733.2012.11.011.LüJ,Zeng W J,Xie Z J,et al.Rupture characteristics of the MS4.6Ruichang-Yangxin earthquake of Sep.10,2011and thestrong earthquake risk in the region.Chinese J.Geophys.(in Chinese),2012,55(11):3625-3633,doi:10.6038/j.issn.0001-5733.2012.11.011.
2011年9月10日瑞昌—阳新4.6级地震的
震源破裂特征与区域强震危险性
吕 坚1,曾文敬1,谢祖军2,曾新福1,张 勇3,邓 辉1,
胡 睿1,黎 斌1,李雨泽1
1江西省地震局,南昌 330039
2大地测量与地球动力学国家重点实验室,中国科学院测量与地球物理研究所,武汉 4300773中国地震局,
北京 100036摘 要 基于区域数字地震台网记录,采用HYPODD方法精确定位了2011年9月10日瑞昌—阳新地震序列的震源位置,采用CAP方法反演得到了4.6级主震的震源深度和震源机制解,并结合区域深度震相sPg、PmP和sPmP对主震震源深度进行了进一步确定,随后探讨了这次地震的震源破裂特征和所在区域的强震危险性.结果显示:瑞昌—阳新4.6级地震的震源深度为15±2km,震源机制解为节面Ⅰ走向30°,倾角86°,滑动角-169°,节面Ⅱ走向299°,倾角79°,滑动角-4°,发震构造为郯城—庐江断裂带往震区延伸隐伏的瑞昌—武穴断裂;本次地震发生在长江中下游断块东部,所在区域的5.5级以上地震具有明显的成组活动特
征,近期显著地震集中发生在郯城—庐江断裂带南段及其分支断裂上,地震能量有加速释放的趋势,未来十年左右该区域存在发生6级左右强震的可能性.
关键词 瑞昌—阳新地震,地震精定位,震源机制解,震源深度,CAP方法doi:10.6038/j
.issn.0001-5733.2012.11.011中图分类号 P315
收稿日期2012-01-10,2012-11-
02收修定稿基金项目 地震科技星火计划项目(XH12027)、地震行业科研专项(201008007)和国家自然科学基金(40973034,41174086)联合资助.作者简介 吕坚,男,1975年生,高级工程师,理学学士,主要从事地震活动性与地震危险性研究.E-mail:lvj
ian8438@163.comRupture characteristics of the MS4.6Ruichang-Yangxin earthquakeof Sep.10,2011and the strong 
earthquake risk in the regionL Jian1,ZENG Wen
-Jing1,XIE Zu-Jun2,ZENG Xin-Fu1,ZHANG Yong3
DENG Hui 1,HU Rui 1,LI Bin1,LI Yu-
Ze11 Earthquake Administration of Jiangxi Province,Nanchang3
30039,China2 State Key Laboratory of Geodesy and Earth′s Dynamics,Institute of Geodesy 
and Geophysics, Chinese Academy 
of Sciences,Wuhan 430077,China3 China Earthquake Administration,Beijing1
00036,ChinaAbstract Based on the records of regional digital seismic networks,we relocated precisely 
theMS4.6Ruichang-Yangxin earthquake sequence of Sep.10,2011with the HYPODD method,andobtained the focal dep
th and focal mechanism of the MS4.6main-shock with the“Cut and Paste”(CAP)method.In order to determine the focal depth,we combined with local depth phases likesPg,PmP,and sPmP to research it,and further discussed the rupture characteristics of the eventand the strong 
earthquake risk in the region.Our result shows that the focal depth of the MS4.6
今年五一高速公路免费时间安排地球物理学报(Chinese J.Geophys.)55卷 
Ruichang-Yangxin earthquake is 15±2km and the best double couple solution is 30°,86°,and-
169°for strike,dip,and slip angles respectively with the other nodal plane of 299°,79°and-4°.
Combining with the rupture characteristics and the geologic settings in the region,we infer that
the event is caused by the Ruichang-Wuxue fault which is the Tangcheng-Lujiang fault buried in
the seismic zone.The Ruichang-Yangxin earthquake occurred in the east of the middle and lower
Yangtze River fault-block,the MS≥5.5earthquakes in the region show the obvious features of
seismic grouping activity,and the recent significant earthquakes mostly occurred on the
Tangcheng-Lujiang fault or its adjacent fault,which shows the tendency of accelerating energy
release.So we should pay more attention to the risk of about M6earthquake in the region in the
future years.
Keywords Ruichang-Yangxin earthquake,Earthquake precise relocation,Focal mechanism,Focal depth,CAP method
1 引 言
2011年9月10日在江西省瑞昌市与湖北省阳新县交界发生4.6级地震(后文简称瑞昌—阳新
4.6级地震),造成较大的社会影响和震区少量房屋破坏.目前,不同的机构就这次地震的震源位置存在不同的认识:江西省地震局提供的震中位置为29.71°N、115.44°E,震源深度8km;湖北省地震局提供的震中位置为29.68°N、115.45°E,震源深度3km;中国地震台网速报的震中位置为29.7°N、115.4°E,震源深度17km;统一地震目录的震中位置为29.70°N、115.40°E,震源深度13km(http://data.earthquake.cn/data/index.jsp).本文作者采用Pg、Pn、Sg、Sn等震相,使用盖格法[1]定位得到的震中位置为29.70°N、115.44°E,震源深度14.4±1.2km.单从数值上分析,上述结果中震中位置的最大差别可达到3km,震源深度的最大差别可达到14km,需要进一步深入研究.
在中国大陆中东部地区,这次瑞昌—阳新4.6级地震是继2005年11月26日九江—瑞昌5.7级地震和2011年1月19日安徽安庆4.8级地震后的又一次显著地震,其震中距离九江—瑞昌5.7级地震的震中30km左右,距离安庆4.8级地震的震中200km左右.从地质构造背景上看,上述3次地震都发生在国家重点基础研究发展计划(973计划)“大陆强震机理与预测”项目所确定的南华地块区的长江中下游断块东部[2-4],其中瑞昌—阳新4.6级地震和九江—瑞昌5.7级地震发生在襄樊—广济断裂带与郯城—庐江断裂带的延伸汇聚部位,而安庆4.8级地震则发生在郯城—庐江断裂带的分支断裂宿
松—枞阳断裂上[5].这种在数年的时间尺度、在较小的空间范围、在相同的构造块体、在可能存在关联的断裂带上连续发生破坏性地震的现象应当引起高度关注.而上述3次地震的震源机制解是否具有可比性?是否携带着区域构造应力场的信息?这些研究对判断该区域的构造活动特征和未来地震趋势具有重要帮助意义.
为了提高对上述重要问题的认识,本文将充分利用目前的数字地震记录,精确定位本次瑞昌—阳新地震序列的震源位置,深入研究4.6级主震的震源机制解、震源深度和发震构造,并结合九江—瑞昌5.7级地震和安庆4.8级地震的研究成果[5-7],简要探讨所在区域的强震危险性.
2 地震精确定位与震源机制解
在瑞昌—阳新4.6级地震前,震中距120km范围内存在8个数字化测震台站(图1),其中HBYNX、HBHME、JXJIJ、JIYOX等4个台站的震中距小于70km,可以较完整地记录到震区ML1级以上地震.截止到2011年11月,瑞昌—阳新4.6级地震序列记录到ML1级以上地震42次,其中有35次地震具有5个台站的良好记录.基于已有的速度模型综合研究成果[7-8](表1),我们采用HYPODD的奇异值分解法[9-11]对上述35次地震的震源位置进行精确定位,获得了其中34次地震的基本参数.重新定位后,东西方向的估算误差为0.5km左右,南北方向的估算误差为0.6km左右,深度方向的估算误差为1.8km左右,走时
残差为0.08s.瑞昌—阳新地震序列的震源深度分布范围为9~18km(图2),主要集中在11~16km(占定位结果
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 11期吕坚等:2011年9月10日瑞昌—阳新4.6
级地震的震源破裂特征与区域强震危险性
表1 地壳速度模型
Table 1 Crustal velocity model
地壳厚度(km)VP(km/s)VS(km/s)密度(kg/m3)0.0~3.0 4.80 2.80 2.46
3.0~8.0 5.90 3.45 2.67
8.0~16.0 6.10 3.57 2.78
16.0~25.0 6.40 3.62 2.87
25.0~35.0 6.90 3.98 2.9335.0+8.00 4.42 3.38
总数的84.6%),其中4.6级地震的震中位置为29.71°N、115.43°E,与江西省地震局提供的结果和作者用盖格法重新定位的结果接近;震源深度为15.2±1.3km,与作者用盖格法重新定位的结果(14.4±1.2km)接近,居于中国地震台网速报结果(17km)和统
一地震目录结果(13km)之间.在获得精确的震源位置后,我们采用表1中的速度结构和CAP方法(Cut and Paste方法的简写)[12-14]对瑞昌—阳新4.6级地震的震源机制解和矩心深度进行研究.CAP方法将宽频带地震记录分成Pnl和面波两个部分进行反演并允许它们相对浮动,在适当的时间变化范围内,搜索出合成地震图和观测地震图全局差异最小的震源机制解,它的一大优势是反演结果对速度模型和地壳横向变化的依赖
性相对较小,甚至可以应用在速度结构变化差异很大的地区,国内的一些研究结果[15-17]充分证明了CAP方法在震源机制解与地震矩心深度研究方面的有效性与可靠性.
根据波形记录质量,筛选出HBHME、HBYNX、HBXNI、JXXIS、JXYOX、JXYUG、JXJIJ等7个台站用于本项研究.这些台站非常合理地包围了震中(图1),都较好地获得了瑞昌—阳新4.6级地震的数字化宽频带记录.经过扣除仪器响应、积分到位移、旋转为Z-R-T分量和Pnl震相经带宽0.05~0.2Hz滤波、面波震相经带宽0.05~0.1Hz滤波等处理后,每一个台有Z分量、R分量的Pnl震相和3个分量的面波震相供分析.
图3给出了反演方差和震源机制解随不同深度取值的变化情况,可见震源深度在15km左右时震源机制解的反演方差达到极小值
图3 反演方差和震源机制解随不同深度的变化图
仿佛的佛组词
Fig.3 Error plots as a function of source depth
当震源深度取值为15km时,瑞昌—阳新4.6级地震的震源机制解为节面Ⅰ走向30°,倾角86°,滑动角-169°,节面Ⅱ走向299°,倾角79°,滑动角-4°,表现为带少量正断分量的走滑型地震.图4给出了相应的波形拟合情况,可见总体上拟合效果较好,反演方差小到6.106×10-6.
加班费基数
3 结果的可靠性分析
3.1 震源深度结果的可靠性
对于瑞昌—阳新4.6级地震的震源深度,作者
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地球物理学报(Chinese J.Geophys.)55卷
图4 4.6级地震的理论地震图与观测地震图
虚线为理论地震图,实线为观测地震图,波形下方上面的数字为理论地震图相对观测地震图的移动时间,
下面的数字为理论地震图与观测地震图的相关系数.
Fig.4 Comparison between the synthetic and the observed seismog
ramsThe dashed line is synthetic seismograms and the solid line is data.The numbers under the seismograms are the time shifts(upper)andcross-correlation coefficient in p
ercent(lower).Positive time shifts mean that the synthetics have been delayed or shifted to the right.前期使用震相到时和盖格法定位得到的起始破裂深度为14.4±1.2km;本研究使用震相到时和HYPODD方法定位得到的起始破裂深度为15.2±
1.3km,利用区域长周期地震波形和CAP方法反演得到的最佳矩心深度为15km左右.上述
3种方法采用的都是表1中的速度结构,获得的研究结果在误差范围内也一致.为了进一步验证其可靠性,下面结合深度震相来进一步分析.
对于近震而言,有sPL,sPg
,sPmP,sPn等深度震相可用于震源深度测定[18-
23].由于本次4.6级
地震震中距50km以内没有可用的三分量地震波形记录,无法开展sPL分析,sPn在观测的震中距范围内也因地震较小而不够清晰,因此我们选择震中距110km左右的JXNNC台(图1)进行Pg+sPg
,PmP+sPmP分析[21-
22].
以本研究获得的震中位置、震源机制解和表1中的速度结构作为输入计算不同深度的合成地震图,并和实际观测波形对比(图5),可以看出随着深度的增加,PmP到得更早,同时sPmP与PmP间隔增大,而sPg也到得更晚.
在15.5km深度附近,合成地震图上的Pg与sPg
,sPmP与PmP等震相的理论到时和相应的观测记录到时较为一致,
总体上波形的振幅也吻合较好.因此,综合多种方法的研究结果,我们有充分的理由认为瑞昌—阳新4.6级地震的震源深度为15±2km.
至于图5中一些合成波形振幅与实际观测值的差异,可能是采用的速度结构与真实速度结构并不完全一致造成的.因为除去地表沉积层的影响外,在
震区地壳中可能还存在一些低速层或者低速体[
7-
8],这些精细结构对高频体波具有较强的散射作用,导致各震相后发育了一定的尾波,
因此合成地震图很难全面拟合实际观测波形.由于各震相的到时对震源深度变化更为敏感,在确定震源深度时,到时及其相互关系才是考虑的主要因素.3.2 震源机制解结果的可靠性
eco本研究中采用7个区域台站的宽频带记录和CAP方法反演得到瑞昌—阳新4.6级地震的震源
机制解为节面Ⅰ走向30°,倾角86°,滑动角-169°,节面Ⅱ走向299°,倾角79°,滑动角-4°.
为了验证其8
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 11期吕坚等:2011年9月10日瑞昌—阳新4.6
级地震的震源破裂特征与区域强震危险性
图5 深度震相sPg
,PmP,sPmP的合成地震图和观测地震图比较
虚线波形为JXNNC台的合成地震图,
实线波形为观测波形,长实线为Pg,sPg
,PmP和sPmP的理论到时曲线.Fig.5 Comparison between the sy
nthetic andthe observed seismog
ramsThe dashed waveforms are synthetic seism
ograms and the solidwaveforms are observed data.The solid lines show thetheoretical arrival times for the Pg,sPg,PmP and sPmP p
hases.可靠性,我们全面收集了江西及周边各省的数字地
震波形记录,采用P波初动方法[24-
25]、P波、S波初
动与SV/P、SH/P振幅比方法(简称Snoke方
法)[26]来开展对比研究.虽然上述3种方法的原理和采用的资料存在较大差别,
但获得的震源机制解结果却是大致相同的(图6).为了便于后续分析,我们采用上述CAP方法反演得到的结果作为最终结果
人民的名义谁是内鬼
图6 4.6级地震震源机制解的不同方法结果对比Fig.6 Comp
arison of focal mechanism resultscalculated by 
different methods4 瑞昌—阳新地震的震源破裂特征
根据江西、湖北地震现场联合工作组的调查结果,本次瑞昌—阳新4.6级地震的宏观震中位于湖北省阳新县的枫林镇坳上村,震中烈度为V度,等震线呈椭圆状,长轴大约22km,短轴大约11km,长轴方向为NE60°左右.图7是2005年九江—瑞昌5.7级地震、2011年安庆4.8级地震和精确定位
图7 精确定位后的地震序列震中分布图
Fig.7 Epicenter distribution of seismic sequence after p
recise relocation9
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