重慶及鄰區地震精定位研究

魏紅梅 王同軍

（中國重慶401147重慶市地震局）

重慶及鄰區地震精定位研究

魏紅梅 王同軍

（中國重慶401147重慶市地震局）

采用雙差地震定位法，對2008年1月—2013年11月重慶及鄰區的榮昌、綦江、石柱、巫山—湖北巴東、巫溪地區地震進行精定位。結果表明，重新定位后地震震源位置比常規地震定位法得到的結果更加精確。榮昌、綦江、石柱地區地震震中呈條帶狀分布較明顯，與斷裂構造一致性較好；巫山—巴東、巫溪地區地震震中成團現象明顯，地震成因較復雜。

重慶及鄰區；地震精定位；斷裂構造；水庫蓄水；地震成因

0 引言

重慶位于華南地震區的長江中下游地震帶內，屬于相對穩定的華南板塊，地震活動水平不高，表現出震級中等、頻度低、分布零星，但震源淺、烈度高、破壞性強的特點，往往2—3級地震就產生破壞。區內斷裂構造以北東向為主導，主要基底斷裂為華鎣山基底斷裂、方斗山基底斷裂、七曜山—金佛山基底斷裂、彭水基底斷裂和長壽—遵義基底斷裂。受斷裂構造的控制，地震活動主要集中在沿斷裂展布方向及不同斷裂的交匯部位，如位于華鎣山基底斷裂帶的榮昌地區、位于方斗山基底斷裂帶的石柱地區以及位于七曜山—金佛山和長壽—遵義斷裂帶交匯的綦江地區等。2003年三峽水庫開始蓄水，巫山—湖北巴東、石柱、奉節等地小震活動有所增加。此外，巫溪孔梁水庫生產發電以來，水庫附近小震活動較頻繁。為弄清地震的發震機制，了解地震活動與構造以及水庫蓄水等人為活動的關系，首先需要得到精確的地震空間分布圖。國內眾多學者已對全國不同地區和多個水庫附近地震進行精定位研究（張愛民等，2006；陳翰林等，2009；李海鷗等，2010；盧顯等，2010；朱新運等，2010；張廣偉等，2011；鄒振軒等，2012；王俊等，2012；吳小平等，2012；梁向軍等，2011；楊貴等，2012）。賀曼秋（2012）、王小龍（2012）等對重慶榮昌及其鄰區地震進行重新定位，認為地震活動與斷裂構造關系密切。本文采用雙差地震定位法，對2008年1月以來重慶及鄰區地震進行重新定位，根據定位結果探尋其發震原因。

1 雙差地震定位法

雙差定位法是一種對地震叢集比較有效的定位方法，所有地震事件相對于地震叢集的質心位置來定位。質心位置隨著計算的迭代不斷調整，同時每個地震的位置相對于質心位置亦不斷調整，直至滿足設定的精度要求。

式中Δmij是兩事件的震源參數相對變化

式中G是一個M×4N階的偏微商矩陣，M是雙差觀測的數目，N是地震數，d是雙差資料矢量，m是由待定震源參數該變量構成的維數為4N的矢量，W是一用以對每個方程加權的對角線矩陣。

計算時利用下式約束所有地震重新定位后平均位移為零，即其質心不動。通過進一步迭代，使定位殘差逐步減小，從而得到最終的定位結果。

當得到地震叢集的初步相對位置后，為進一步迭代，在使走時殘差減小的約束條件下，對地震叢集的平均位置進行調整

從而得到最終迭代出的地震叢集震源參數。

根據地震數目選擇不同方法求解矩陣，當地震數目較小時可采用奇異值分解法（SVD），比較大時需采用共軛梯度法（LSQR）。

2 定位結果

受地震臺網建設的限制，無法對2008年以前的地震進行精定位，本文對重慶及鄰區2008年1月—2013年11月ML≥1.0地震進行精定位。圖1是地震臺站及斷裂構造分布。

圖1 地震臺站及斷裂構造分布Fig.1 Distribution of seismic stations and fault structure

為實現地震精定位，首先采用地震臺網分析軟件（MSDP），對重慶及鄰區有4個臺站記錄的地震事件的Pg、Sg震相進行重新識別，用單純法進行地震定位。挑選出重慶轄區地震活動相對較頻繁的5個地區，用雙差地震定位程序（HYPODD）分區進行地震精定位。圖2顯示，精定位前地震分布相對較散，精定位后，震中成叢、成團分布現象較明顯，沿斷裂構造呈條帶狀分布。

精定位前后地震深度分布見圖3、圖4。定位前深度集中分布在6—8 km，與分析地震時模型的選擇等因素有關（高原等，1997；王周元等，1989；張天中等，2007）。定位后，深度主要分布在11 km以內，0—5 km地震次數顯著增多，且主要為ML3.0以下小震，ML3.0以上地震平均深度為7.83 km，表明重慶及鄰區地震深度較淺。

圖2 重慶及鄰區地震精定位前后震中分布（a）榮昌地區；（b）綦江地區；（c）巫溪地區；（d）石柱地區；（e）巫山—巴東地區Fig.2 Epicenter distribution of earthquakes before and after re-positioning for Chongqing and its adjacent area

圖3 地震精定位前后深度分布（a）初定位；（b）精定位Fig.3 Depth distribution of earthquakes before and after re-positioning

圖4 精定位地震不同震級檔深度分布Fig.4 Depth distribution of earthquakes after re-positioning for different magnitude fi les

3 地震精定位

3.1 榮昌地區地震

華鎣山基底斷裂帶貫穿榮昌地區，該斷裂帶總體走向N40°—45°E，傾向SE，傾角30°—70°，具擠壓逆沖性質。另外，榮昌存在采氣注水等人為活動干擾，其地震孕育、發展、發生的背景較為復雜。王小龍等（2012）研究認為2010年榮昌ML5.1地震為注水誘發的構造地震活動。圖2（a）顯示，精定位前地震分布相對較分散，精定位后地震主要集中在華鎣山主干斷裂附近，呈條帶狀分布。

3.2 綦江地區地震

長壽—遵義基底斷裂走向近NS向，傾向西，具正斷層力學性質，該斷裂與NE向七曜山—金佛山斷裂在綦江萬盛叢林附近相交，相交部位處于構造應力場的應力集中點，1854年曾發生5 地震。圖2（b）顯示，精定位后地震主要集中在兩條斷裂交匯處，沿斷裂夾角平分線呈條帶狀分布。

3.3 巫溪地區地震

巫溪地區歷史上無5級以上地震記錄，最大地震為1989年和1990年4.1級地震。受孔梁水庫蓄水影響，水庫附近的長桂鄉曾發生多次微小震群活動。該區巖層屬巖溶地貌的碳酸鹽巖層，巖體在長期處于侵蝕或外力作用下，易造成崩塌和陷落，引起振動。圖2（c）顯示，精定位后地震震中成團現象較明顯。

3.4 石柱地區地震

石柱地區有兩條規模較大的斷裂通過，即七曜山—金佛山和方斗山基底斷裂。該區歷史4級以上地震大多沿方斗山斷裂分布。根據現有幾次4級地震現場考察，震中烈度區長軸方向為NE向，與方斗山斷裂一致，地震序列顯示以孤立型為主。因此認為，石柱地區地震活動主要受地質構造的控制，與三峽水庫蓄水關系不明顯。圖2（d）顯示，精定位前地震分布相對較分散，精定位后地震沿方斗山斷裂走向呈條帶狀分布。

3.5 巫山—巴東地區地震

2003年三峽水庫開始蓄水，蓄水前期（2003—2006年），巫山—巴東地區地震零星分布，2006年三峽水庫水位達156 m后，地震震中成團現象較明顯。對多次地震（2003年12月19日ML2.9、2005年3月5日ML3.3、2006年3月12日ML3.5地震等）的現場調查表明，震中區巖溶發育，庫水的快速漲落導致局部巖層或巖塊失穩，引起巖溶塌陷震群型地震。圖2（e）顯示，精定位后地震震中成團現象明顯。

4 結論

對2008年1月—2013年11月重慶及鄰區的榮昌、綦江、石柱、巫山—湖北巴東、巫溪地區地震進行精確定位，得到以下結論。

（1）地震精定位后，榮昌、綦江、石柱地區地震震中呈條帶狀分布較顯著，表明地震與斷裂構造密切相關。

（2）地震精定位后，巫山—巴東、巫溪地區地震震中成團現象明顯，地震與當地巖性及水庫水位漲落階段水體對巖體的作用關系較大（廖武林等，2009；李海鷗等，2010；王建平，2010）。

（3）地震精新定位后，地震深度范圍4—9 km內，平均深度6.36 km，表明重慶及鄰區地震深度較淺。

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The digital seismic fi ne positioning and its application in Chongqing and its adjacent areas

Wei Hongmei and Wang Tongjun
（Earthquake Administration of Chongqing Municipality，Chongqing 401147，China）

In this article，earthquakes from January 2008 to November 2013 in areas of Rongchang，Qijiang，Shizhu，Wushan add Badong and Wuxi in Chongqing and its adjacent area are repositioning by double-difference earthquake location method.The results show，the repositioning of seismic source position is more accurate than conventional seismic location method.In addition，earthquake epicenters in Rongchang，Qijiang，and Shizhu are obvious banded distribution，consistent with fault structure.Earthquake epicenters in Wushan add Badong and Wuxi are obvious distributed into groups，and causes of earthquakes are more complex.

Chongqing and its adjacent area，seismic fi ne positioning，fault structure，reservoir storage，causes of earthquakes

10.3969/j.issn.1003-3246.2015.01.009

魏紅梅（1980—），女，重慶市合川人，助理研究員，現從事地震預報工作

本文收到日期：2014-09-02