江蘇地區小震精定位及構造意義分析

霍祝青， 瞿 旻

(江蘇省地震局，江蘇 南京 210014)

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江蘇地區小震精定位及構造意義分析

霍祝青， 瞿 旻

(江蘇省地震局，江蘇 南京 210014)

利用雙差定位法對江蘇地區2009-2015年地震記錄進行重新定位。結果顯示，重新定位后的結果比原有定位精度有了較好的改進，地震序列在空間分布上更加集中；從平面分布上看，重新定位后的地震更加集中于斷裂帶附近，較多地震呈叢集狀出現；從震源深度分布看，研究區內重新定位后地震震源深度有明顯收斂，大多集中在5～20 km，表明研究區孕震層基本位于地殼的中上部。 同時通過對江蘇省不同時期發生的幾個震群地震構造活動進行分析(分析各個地震序列的走向、是否產生新的斷裂帶、與原有斷裂帶走向是否一致等問題)，認為其具有十分重要的意義。

雙差定位； 地震序列； 地震構造

0 引言

本文收集了江蘇省2009—2015年先后發生的近千條地震事件，在這一時期內研究區域(30°～36°N，116°～122° E)先后發生了四個地震序列：2011年建湖震群、2012年高郵地震、2013年灌云震群及2015年東海震群。對這些地震事件進行重新定位，對研究本地區構造活動有著重要意義。

地震定位是地震學的一個基本問題，分為絕對定位法和相對定位法，而主事件定位方法和雙差定位法就是典型的相對定位方法。主事件方法[1]要求作為主事件地震的震源位置和發震時刻精度較高，定位結果依賴于主事件空間位置和發震時刻的精度；雙差定位法可以對較大空間范圍內發生的地震同時進行重新定位，不需設主地震事件，所有地震事件相對于地震序列的質心位置定位，不依賴于地震事件的初始位置，避免了主事件定位方法的限制條件。目前雙差定位法已廣泛應用于實際的地震定位，楊智嫻等[2]、李志海等[3]及張愛民等[4]將該方法用于地震序列的精確定位，都取得了較好的結果。

本文采用雙差定位法，精確定位發生在江蘇地區的地震事件，并深入細致地研究這些地震活動與區域內復雜構造的關系，尤其是其與深部斷裂的關系。

1 資料選取范圍及速度模型

1.1 資料選取

江蘇是長江三角地區地震最為活躍的地區之一，近幾十年來該省陸地發生的有影響的地震有1974年溧陽MS5.0及1979溧陽MS6.0、1987年射陽MS5.0、1990年常熟MS5.1及2012年高郵MS4.9地震等。最近幾年在該省陸地發生的幾次比較有影響的地震序列分別是2011年建湖震群、2012年高郵震群、2013年灌云震群及2015年東海震群。2009—2015年30°～36° N、116°～112° E范圍內的上述四個地震序列都在本次地震精定位范圍內。

為保證研究時間段內數據的準確性，選用該省臺網“十五”數字化改造以來的記錄資料。隨著經濟的快速發展數字地震臺網建設的步伐也在不斷增大，該省測震臺站已經達到40多個，在“十五”數字化改造過程中又接收了山東、上海、浙江、安徽等省市20多個臺站信號，使得其數字地震臺網的地震監能力得到了相當大的提高[6](圖1)。

1.2 速度模型

地震定位過程中，除了定位方法外，合理的地殼結構模型的建立也是至關重要的。雙差定位結果受水平速度模型影響較大，需選用比較精確的速度模型。前人已經在本區域做了大量研究工作[6-7]，本研究參考黃耘等[5]對江蘇及鄰區地震重新定位使用的江蘇及鄰近區域地殼速度初始模型，共7層(表1)。

表 1 研究區一維地殼速度模型

2 定位結果

2009—2015年江蘇省陸地區域共發生940次地震，經重新定位后得到374條精定位結果，為原來地震事件總數的40%。造成百分比較小的主要原因是：(1)研究區內地震數量相對較小；(2)臺站相對較少，監測能力受到約束；(3)臺站布局不合理，密度和分布在不同時期存在較大差異等。本次精定位結果到時殘差平均值為0.10 s,平均定位誤差E-W、N-S和U-D方向分別為0.21 km、0.19 km及0.82 km。對比臺網編目結果，重新定位后(圖2)震源深度有明顯收斂，地震序列在空間分布上也更加集中，部分地震有向構造帶趨近的變化，較多地震呈叢集狀出現。研究區內重新定位后震源深度多集中在5～20 km內，表明研究區孕震層基本位于地殼的中上部，其中大部分區域震源深度都在5～15 km，15～20 km這一區域主要集中在該省中部地區，其主要與該區域較厚覆蓋有關[8]。 從精定位震源深度分布結果看，有少部分地震震源深度較淺，基本處于地表處，可能與爆破或塌陷有關，其中最明顯的是34.5°N，117.5°E交匯處，即徐州地區，是一個比較大的礦區，常年都有礦震發生。

為提高不同區域內精定位生成事件總數，本研究將該省劃分成7個小區域，并對每一小區域進行重新定位。由于臺站分布密度不同，且每個區域內地震數量也不同，對于地震事件較多的區域，在部分小的區域內增加事件配對的個數，以提高部分區域重新定位的數量(表2)。表中幾個定位百分比較高的地區也是最近幾年發生地震事件相對較多的區域，最近幾次震群序列也都發生在這幾個區域。

圖1 江蘇地震臺網監測能力圖Fig.1 Jiangsu seismic network monitoring ability

3 地震序列活動與構造特征分析

本次研究對最近幾年發生的比較有影響的4個震群(2011年建湖震群、2012年高郵地震、2013年灌云震群和2015年東海震群)進行了精定位，以便對該地區的構造活動進行分析。

表 2 不同區域地震精定位結果

3.1 建湖震群

2010年12月30日6時56分江蘇建湖境內(33.57°N，119.88°E)發生MS1.6地震后，在30日和31日又接連發生4次ML2.0以上地震，2011年1月1日10時57分發生MS2.6地震(33.57°N，119.85° E)，當日17時7分在33.57° N，119.86° E再次發生MS2.9地震(此次地震序列中最大地震)。此次序列中江蘇省數字地震臺網中心共記錄到135次地震。對該地震序列進行重新定位后，共獲得66次精定位結果，震中平均誤差：南北向0.24 km，東西向0.33 km，垂直向0.37 km。圖3為建湖震群精定位震中分布圖。

本次地震序列沿北東走向展布和洪澤溝墩斷裂、鹽城南洋岸斷裂走向一致,陡峭且南傾，地震序列發生在斷裂發育的揚子準地區，其與區域斷裂走向基本一致。

圖3 建湖震群精定位震中分布Fig.3 Epicenters distribution of Jianhu earthquake swarm after precise relocation

2.2 高郵震群

2012年7月20日20時11分在江蘇省揚州市下轄的高郵市與寶應縣交界處發生了MS4.9地震,震中位置33.0°N，119.6°E。本次地震有感范圍較大，江蘇全省有震感，與江蘇交界的安徽部分地區也有震感，其中高郵、寶應、興化、金湖、建湖、漣水等地震感強烈，南京、揚州、泰州、鎮江、淮安、連云港等地震感明顯。地震造成1人死亡、3人輕傷。主震后發生多次余震，其最大余震為MS4.0, 地震序列共有54個地震。對本次地震序列進行雙差定位共得到41個精確定位結果，極震烈度分布區為西南—北東走向，水平夾角45°～60°。江蘇高郵地震序列地處鹽城—南洋岸斷裂(NE-SW走向)與無錫—宿遷斷裂(NW-EW走向)交界附近。由精確定位結果可以確定，該地震序列的產生與鹽城—南洋岸斷裂相關。圖4為高郵震群精定位震中分布圖。

圖4 高郵震群精定位震中分布Fig.4 Epicenters distribution of Gaoyou earthquake swarm after precise relocation

2.3 灌云震群

2013年1月19日江蘇灌云發生M3.5震群,共記錄到38次地震，包括部分單臺記錄,共獲得22次精定位結果，震中平均誤差為：南北向0.25 km，東西向0.33 km，垂直向0.44 km,震中位置34.6°N，119.7°E。該地震使蘇北部分地區有震感，連云港、宿遷、徐州等地有震感。 由于本次震群記錄到的地震事件相對較少，精定位結果也較少，另外發震區域臺站相對較少，所以本次精定位在構造方面也沒有太多論述。圖5為灌云震群精定位震中分布圖。

圖5 灌云震群精定位震中分布Fig.5 Epicenters distribution of Guanyun earthquake swarm after precise relocation

2.4 東海震群

2015年2月21日江蘇東海發生M2.3震群活動，共記錄到地震69次，取得48次精定位結果，震中平均誤差：南北向0.26 km，東西向0.31 km，垂直向0.34 km。

雖然此次震群主震震級不高，但活動持續時間較長、小震頻次不斷。這種情況在研究區比較少見，且此次震群發生在郯廬斷裂帶上，從區域地震活動特點來看，2012年以來在其北部的渤海、長島、山東萊州以及乳山、在其南部的安徽長豐、金寨以及霍山地區，相繼發生了多次震群活動；近期郯廬斷裂帶江蘇段附近區域發生多次顯著地震事件，顯示近期該區域地震活動性顯著增強，因此對東海震群進行精確定位分析具有非常重要的意義。

此次震群序列沿NW-W走向展布,北傾，且大部分都發生在郯廬斷裂帶內；而該斷裂帶則是NE走向，兩者的走向并不一致，所以此次地震可能會在郯廬斷裂帶形成一個小的斷層面。圖6為江蘇東海震群精定位震中分布圖。

圖6 江蘇東海震群精定位震中分布Fig.6 Epicenters distribution of Donghai earthquake swarm after precise relocation

3 結論

(1) 地震序列經過重新定位后在空間分布上更加集中，且更集中于斷裂帶附近，較多地震呈叢集狀出現。

(2) 研究區內地震序列重新定位后震源深度明顯收斂,大多集中在5～20 km，表明研究區孕震層基本位于地殼的中上部。

(3) 從精定位震源深度分布結果看，有少部分地震震源深度較淺,基本處于地表處，可能是爆破或塌陷，該結論與江蘇省徐州有大的礦區相對應。

(4) 雙差定位結果表明：重新定位后的結果在震源深度、震中分布、殘差、斷裂帶走向等方面都比原有結果有了明顯改善。

References)

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HUANG Yun,LI Qing-he,ZHANG Yuan-sheng,et al.Relocation of Earthquakes in Jiangsu and Neighboring Areas，China and Analysis of Structural Features[J].Chinese Journal of Geophysics,2008, 51(1):175-185.(in Chinese)

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Precise Relocation of Small Earthquakes in the Jiangsu Area and Associated Tectonic Implications

HUO Zhu-qing, QU Min

(EarthquakeAdministrationofJiangsuProvince,Nanjing210014,Jiangsu,China)

For this study, we collected one thousand seismic events that occurred in Jiangsu province from 2009 to 2015. Four earthquake sequences occurred successively in this area: Jianhu earthquake sequence, 2011; Gaoyou earthquake sequence, 2012; Guanyun earthquake sequence, 2013; and Donghai earthquake sequence, 2015. We relocated these earthquakes using a double-difference location algorithm. For this analysis it was crucial to establish a reasonable crustal structure therefore, because the double-difference location result was affected by the horizontal velocity model, a more accurate model was required. This paper references the initial model of crustal velocity in Jiangsu and its adjacent regions established by Huangyun. In order to increase the total number of precise location generation events in different areas, this research divided Jiangsu province into seven small areas, and relocated the earthquakes for each. Because the distribution density of the recording stations is different, the number of earthquakes in each area is different. The results show a significant improvement in the relocation results, and the earthquake sequences were found to be more spatially concentrated. The relocated earthquakes were concentrated in obvious bands around faults, and most of them occurred at depths of 5～20 km, suggesting the seismological layer in the region lies in the mid-upper crust. By analyzing the seismic tectonic activity of these earthquake swarms, we were able to investigate: the trend of each earthquake sequence, whether or not a new fault zone was initiated, and whether the trends of the new fault zones were consistent with the old ones. This is of great significance to future studies in this area.

double-difference location; earthquake sequence; seismotectonic

2015-10-14

中國地震局三結合資助課題(151005)

霍祝青(1979-)，男(漢族)，工程師，現從事地震監測工作。E-mail:hzqbook@126.com。

P315.2

A

1000-0844(2016)05-0802-06

10.3969/j.issn.1000-0844.2016.05.0802