鄭勇 劉成利 熊熊
大地測量與地球動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室，中國科學(xué)院測量與地球物理研究所，430077
2013年4月20日星期六上午8:02分，四川雅安地區發(fā)生了7.0級強震。從地理位置上看，該區域位于龍門(mén)山南部，距離成都100多公里，距離上次汶川大地震的起震區域僅100多公里。該區域人口相對比較密集，加上山地眾多，已造成了上千人員傷亡，因此，快速確定地震的破裂過(guò)程對地震應急響應、救災至關(guān)重要。
中國科學(xué)院測量與地球物理研究所迅疾開(kāi)展了應急響應研究。我們基于小波分析方法，采用30-90度的遠震P波的垂直分量對該地震進(jìn)行了反演研究，地震臺站的分布如圖1所示。為了進(jìn)行快速研究，我們采用了Crust2.0的地殼速度模型。同時(shí)，根據地震發(fā)生的初始位置和龍門(mén)山地區的活動(dòng)斷層，我們采用龍門(mén)山地區的斷層走向，并依據目前初步震源機制解給出的斷層解，確定了斷層的有限破裂模型。在此基礎上進(jìn)行了震源破裂過(guò)程反演。
圖1. 地震破裂模型采用的遠震臺站分布圖。 紅色五角星為雅安地震的震中位置，紅色圓點(diǎn)為寬頻帶地震臺網(wǎng)的分布圖。
有限破裂源的動(dòng)態(tài)破裂過(guò)程如圖2所示。可以看出，地震破裂分量主要以逆沖方式為主，起震深度在12.4km左右，在13km深度左右滑移量最大，最大滑移量在1.5m左右；斷層的破裂面傾角35度，斷層走向為219度，推測可能是龍門(mén)山的前山斷裂。斷層破裂主要集中在起震點(diǎn)到兩側20km的范圍內，沿斷層傾角方向的范圍主要在12~25km左右。地震主要持續時(shí)間20s左右。從結果來(lái)看，地表破裂不顯著(zhù)，在起震點(diǎn)南部10km范圍內可能會(huì )有局部的地表破裂出現。從地震矩隨時(shí)間的釋放來(lái)看，地震主要能量釋放位于起震后10s內，最大達到2e25 dyne*cm/s， 在20s左右有另一個(gè)小的能量釋放，可能為地震的破裂釋放，也可能屬于一個(gè)強余震的情況。圖3給出了地震破裂在地表的投影情況。
圖2. 雅安地震的破裂過(guò)程。(a) 圖中黑色箭頭標示破裂滑移方向和大小，黑色等高線(xiàn)為破裂傳播時(shí)間，水平坐標為219度走向，原點(diǎn)為起震點(diǎn)。縱坐標為沿斷層破裂方向距離地表的距離。(b) 地震矩釋放的時(shí)間函數。
圖3. 破裂面在地形圖上的投影
圖4. 遠震波形的擬合情況。主要為P波的垂直分量。紅色為擬合波形，黑色為遠震記錄。
從波形擬合情況來(lái)看（圖4），該地震擬合情況很好，結果吻合度很高。因此，結果比較可靠。可以基本認為此次地震為一次逆沖為主的內陸強震。
此外，我們在2008年汶川大地震發(fā)生后，計算了汶川地震對周邊斷層的庫倫破裂應力場(chǎng)影響，認為在龍門(mén)山斷裂系南部有庫倫應力增強的現象，因此龍門(mén)山南部斷層上的庫倫應力增大，地震危險性增高（如圖5所示）。此次地震的位置和汶川地震引起的庫倫應力增強區一致，因此，我們推測汶川地震對雅安地震具有促進(jìn)作用。
圖5. 汶川地震對周邊斷層庫倫應力場(chǎng)的影響。（來(lái)自Shan et al., Sci-China Ser-D: Earth Sciences, 2009）
綜合研究結果，我們認為該地震為發(fā)生在龍門(mén)山斷裂系上的逆沖地震，破裂走向為219度，傾角為35度左右，斷層破裂主要集中在起震點(diǎn)到兩側20km的范圍內，沿斷層傾角方向的范圍主要在12~25km左右。地震主要持續時(shí)間再20s左右。地震能量主要在開(kāi)始后10s內釋放，其后進(jìn)入平靜期，到20s左右又出現了一次小的能量釋放情況，可能屬于此次主震的能量，但也可能為一次強余震事件。
從結果來(lái)看，地表破裂不顯著(zhù)，在起震點(diǎn)南部10km范圍內可能會(huì )有局部的地表破裂出現。地震主要破裂區位于地震起震點(diǎn)（103.0oE,30.3ON）左右各10km范圍，主要影響范圍可能在此范圍內并向外有較大擴展。汶川地震導致的庫倫應力變化促進(jìn)了雅安地震的發(fā)生。
Reference:
1.Shan, B., X. Xiong, Y. Zheng, and F. Diao (2009). Stress changes on major faults caused by Mw7.9 Wenchuan earthquake, May 12, 2008. Sci. China Ser D-Earth Sci. 52(5):593-601, 2009..
