傅莺 龙锋 王世元

四川省地震局，成都市人民南路三段29号 610041

0 引言

20世纪70年代，李玶等（1975）、阚荣举（1980）、阚荣举等（1977）分别从地震地质背景和构造运动、强震震源机制解和地震地表破裂带等角度提出了以鲜水河断裂带、安宁河断裂带、则木河断裂带以及小江断裂带为东北边界，以规模巨大的红河断裂带为西南边界的川滇菱形块体的概念。川滇菱形块体位于青藏高原向东挤出最强烈的青藏高原东南缘，是印度板块与欧亚板块碰撞的强烈变形地带，该区域地质构造错综复杂，活动断裂带密集，地震强度大，频度高，是我国最重要的强震活动地区之一。

川滇菱形块体东边界弧形断裂带，历史上曾多次发生强震（闻学泽，2000）。川滇菱形块体东边界强震多发有其动力学因素，青藏高原中部向东运动，中南部向SE方向运动，使得川滇菱形块体的侧向挤出滑移造成了东边界的左旋剪切变形（Wang et al，2001）。川滇菱形块体东边界地震频发，现今小震活动密集。

精准的地震定位结果对研究该区域的活动构造、地震地质背景等相关问题具有重要意义。本文对该巨大弧形断裂带及周边的地震采用多阶段定位法进行精定位，得到较为精准的震中分布图和深度剖面图，为研究该区域的地震活动、发震构造提供了基础资料（Long et al，2015）。

1 地震地质背景

1.1 鲜水河断裂带

鲜水河断裂带地处青藏高原东缘，位于川滇菱形块体东边界北段，也是川滇、川青2个地壳块体的分界线。该断裂带北起甘孜，经侏倭、炉霍、道孚、乾宁、康定到磨西以南，呈NWSW向延伸，是一条大型左旋走滑断裂带，由炉霍断裂、道孚断裂、甘宁断裂、康定断裂、雅拉河断裂、折多塘断裂和磨西断裂等7条断裂构成。鲜水河断裂带长约350km，该断裂带地震活动强度大，频度高（罗灼礼等，1987；李天祒，1998；潘懋等，1994；钱洪，1987；Qian et al，1990）。据史料记载，自1700年以来，鲜水河断裂带共发生8次7级以上地震，分别为1725年8月1日康定7级地震，1786年6月1日康定、泸定磨西间7.75级地震，1816年12月8日炉霍7.5级地震，1893年8月29日道孚乾宁7.25级地震，1904年8月30日道孚7级地震，1923年3月24日炉霍、道孚7.2级地震，1955年4月14日康定折多山7.5级地震和1973年2月6日炉霍7.6级地震（孙成民，2010；四川地震资料汇编组，1980）。

1.2 安宁河断裂带

安宁河断裂带位于川滇菱形块体东边界的中段，与鲜水河断裂带的南端相接，北起石棉县的田湾，在田湾-新民附近与鲜水河断裂带呈十分复杂的空间羽列关系，形成了密集的地表破裂图像，向南经冕宁、西昌、德昌、米易至攀枝花金沙江边，断裂带整体呈近 SN向展布（陈富斌，1989；唐荣昌等，1989、1992）。安宁河断裂带长约150km，为一左旋走滑活动断裂带，同时表现出强烈的挤压特征（张岳桥等，2004）。GPS测量结果和冕宁附近震源机制解研究表明，安宁河断裂带为走滑兼有逆冲分量的活动断裂带（张培震等，2003；吕江宁等，2003；龙思胜等，2003）。

安宁河断裂带是我国西部的重要强震带，属于强烈活动断裂带，历史上曾多次发生强烈破坏性地震（闻学泽等，2000；周荣军等，2001；徐锡伟等，2003a、2003b；冉勇康等，2008；程建武等，2010）。该断裂带分段特征明显，其北段的地震背景空区和南段的应力闭锁区显示了该断裂带具有潜在的强震危险（闻学泽，2000；闻学泽等，2007；易桂喜等，2004）。

1.3 则木河断裂带

则木河断裂带与安宁河断裂带的南段相接，总体走向330°，断裂面倾角在60°以上，倾向NE或SW。北西起于西宁镇，向南东经西昌、普格、宁南，在巧家附近与小江断裂相交，全长约120km。

自1536年以来，安宁河、则木河断裂带共发生6次6级以上地震。其中，5次发生在安宁河断裂带南段的冕宁以南，1次发生在安宁河断裂带中北段的冕宁以北的石棉-冕宁段。7级以上地震分别是1536年3月19日西昌7.5级地震和1850年9月12日西昌、普格7.5级地震（四川省地方志编纂委员会，1998；孙成名，2010）。

2 数据资料

2.1 台站资料

本文使用的震相数据来源于四川省固定宽频带地震台站、地方数字测震台站、部分水库专用台站、流动观测台站及周边省市共享台站，共计147个。因本文研究区的南边属于川滇交界，若只采用四川台网的观测资料，由于台站分布空隙角较大，将严重影响定位精度。因此，本文加入了云南台网部分台站，使台站覆盖更好，以提高定位精度，所使用的定位台站分布见图1。丰富的数据来源及相对广泛的台站空间分布使得鲜水河断裂带南段-安宁河-则木河断裂带研究区域有较好的监测能力，同时，较多的近台可以有效约束震源位置。

图1 研究区台站分布

2.2 震相数据

本文收集了2010年1月1日～12月31日研究区内共计7787次地震。和达曲线（图2）显示，震相走时的离散度较小，说明绝大部分地震到时读取准确。对其中震相数据偏离较严重的观测记录进行了校正，以使最终观测质量更高。

图2 研究区地震和达曲线

2.3 川滇地区的速度结构

川滇菱形块体受印度板块与欧亚板块碰撞的影响，地质构造与地壳结构十分复杂，地壳厚度变化剧烈，速度结构横向不均匀性较强（Wang et al，2001）。因此，要提高地震定位精度应采用适合该区域的速度模型。

本文先以赵珠等（1987）给出的四川西部模型为初始模型，使用Hypo2000定位程序对研究区进行地震定位，而在后续的定位过程中，反演当地的一维速度结构。

3 研究方法及过程

本文采用多阶段定位方法（multi-step locating method）对研究区进行重新定位（Long et al，2015）。定位过程如下：首先，基于赵珠等（1987）的四川西部地区速度模型，使用 Hypo2000对7787次地震进行初定（图3），并考虑到较远距离时结构对走时的影响，对震中距小于80km的台站给予全权重，而对震中距为80～150km的台站的权重按余弦函数衰减给予，同时获取震源位置和台站方位角等信息（Klein，2002）。然后，挑选其中具有6个以上台站记录且方位角间隙小于120°的地震事件的观测报告，采用VELEST反演研究区新的一维速度模型（表 1）和 台 站 校 正 （Kissling，1988；Kissling et al，1994、1995）。由表 1可见，川滇菱形块体边界附近存在上地壳低速层，这与崔作舟等（1992）的物探研究结果类似。由图4可见，华南地块和青藏高原的台站校正存在显著差异，在走时计算时要充分考虑这部分因素。再将反演得到的新速度模型和台站校正代入Hypo2000再次定位，获得了6981次地震的定位结果（图5）。最后，挑选台站方位角间隙小于 180°的地震进行双差定位（Waldhauser et al，2000）。以10km为搜寻半径，P、S震相对挑选率均大于90%，最终获得2794次地震的双差定位结果，得到精定位后的地震震中分布（图6）。其中，EW向误差为514m，SN向为502m，垂直向为1.1km，走时残差为0.044s。

表1 研究区一维速度模型

图3 2010～2014年研究区地震震中分布

从初始定位震中分布图（图3）可见，定位结果比较离散，Hypo2000定位结果已趋于集中（图5），Hypo2000定位误差分析显示（图7），大部分地震的水平误差小于3km，垂直误差小于5km，走时残差小于0.3s，说明定位精度尚可。HypoDD定位结果则更加集中，地震震中沿断裂带走向呈条带状分布更加清晰（图6）。

图4 台站校正空间分布

4 定位结果与分析

4.1 震中分布情况分析

从地震精定位的空间分布来看，川滇菱形块体东边界道孚南至巧家段地震主要分布在鲜水河断裂带东南段、三岔口石棉地区、大凉山断裂以及则木河断裂南段。

鲜水河断裂带东南段地震分布相对密集，沿断裂带展布较好。最近一次强震是2014年11月22日16时55分发生在鲜水河断裂带中南段的康定6.3级地震。安宁河断裂带北段小震活动频繁，尤其在断裂带端部的石棉区域即鲜水河断裂带南段与安宁河断裂带、小金河断裂带以及以东的大凉山断裂带交叉区域地震较密集。

则木河断裂带北段的地震空区持续存在。则木河断裂带地震主要集中在南段的普格到宁南段。大凉山断裂带地震分布较均匀。

图5 Hypo2000重定位后地震震中分布

4.2 深度剖面图分析

依据精定位后地震震中分布及构造迹线，本文在川滇菱形块体东边界各断裂带的不同部位划分了4个剖面（图6），各剖面震源深度分布见图8。

剖面AA′沿断裂带走向，从鲜水河断裂带南段道孚以南附近，沿 SE-NW向延伸至石棉附近；剖面AA′显示，鲜水河断裂带南段至石棉附近小震较为密集，分段活动特征明显，大多数地震丛集发生在15km以内，但石棉附近地震明显分为深、浅两丛，反映了当地复杂的构造过程。

经康定垂直于剖面AA′的剖面BB′显示，整个鲜水河断裂带及旁侧的分支断裂（沙德断裂）整体呈现出近乎垂直的断层面，而剖面右侧的松潘-甘孜地块内的地震则较为分散。

图6 HypoDD精定位后地震震中分布

图7 Hypo2000定位误差分析

图8 沿 AA′、BB′、CC′、DD′不同剖面的震源深度

从九龙起垂直于剖面AA′的剖面CC′震源深度分布则显示了在鲜水河断裂带南端与安宁河、大凉山等断裂带交汇处的断层间复杂的相互作用，从分布形态上来看，安宁河断裂带似乎倾向西，而安宁河断裂带与大凉山断裂带之间所夹的一部分地震较深，倾向也不太明显，可能是由青藏块体与华南地块碰撞形成的。从深度分布来看，石棉附近地震明显分为深、浅两丛。地震震源集中分布在0～15km的上地壳及20～35km中下地壳的脆性变形层内，15～20km深度范围地震非常稀少。朱艾斓等（2005）以高温高压实验结果为基础，通过计算川西地区地壳强度，得到14～19km深度范围的花岗岩处于塑性流变状态的认识。塑性流变层厚度和层位与精定位得到的少震层基本吻合。

剖面DD′则从西昌附近以近EW向横跨安宁河-则木河断裂带和大凉山断裂带。剖面DD′位于安宁河-则木河断裂带的地震空段内，因此，地震数量较少。但总体来看，大凉山断裂带倾向比较垂直。

5 结论与讨论

通过多阶段定位法对四川境内川滇菱形块体东边界的道孚南至巧家段地震进行精定位，精定位后，震源位置精度得到明显提高，震中分布与断裂带线性展布较一致。

利用VELEST反演获得的研究区一维速度结构显示，川滇菱形块体东边界附近存在上地壳低速层，这与崔作舟等（1992）的物探研究结果类似。

鲜水河断裂带震中位置沿断裂带展布较好，东南段地震分布相对密集。安宁河断裂带北段小震活动相当密集，尤其在鲜水河断裂带南段与安宁河断裂带、小金河断裂带以及以东的大凉山断裂带交叉区域更加明显。则木河断裂带地震主要集中在南段的普格到宁南段。则木河断裂带北段的地震空区持续存在。大凉山断裂带地震分布较均匀。

依据精定位后震中分布及构造迹线，划分4个剖面讨论震源深度与活动构造间的关系。沿鲜水河断裂带走向的剖面，地震活动分段特征明显，大多数地震丛集发生在深度15km以内。经康定垂直于鲜水河断裂带的剖面显示，鲜水河断裂带及沙德断裂整体呈现出近乎垂直的断层面，而松潘-甘孜地块内的地震则较为分散。从九龙起垂直于鲜水河断裂带的剖面，呈现出鲜水河断裂带南端与安宁河、大凉山等断裂带交汇处的断层间复杂的相互作用，石棉附近地震明显分为深、浅两丛，15～20km深度范围地震非常稀少，这与朱艾斓等（2005）提出的14～19km的塑性流变的层厚和位置的观点较一致。西昌附近近EW向横跨安宁河-则木河断裂带和大凉山断裂带的剖面显示，大凉山断裂带倾向比较垂直。