謝祖軍，鄭 勇，倪四道，熊 熊，王行舟，張 炳

1 大地測量與地球動力學(xué)國家重點實驗室，中國科學(xué)院測量與地球物理研究所，武漢 430077

2 中國科學(xué)院研究生院，北京 100049

3 安徽省地震局，合肥 230031

2011年1月19日安慶ML4.8地震的震源機制解和深度研究

謝祖軍1，2，鄭 勇1＊，倪四道1，熊 熊1，王行舟3，張 炳3

1 大地測量與地球動力學(xué)國家重點實驗室，中國科學(xué)院測量與地球物理研究所，武漢 430077

2 中國科學(xué)院研究生院，北京 100049

3 安徽省地震局，合肥 230031

2011年1月19日在安徽省安慶市轄區(qū)與懷寧縣交界處發(fā)生了ML4.8級地震，引起安慶市及周邊地區(qū)強烈的震感.為了更好地認識這次地震的發(fā)震構(gòu)造，我們利用安徽省及臨近幾個省份區(qū)域臺網(wǎng)的近震波形資料，首先通過hypo2000絕對定位得到震中位置；然后采用CAP方法反演了該地震的震源機制解和震源深度，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合P、sP、pP和sPmP等深度震相對震源深度進行了精確確定；最后，將反演得到的結(jié)果作為已知輸入，利用FK方法計算理論地震圖，并與觀測記錄進行對比，以驗證結(jié)果的可靠性.反演結(jié)果顯示，這次安慶地震是一個帶少量走滑分量的逆沖型地震，地震矩震級為MW＝4.3，最佳雙力偶解為節(jié)面Ⅰ走向131°，傾角30°，滑動角29°；節(jié)面Ⅱ走向15°，傾角75°，滑動角116°，最佳震源深度為4～5km，屬于淺源地震.從震中和震源機制解來看，安慶地震極有可能發(fā)生在宿松－樅陽斷裂上.

安慶地震，震源機制解，震源深度，CAP方法，深度震相

1 引 言

北京時間2011年1月19日12時07分在安徽省安慶市轄區(qū)與懷寧縣發(fā)生了ML4.8級地震，除震區(qū)安慶外，周邊的合肥、巢湖、馬鞍山等地有強烈震感，甚至武漢、南京等也有明顯的震感.據(jù)安徽省地震局報道，這是省內(nèi)30年來最大的一次地震，造成2000多戶房屋受損和重大的經(jīng)濟損失（http：∥eq.ah.gov.cn／dzzj／index.html［2011－01－20］）.

從安徽省地震局和美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS，United States Geological Survey）給的震中位置來看，該地震發(fā)生在大別山南端、郯廬斷裂的東南面、宿松—樅陽斷裂附近的安慶沿江拱斷褶帶內(nèi).以往研究觀點認為，大別山碰撞帶較為古老，目前處于較為穩(wěn)定的狀態(tài).而郯廬斷裂帶是中國大陸東部一條最為著名的深大斷裂帶，是中國大陸東部地區(qū)最主要的板塊構(gòu)造分界帶之一［1－2］.地質(zhì)學(xué)研究表明，郯廬斷裂帶兩側(cè)存在著巨大的滑動量，至今仍存在著一定的滑移運動［3－4］，這使得郯廬斷裂帶成為中國大陸東部地區(qū)最為主要的地震帶之一，在其中部1668年還曾發(fā)生過8.5級強震［5－7］.但是，郯廬斷裂南部地區(qū)的中強震則相對很少.郯廬斷裂東南段，宿松—樅陽斷裂處于中國南北過渡帶的弱震區(qū)，構(gòu)造活動微弱［8－9］.但近年來大別山和郯廬斷裂帶的交界區(qū)域開始有較顯著的地震活動，如2006年的江西九江—瑞昌Ms5.7級地震［10］和此次的安慶地震.因此，對安慶地震震中位置和震源深度，以及震源機制解的精確確定不僅對解釋其孕震機理、發(fā)震構(gòu)造，研究震后應(yīng)力傳輸及再分布具有重要的參考價值［11－12］，對我們認識郯廬斷裂的地震活動性也具有重要的科學(xué)意義.

本文將通過地震學(xué)方法，利用安徽省及其臨近幾個省份的區(qū)域臺網(wǎng)寬頻帶數(shù)字地震儀的近震波形記錄，精確確定安慶地震的震中位置、反演其震源機制解并結(jié)合深度震相確定震源深度，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)地震活動性和地質(zhì)構(gòu)造特征探討安慶地震的發(fā)震構(gòu)造.

2 研究方法

2.1 精定位方法

地震定位的誤差對于分析發(fā)震構(gòu)造、探討地震應(yīng)力場和地震危險性等有較大影響.而目前安徽省地震局和USGS所給的震中位置（分別為117.11°E，30.66°N和117.103°E，30.613°N）有近6km左右的偏差.因此，本文采用Hypo2000絕對定位方法［13］，利用近震臺網(wǎng)記錄對安慶地震進行重新定位，以期得到更為精確的震中位置.

2.2 震源機制解反演方法

傳統(tǒng)上常采用P波初動方法或者單一波形的方法進行震源機制的反演.然而，三個缺點導(dǎo)致利用P波初動法反演震源機制比較困難：（1）P波初動需要大量的方位角和震中距分布較好的臺站；（2）對于節(jié)面方位角附近的地震記錄，很難判斷P波初動的極性；（3）P波初動方法無法得到地震的深度和震級大小.利用波形反演方法則可以克服這些缺點，從而使得結(jié)果更加精確和可靠，并且，需要的臺站記錄也少得多.本文采用Cut and Paste（CAP）方法［14－16］，利用近震地震數(shù)據(jù)來反演震源機制解和震源深度.該方法將寬頻帶數(shù)字地震記錄分為體波部分（Pnl）和面波部分，在雙力偶源的震源假設(shè)下，分別計算它們的合成波形和真實記錄的誤差函數(shù)，搜索出最佳深度和震源機制解，同時確定出地震矩.計算理論地震圖時采用頻率－波數(shù)法（F－K方法）［17－18］，分別對頻率和波數(shù)進行積分，采用傳播矩陣計算地震的全波場位移，得到各種頻率下的體波和面波波形，應(yīng)用于震源參數(shù)的反演.

3 數(shù)據(jù)和模型

3.1 數(shù)據(jù)的選取

本次地震發(fā)生在安徽省南部，安徽、江西等區(qū)域臺網(wǎng)都記錄到了較好的地震波形，這些近震臺網(wǎng)的記錄提供了有力的數(shù)據(jù)支持.本文采用的所有可用的臺站分布見圖1.從分布方位和距離來看，我們采用的方位角能夠很好地覆蓋各個方向，且大部分臺站都位于200km之內(nèi)，因此能夠提供可靠的地震波反演資料.對震中精定位時，我們選定了8～160km范圍內(nèi)臺站方位角分布良好的14個臺站的地震波到時數(shù)據(jù).反演震源機制解時，根據(jù)波形質(zhì)量和臺站方位角分布，篩選出10個臺站的波形資料，如圖1中白色三角形所示.

圖1 地震震中和安徽及其鄰邊省份的區(qū)域臺網(wǎng)分布圖黑色五角星為震中位置，三角形為臺站位置，其中白色三角形為本文反演結(jié)果所選用的臺站.F1郯廬斷裂Tanlu fault，F(xiàn)2宿松—樅陽斷裂Susong－Zongyang fault［19］，F(xiàn)3烏江—羅昌河斷裂Wujiang－Luochanghe fault，F(xiàn)4周生斷裂Zhousheng fault（http：∥eq.ah.gov.cn／dzzj／report／安徽省地震構(gòu)造圖.htm）.Fig.1 Distribution of the seismic epicenter and local stations in Anhui and surrounding provinces The black star represents the epicenter of the Anqing event，the triangles are the locations of stations and the white ones are the stations used in this study.

3.2 模型的選取

本文中涉及到的研究區(qū)域地殼結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜［19］，包括了部分東大別山造山帶、華南褶皺帶、望江—安慶盆地和合肥盆地等.由于整個研究區(qū)域最大尺度不到350km，并且所選用臺站的震中距都比較小，在200km范圍內(nèi)，所以我們綜合考慮這個地區(qū)速度結(jié)構(gòu)［20－23］和品質(zhì)因子Q值［24］，參考Crust2.0的數(shù)據(jù)，得到整個區(qū)域平均的地殼速度結(jié)構(gòu)模型（表1），并在后面討論不同速度結(jié)構(gòu)模型對結(jié)果的影響.

表1 研究區(qū)域地殼速度模型Table 1 The crustal structure model of our studying area

3.3 數(shù)據(jù)處理

基于上述地殼速度模型，采用頻率－波數(shù)域（F－K）方法［17－18］，計算了不同深度，不同震中距的理論格林函數(shù).在反演前，首先將記錄的速度波形扣除儀器響應(yīng)，并旋轉(zhuǎn)成Z－R－T分量，手動拾取P波到時，然后將實際數(shù)據(jù)截斷為Pnl和面波部分.為了提高信噪比，得到比較可靠的結(jié)果，先對Pnl部分經(jīng)寬帶為0.05～0.2Hz、面波部分經(jīng)寬帶為0.03～0.1Hz的4階Butterworth帶通濾波器濾波.這樣濾波可以有效地減小地殼精細結(jié)構(gòu)和噪聲帶來的影響，既可以得到恰當(dāng)?shù)臉?biāo)量地震矩也能充分反映地震波攜帶的震源信息［17］.對于理論得到的波形，也采用相同的濾波范圍，利用格點搜索和互相關(guān)的方法，根據(jù)誤差目標(biāo)函數(shù)搜索出合成理論地震圖與觀測地震圖全局差異最小的震源機制解［15］.另外，為了避免反演結(jié)果主要受近臺波形的影響，我們考慮了地震波隨距離衰減對波形的改造作用，采用如下的誤差函數(shù)計算擬合誤差［15］：

上式中，r為震中距，r0為選定的參考震中距，本文取為100km.振幅隨距離的衰減指數(shù)p，對體波和面波分別采用不同的取值.對于體波，p＝1；對于面波，p＝0.5.

4 結(jié)果與分析

4.1 精定位結(jié)果

精定位的結(jié)果顯示，安慶地震的發(fā)震時刻為國際標(biāo)準(zhǔn)時間2011年1月19日4∶07∶43.38；震中的經(jīng)度、緯度分別為117.097°E，30.6378°N，誤差為0.4km；深度定位結(jié)果為5km，誤差為4km.擬合的到時誤差為0.25s.震中定位結(jié)果與安徽省地震局給出的震中和USGS給出的結(jié)果有些差別，但總體上比較接近.然而，深度的定位精度較差，需要進一步精確震源深度.

4.2 震源機制解

基于圖1中近震臺站記錄和表1給出的速度模型，利用CAP方法反演得到的最佳震源機制解、理論波形與實際觀測波形的比較如圖2所示.圖2中顯示的節(jié)面走向為131°，傾角為30°，滑動角為29°；另一節(jié)面走向為15°，傾角為75°，滑動角為116°.P、T、N三軸的仰角分別為26°、52°、25°；方位角分別為84°、316°和188°.在圖2顯示的理論合成波形與實測波形的比較中，十個臺站Pnl部分和面波部分共50個震相，相關(guān)系數(shù)大于0.8的有30個，達到了60%，屬于強度相關(guān)，其中相關(guān)系數(shù)大于0.9的有17個，在強度相關(guān)中超過了50%.反演方差為4.161×10－4，反演結(jié)果理論地震圖與觀測地震圖吻合得較好.

4.3 震源深度

我們進一步比較了誤差隨不同地震深度變化的關(guān)系，圖3給出了在計算不同震源深度時，利用網(wǎng)格搜索得到的最佳震源機制解的結(jié)果，其中橫軸表示地震深度，縱軸表示該深度時理論波形與實測波形的最小二乘誤差值.從圖中可以看出，反演得到的震源機制解除1km和2km深度外，較為穩(wěn)定，都以逆沖分量為主，帶少量走滑；只是較深深度的震源機制走滑分量較較淺深度的稍大.根據(jù)擬合誤差，最佳深度出現(xiàn)在4km左右，此次地震是震源深度較淺的地震.

4.4 誤差分析和結(jié)果可靠性評估

在地震震源機制反演過程中，結(jié)果的誤差來源主要有三個方面：（1）地殼速度結(jié)構(gòu)模型帶來的誤差，主要包括品質(zhì)因子Q、S波和P波波速以及地殼分層結(jié)構(gòu)的影響.研究區(qū)域地殼結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，盆地、山脈并存，我們選用平均的一維速度模型不可能真實地反映出研究區(qū)地殼和上地幔的不均勻性和可能存在的各向異性；（2）震中定位的誤差.本文精定位的結(jié)果與安徽省地震局和USGS給出的結(jié)果都有一定的偏差，誤差接近3km.雖然我們精定位時水平誤差比較小，但三個結(jié)果的不一致，說明結(jié)果可能有一定誤差，這對理論地震圖的計算可能會有一定的影響；（3）數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞，包括一些臺站系統(tǒng)誤差和P波到時拾取的誤差.以上這些因素都可能造成結(jié)果與真實情況的偏差，因此，我們重新選取模型或參數(shù)，對結(jié)果進行敏感性分析.

首先，如圖2所示，我們反演得到的矩震級Mw4.3與USGS給的M4.9和安徽省地震局給出的ML4.8都偏小，可能是由于我們考慮的能量衰減過小，因此我們嘗試對品質(zhì)因子在（50～1000）范圍內(nèi)進行一定的調(diào)整［25］.結(jié)果顯示，波形擬合與圖2保持一致，震源機制解基本沒有改變，最佳搜索深度仍然為4km，震級有0.01～0.03的變化，所以品質(zhì)因子對結(jié)果的影響不明顯，或者說在這里選擇的品質(zhì)因子是可接受的.而對P波和S波波速，我們在所選模型基礎(chǔ)上增加和減小速度值的5%來重新建立速度模型進行反演.兩種新速度模型得到的震源機制解和波形擬合都與圖2的結(jié)果高度一致，三個角度中相差最大的也不過5°.高速異常的速度模型得到的震源深度為4km，震級為Mw4.36；低速異常得到的震源深度為3km，震級為Mw4.24.因此，對于這種速度普遍偏高或者偏低的結(jié)構(gòu)模型只是對震級的影響比較大，但對震源機制解和深度的結(jié)果影響不大.考慮到研究區(qū)域盆地山脈交織，沉積層厚度不好選取，于是我們極端地將沉積層去掉，相應(yīng)調(diào)節(jié)上地殼厚度，采用四層速度模型進行反演.反演得到的震源機制解為125°／35°／32°，震源深度為5km.我們在震源機制的網(wǎng)格搜索中，設(shè)定的走向、傾角和滑動角搜索步長為5°，因此這種分層結(jié)構(gòu)對震源機制解的影響在一個步長左右，變化不大.而由于不考慮淺層低速的影響，所以深度偏深.當(dāng)然，這里是單個因子敏感性的逐一分析，而綜合效應(yīng)不好估算.但就單個因子的影響來看，所選取的速度模型的擾動對結(jié)果的影響不大，說明結(jié)果對所選模型是穩(wěn)定和可接受的，這正是CAP方法對速度結(jié)構(gòu)依賴相對較小的優(yōu)點［16］.

其次，針對地震震中定位的精確度，我們另外選用了USGS的結(jié)果重新進行反演.這個結(jié)果與安徽省地震局所給的震中相差6km左右，而通常來說，不管采用什么現(xiàn)已成熟的方法，如全局搜索法，雙差定位法等，誤差都不大可能超過3km.所以測試這個結(jié)果就足以考慮水平定位的誤差.改變震中反演得到的最佳震源機制解為走向126°，傾角31°，滑動角為25°，波形擬合得也很好.說明震中的誤差對震源機制解的影響不大.反演得到的最佳深度仍然為4km，誤差隨深度分布的形狀也和圖3相似.

圖2 近震CAP方法反演的震源機制解、理論地震圖（灰色線條）和觀測地震圖（黑線）對比最上面一行顯示該地震的一個節(jié)面值，震級大小和擬合誤差.對波形的濾波范圍，Pnl部分經(jīng)寬帶為0.05～0.2Hz、面波部分經(jīng)寬帶為0.03～0.1Hz的4階Butterworth帶通濾波器濾波.波形左側(cè)是臺站名，下面的數(shù)字依次是理論地震圖相對觀測地震圖的移動時間，單位s，正值表示理論計算比實際快，以及理論地震圖與觀測地震圖的相關(guān)系數(shù)，用百分比表示.Fig.2 The local CAP inversion results including the focal mechanism and the comparison between observed（the black lines）and synthetic waveforms（the gray lines）.The top line illustrates one fault plane of the earthquake，the moment magnitude and the fit error，the beachball shows the focal mechanism of the event.The frequency band of Pnl waveforms is 0.05～0.2Hz while for surface wave and SH wave which is 0.03～0.10Hz and 4－pole Butterworth band pass filter is applied.The first column tells the station.The numbers on the other 5columns－the synthetic and observed seismograms－are the time shifts（upper）and cross－correlation coefficient in percent（lower）.Positive time shifts mean that the synthetics have been delayed or shifted the observed.

圖3 不同深度誤差和震源機制解隨不同震源深度的變化Fig.3 Error plots as a function of source depth

另外，針對臺站記錄的數(shù)據(jù)質(zhì)量對結(jié)果的影響，文中充分利用了現(xiàn)有的資料，首要考慮數(shù)據(jù)質(zhì)量，主要是考慮比較小的地震噪聲、明顯的P波初動以及可靠的臺站響應(yīng)參數(shù)，然后兼顧良好的臺站方位分布，篩選出10個臺站，如圖1中白色三角形所示，用于反演.此外我們作了另一組測試，即選擇更好的臺站分布，突出臺站方位角，再次才考慮數(shù)據(jù)質(zhì)量.這些臺站大部分為本文反演結(jié)果所選用的臺站，只是XAJ，MAS，ZJ三個臺被HME，JZA，F(xiàn)ZL替換了.反演得到的震源機制結(jié)果為12°／64°／110°，深度為4km.盡管反演中有70%的臺站相同，但所得結(jié)果仍然有一定的差別，尤其是擬合誤差隨深度的分布，在12km之前還和圖3相似，之后就發(fā)生了明顯的變化，不再單調(diào)遞增，而且震源機制解也發(fā)生了變化.新?lián)Q的這三個臺，雖然理論波形和實測波形相關(guān)系數(shù)仍然比較高，但較其余七個臺要差一些.盡管結(jié)果變化不是很大的原因可能是由于新?lián)Q的臺比較少，但也一定程度上說明反演結(jié)果對這些區(qū)域地震臺站來說還是比較穩(wěn)定的，因此我們認為反演得到的震源機制解的精度在5°以內(nèi).由于都是近震資料，而且臺站都是在地表分布，理論上我們知道在這樣的資料下，反演震源深度的約束條件是不強的，因此反演得到的4km左右的震源深度有待進一步確定.但就這些資料和CAP方法而言，這個結(jié)果還是比較穩(wěn)定的.需要注意的是，所有反演得到的震級都比較小，鄭勇等［16］通過比較中國臺站和IRIS臺站記錄的振幅發(fā)現(xiàn)，中國臺站的振幅小于IRIS的記錄，導(dǎo)致通過中國本地地震臺反演得到的矩震級都系統(tǒng)偏小0.2～0.3.當(dāng)然，矩震級和面波震級之間本來就有一定的差異，這是因為兩者物理意義不同.矩震級體現(xiàn)的是地震釋放的能量矩，而面波震級體現(xiàn)的則是地震的峰值位移，兩者之間的差異在0.5級以下比較正常.例如2006年九江—瑞昌地震，面波震級大小確定為5.7級，而反演的矩震級大小則為MW5.2左右（Harvard CMT，USGS），相差在0.5級.因此，本文反演得到的震級與面波震級的差異，除了與地殼速度模型不精確有關(guān)，可能還與中國臺網(wǎng)的放大倍數(shù)有關(guān)，不過更可能體現(xiàn)了地震本身的面波震級和矩震級之間的差異.

5 利用深度震相對安慶地震的定深

一般說來，利用CAP方法可以獲得較準(zhǔn)確的震源深度，然而其深度可能受到反演過程中多種因素的影響，比如面波和體波的相對權(quán)重，以及不同的濾波頻段等因素.而結(jié)合深度震相則可以獲取更準(zhǔn)確的震源深度［26］.對于近震而言，有sPL，sP，sPmP，sPn等震相可用［27－30］.由于此次地震50km以內(nèi)沒有可用的寬頻帶三分量地震波形記錄，較難使用崇加軍等［30］提出的sPL震相方法確定地震深度.而距安慶地震100km左右的BAS臺的地震波形記錄中有比較清晰的P＋sP，PmP＋sPmP震相（圖4），因此我們對該臺的波形進行深度震相分析.并試圖通過理論地震圖與該臺實測的結(jié)果比較，確認此次地震的震源深度.

圖4 BAS臺記錄到的徑向和垂直向的地震波形Fig.4 Radial and vertical component seismograms recorded by BAS station

為了減少速度模型中淺部沉積層的影響，并且考慮到安慶地區(qū)附近地殼厚度約35km，我們把選用的速度模型的淺部沉積層去掉，并把Moho面深度調(diào)到35km.然后以安慶地震為震中，以CAP方法反演得到的震源機制解作為輸入計算理論地震圖，得到在BAS臺記錄的理論波形.根據(jù)不同深度，我們計算了合成地震圖（圖5）.通過理論與實際波形的比較，可以看出隨著深度的增加，PmP到得更早，而且sPmP與PmP間隔越大；同時sP也到得更晚.在5km深度附近，合成圖上的P與sP，sPmP與PmP等震相的到時和相應(yīng)的觀測到時較為一致，除sP震相外，波形也比較吻合，而在4km和6km深度，幾個震相存在著一定的提前或者延后，表明此次地震深度在5km附近，與CAP搜索的結(jié)果接近.當(dāng)然這些震相的到時差還受淺層速度結(jié)構(gòu)的影響，一般說來淺層速度較低，因此震源深度要略淺一些.至于理論上的sP震相波形以及其他波形與觀測值的差異，我們認為是這里采用的速度結(jié)構(gòu)模型與真實速度結(jié)構(gòu)不一致所導(dǎo)致的.安慶地震發(fā)生區(qū)域地殼結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，除去沉積層的影響外，在地殼中還存在一些低速層或者低速體［20－22］，這些精細結(jié)構(gòu)對高頻體波具有較強的散射作用，導(dǎo)致各震相后發(fā)育了一定的尾波.在沒有更精確的地殼速度模型時，合成地震圖很難全面擬合觀測波形.不過，各震相到時對震源深度變化更為敏感，因此，在確定震源深度時，到時及相互關(guān)系才是考慮的主要因素.

圖5 深度震相sP，PmP，sPmP的實測和合成地震圖的比較.圖中灰色波形為BAS臺理論合成地震圖，黑色波形為觀測地震波形.虛線為P，sP，PmP，以及sPmP震相的理論到時曲線.從圖中可以看到，5km處這四個震相的觀測和理論波形吻合較好，表明地震震源深度在5km左右.Fig.5 Comparison between the synthetic and observed depth phases.The gray waveforms are the synthetic seismograms，while the black ones are the observed data.The dashed lines show the theoretical arrival times for the P，sP，PmP，sPmP phases.In this figure the synthetic seismograms with focal depth of 5km is most close to the observed waveform.Thus we deduce that the focal depth of the Anqing earthquake is around 5km.

為了進一步驗證這一深度結(jié)果，我們將震源深度設(shè)置為4km，計算理論地震圖.選取10個臺站接收得到理論波形，并與觀測地震圖進行了比較.這十個臺站的深度震相不是很好識別，因此我們采用了整體擬合的方式.為了減小局部小尺度效應(yīng)和介質(zhì)散射對波形的影響，我們將理論和觀測地震圖都進行了濾波，濾波范圍為0.05～0.2Hz，比較結(jié)果如圖6所示.從比較結(jié)果來看，不僅P波、S波和面波振幅吻合度很高，而且各自的到時也能很好地吻合.此外，從面波的振幅來看，理論地震圖和觀測地震圖的面波振幅大小以及體波和面波振幅比都有良好的一致性，這在很大程度上驗證了震源深度結(jié)果的準(zhǔn)確性.因此，我們認為該地震深度在4～5km左右，屬于非常淺的構(gòu)造型地震.

6 結(jié)論與討論

本文通過安徽及鄰邊省份的區(qū)域地震臺網(wǎng)的近震波形記錄，首先對2011／01／19安慶地震震中進行了精定位，定位結(jié)果經(jīng)度、緯度分別為117.097°E，30.6378°N；然后采用CAP方法反演得到了震源機制解和震源深度，該結(jié)果能夠很好地擬合研究區(qū)域的近震波形數(shù)據(jù)，因此我們初步認為該地震的震源機制解：節(jié)面Ⅰ，走向131°，傾角30°，滑動角29°；節(jié)面Ⅱ，走向15°，傾角75°，滑動角116°.是一個帶少量走滑分量的逆沖型地震；震級為Mw4.3.

圖6 近震理論地震圖（虛線）和觀測地震圖（實線）的比較圖中的數(shù)字和字母如第一行所示，左邊數(shù)字上面為震中距（km），下面為方位角（°），右邊字母表示臺站名，采用互相關(guān)法對齊面波最大振幅，臺站名左邊的數(shù)字為該臺站理論地震圖與觀測地震圖之間的互相關(guān)系數(shù)，相關(guān)時窗取P波初動前1s至面波最大振幅之后30s.所有臺站中，上面五個未參與反演計算.Fig.6 Comparison between synthetic（the dash line）and observed（the solid line）local seismogramsThe numbers and characters are indicated on the top of the figure.The numbers at the left are the epicenter distance（km）and the azimuth（°）.The characters at the right are names of stations.Cross－correlation technique is used to aligned maximal magnitude of surface wave.The numbers beside the stations are cross－correlation coefficient between synthetic and observed seismograms with time window of 1second before P arrival and 30seconds after maximal magnitude of surface wave.The five stations at the top are not used to reverse the results.

從地震震中位置來看，此次地震應(yīng)該發(fā)生在郯廬斷裂帶附近的宿松—樅陽斷裂上，屬于華南塊體向北推進過程中產(chǎn)生的推覆構(gòu)造作用所致，與郯廬斷裂帶的左旋走滑活動存在著一定的差異.如圖1中所示，震中也位于斷裂F3的西南段附近，但是該斷裂的活動性不強［31］，而且就目前發(fā)表的文獻來看，對該斷裂的性質(zhì)也沒有很好的認識.不過從發(fā)生在宿松—樅陽斷裂附近的歷史地震和出露在地表的典型剖面來看［8－9，19］，宿松—樅陽斷裂的斷裂面可能傾向南東，受在地表投影為北西—近東西向的最大主壓應(yīng)力作用［32］，北東走向的宿松—樅陽斷裂擠壓性斷面將不斷積累應(yīng)力，最終在臨近斷裂的下盤將發(fā)生斜向逆沖活動，導(dǎo)致地震.這與本文得到的震源機制解一致.宿松—樅陽斷裂的活動在一定程度上消減了華南塊體向北擠壓的作用［33］，對于主斷裂帶上的應(yīng)力積累有一定的延緩作用，因此，此次安慶地震可能并不意味著郯廬斷裂帶南端構(gòu)造開始活化.

綜合CAP方法和深度震相的研究結(jié)果，我們認為該地震的最佳震源深度為4～5km，屬于淺源地震.考慮到安慶地震發(fā)生在盆山交界處，且主要位于盆地中，5km左右的地震深度非常值得關(guān)注.由于該盆地位于長江邊上，因此存在一定的沉積層，地震震源深度發(fā)生在4～5km可能意味著兩個特點：（1）沉積層厚度比較淺；（2）結(jié)晶基底頂部即發(fā)生地震.從Crust2.0的數(shù)據(jù)來看，該地震很可能發(fā)生在沉積層底部或者上地殼結(jié)晶基底的頂部.而長江流域地區(qū)上地殼結(jié)晶基底頂部能積聚足以發(fā)生ML4.8級地震的應(yīng)力，其構(gòu)造機制非常值得關(guān)注和研究.

一般而言，淺地震主要發(fā)生在古老克拉通的區(qū)域，其地?zé)岜容^低，巖石特別是結(jié)晶基底的強度比較高［28，34－35］.安慶地震位于大別山碰撞帶和郯廬斷裂帶東南面的沿江拱斷褶帶內(nèi)，侏羅紀(jì)以來，巖漿活動強烈，侵入巖和火山巖分布普遍［36］，且碰撞變形較為劇烈，褶皺、斷裂均十分發(fā)育.新構(gòu)造運動使該地區(qū)抬升接受剝蝕，剝蝕作用大于堆積作用［19］，地殼一直處于相對上升中.因此，該地區(qū)在淺部可能就存在著較硬的火山巖，完成孕震應(yīng)力的積聚.或許本文的研究在某種程度上表明，大別山碰撞帶東南部區(qū)域已經(jīng)處于長期穩(wěn)定的狀態(tài)，其淺層地殼巖石強度已經(jīng)足以孕育較大的地震.如果該猜測合理的話，那么該區(qū)域?qū)⒕邆漭^高的地震危險性，因為淺層地震的破壞性遠大于深源地震，需要特別加以關(guān)注.

值得注意的是此次地震的波形非常復(fù)雜，在直達P波和sP波，以及PmP和sPmP之間存在著非常復(fù)雜的波形，而且很多臺站的記錄上很難獲得深度震相的信息.這可能由于此次地震本身較為復(fù)雜，另外，一些地震臺位于長江邊上盆地里，復(fù)雜的沉積層導(dǎo)致的場地效應(yīng)也可能大大增加了地震波形的復(fù)雜度.所以，在研究類似地震的時候，地震數(shù)據(jù)和臺站的選取，將對研究結(jié)果的可靠性有非常重要的影響.致 謝 我們對安徽省和江西省地震局提供的地震波形資料表示感謝.對中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)楊曉勇教授、陳曉非教授提出的建議和指導(dǎo)表示真誠的感謝.感謝幾位匿名審稿專家給出的寶貴修改意見，他們的建議對提升本文的質(zhì)量有重要幫助.

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Focal mechanism and focal depth of the 19January 2011Anqing earthquake

XIE Zu－Jun1，2，ZHENG Yong1＊，NI Si－Dao1，XIONG Xiong1，WANG Xing－Zhou3，ZHANG Bing3
1 State Key Laboratory of Geodesy and Earth＇s Dynamics，Institute of Geodesy and Geophysics，Chinese Academy of Sciences，Wuhan 430077，China
2 Graduate University of Chinese Academy of Sciences，Beijing100049，China
3 Anhui Seismic Bureau，Hefei 230031，China

On January 19，2011，a magnitude ML4.8earthquake occurred in the region between Anqing and Huaining in Anhui province，which is a relatively strong earthquake and can be felt in Anqing and surrounding areas.To better understand the seismotectonics of this event，we try to relocate it and further study its focal mechanism based on the local broadband waveform data of available stations in Anhui and adjacent province regional seismic networks.In this work，the earthquake was relocated with absolute relocating method Hypo2000at first，and then the focalmechanism and focal depth were determined by the“Cut and Paste”（CAP）method.In order to better constrain the focal depth，we further refined it with depth phases such as P，sP，pP and sPmP.Finally，the results of focal mechanism and focal depth were confirmed by comparing the observed records and the synthetic waveforms which were computed by F－K method.The results indicate that the Anqing earthquake is a thrust event with a small part of strike－slip component.The best double couple solution is 131°，30°and 29°for strike，dip and slip angles respectively for one nodal plane，and 15°，75°and 116°for another.The moment magnitude is 4.3，and the estimated focal depth is 4～5km，which suggests that this event is a shallow earthquake and capable of heavy hazard to the surrounding areas.According to the epicenter and the focal mechanism，Anqing earthquake likely occurred on the Susong－Zongyang Fault.

Anqing earthquake，F(xiàn)ocal mechanism，F(xiàn)ocal depth，CAP method，Depth phase

10.6038／j.issn.0001－5733.2012.05.020

P315

2011－09－14，2012－04－06收修定稿

地震行業(yè)科研專項重大項目（201008007），中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程重要方向項目（kzcx2－yw－142）以及國家自然科學(xué)基金（40974034，41174086，90814009）聯(lián)合資助.

謝祖軍，男，1986年生，博士研究生，從事地震學(xué)和噪聲層析成像研究.E－mail：zjxie＠whigg.ac.cn

＊通訊作者鄭勇，男，1978年生，副研究員，主要從事地震和地球動力學(xué)研究.E－mail：zhengyong＠whigg.ac.cn

謝祖軍，鄭勇，倪四道等.2011年1月19日安慶ML4.8地震的震源機制解和深度研究.地球物理學(xué)報，2012，55（5）：1624－1634，

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（本文編輯 胡素芳）