倪紅玉 洪德全 趙 朋(安徽省地震局,合肥 230031)
2014年霍山MS4.3地震發(fā)震斷層參數測定
倪紅玉 洪德全 趙 朋
(安徽省地震局,合肥 230031)
2014年4月20日安徽霍山MS4.3地震是霍山地區(qū)1973年MS4.5地震后的又一次4.0以上地震,震后序列活動頻繁,以往研究表明該地區(qū)的小震對周邊地區(qū)中強震的映震效果較好。對于中強地震,可以綜合震源機制解、余震的分布以及地表破裂帶等來推測其破裂參數。對于中小地震主破裂面的確定則比較困難。陳學忠等(2005)認為,地震破裂過程中的多普勒效應,所產生的地震波的頻率存在方向性,因而可以利用P波或S波拐角頻率的方向性來反演地震的發(fā)震斷層參數,在國內得到廣泛應用。作者利用該方法測定2014年4月20日霍山MS4.3地震的發(fā)震斷層參數。
使用安徽、湖北、河南臺網地震波形資料,震中距在200 km以內的臺站共18個,其中LNA(爛泥坳)、SJH(石家河)、BZY(豹子崖)、FZL(佛子嶺)臺震中距在15 km以內,為了避免距離太近影響測定結果,用于測定的臺站共14個,震中距在42~200 km,方位角在24~327°,跨度達303°,能很好地反映地震波頻率隨方位的變化,可以保證測定結果的可靠性。先將波形數據去傾處理,后進行富氏變換,再經積分后得到觀測位移譜。在近震源條件下,震源距r較小,可以忽略地殼介質非彈性衰減的影響。采用Brune模型, 通過對地震位移譜和速度譜進行積分的方法求得P波的拐角頻率(圖1a)。設有N個臺站,臺站的方位角為φi(i=1,2,3,…,N)拐角頻率的倒數為T0i(i=1,2,3,…,N)則T0i與cos(φ0-φi)的線性相關系數r為:
式中,xi=cos(φ0-φi),yi=T0i。根據相關系數方法,當r取最小值時,對應的φ0為斷層破裂傳播方向。利用各個臺站方位角和拐角頻率數據,繪制線性相關系數r隨φ0的曲線(圖1右),可以看出,當φ0=238.5°時,相關系數r最小,即通過P波數據測得2014年4月20日霍山MS4.3地震的破裂方向為238.5°。進而利用最小二乘法擬合得到地震馬赫數和破裂長度,破裂速度為1.9 km/s,破裂長度為0.27 km。
劉澤民等(2015)利用Snoke方法計算了霍山MS4.3地震的震源機制解:節(jié)面I走向為135°,傾角為78°,滑動角為-33°,節(jié)面II走向為232°,傾角為57°,滑動角為-167°,其中節(jié)面II的走向與本文反演結果較為一致。余震精定位的結果顯示,余震呈北東向分布。作者通過多臺P波和S波的拐角頻率的方向性,擬合出破裂面沿NE-SW向,結合震源機制解、余震精定位、現場調查和震區(qū)周邊的地質構造背景等分析認為,落兒嶺—土地嶺斷裂很可能是2014年4月20日霍山MS4.3地震的發(fā)震構造。
圖1 2014年4月20日霍山MS4.3拐角頻率和破裂方位角