結(jié)合波形互相關(guān)技術(shù)的龍灘水庫(kù)地震雙差定位

閻春恒　周斌　郭培蘭　孫學(xué)軍　文翔

摘要：利用結(jié)合波形互相關(guān)技術(shù)的雙差定位法對(duì)龍灘庫(kù)區(qū)2006年9月30日至2013年5月26日發(fā)生的3 682次地震進(jìn)行精定位，獲得了精度更高的定位結(jié)果，平均理論誤差小于10 m。精定位結(jié)果顯示：蓄水后龍灘庫(kù)區(qū)中小地震活動(dòng)呈現(xiàn)明顯的叢集性，主要集中在羅妥、八茂、拉浪、壩首、布柳河以及庫(kù)區(qū)下游的天峨縣城6個(gè)區(qū)域，每個(gè)地震叢的分布范圍在10 km內(nèi)，優(yōu)勢(shì)深度為4～9 km，優(yōu)勢(shì)展布方向與穿過(guò)該地震叢的主要斷裂帶的走向或傾向一致，表明庫(kù)區(qū)地震活動(dòng)基本分布在河流及斷層附近10 km范圍內(nèi)，表現(xiàn)出水庫(kù)誘發(fā)地震活動(dòng)典型的“雙十”特征。研究成果可為龍灘水庫(kù)續(xù)建工程誘發(fā)地震的預(yù)測(cè)與地震安全性評(píng)價(jià)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：水庫(kù)誘發(fā)地震；地震精定位；雙差定位法；波形互相關(guān)；龍灘庫(kù)區(qū)

中圖分類(lèi)號(hào)：P3157文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-0666（2016）03-0427-09

0引言

水庫(kù)誘發(fā)地震（Reservoirinduced seismicity，簡(jiǎn)稱(chēng)RIS）是由水庫(kù)蓄水或排水過(guò)程引發(fā)的在一定時(shí)間內(nèi)庫(kù)區(qū)及其周邊小區(qū)域范圍內(nèi)發(fā)生的地震活動(dòng)（秦嘉政等，2009）。20世紀(jì)60年代，全球接連發(fā)生水庫(kù)誘發(fā)的6級(jí)以上強(qiáng)震，于是RIS開(kāi)始引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，一些學(xué)者分別從RIS的地震學(xué)特征、易于誘發(fā)地震的地質(zhì)構(gòu)造條件、誘震機(jī)理及預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)方法等方面開(kāi)展研究，取得了許多重要的認(rèn)識(shí)，特別是近年來(lái)的研究更加注重通過(guò)對(duì)數(shù)字地震觀測(cè)資料的精細(xì)分析，認(rèn)識(shí)水庫(kù)地震發(fā)生的環(huán)境及機(jī)理、水庫(kù)地震與天然地震震源特征的差異等（Ross et al， 1999； 華衛(wèi)等， 2012）。而對(duì)庫(kù)區(qū)地震事件的精確定位是以上研究的基礎(chǔ)，尤其是震源深度的精確測(cè)定是揭示特定屬性的水庫(kù)體系在庫(kù)水的動(dòng)態(tài)加卸載過(guò)程中，庫(kù)區(qū)下部介質(zhì)和應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生響應(yīng)的重要“云圖”（陳翰林等，2009a）。傳統(tǒng)地震定位方法的精度受地下速度結(jié)構(gòu)、臺(tái)網(wǎng)幾何形狀、震相到時(shí)讀數(shù)精度等因素的影響（張愛(ài)民，李強(qiáng)，2006）。近年來(lái)，雙差定位法在國(guó)內(nèi)外得到較廣泛的應(yīng)用（Waldhauser， Ellsworth，2000，2002；楊智嫻等，2003，2011；楊中書(shū)，曾文敬，2007；李樂(lè)等，2007；盧顯，周龍泉，2011；徐甫坤等，2015），該方法可以在很大程度上減小對(duì)地殼速度模型的依賴性，通過(guò)選取相關(guān)性較強(qiáng)的地震對(duì)，并調(diào)節(jié)地震對(duì)震源位置的矢量差，使剩余殘差最小，但在震相到時(shí)拾取方面仍不能有效降低人為誤差的影響。波形互相關(guān)技術(shù)可以對(duì)P波、S波到時(shí)進(jìn)行校正，使部分震相到時(shí)讀數(shù)精度達(dá)到百分之幾秒，某些震相甚至可達(dá)到7‰ s（William， 1999）。因此，結(jié)合波形互相關(guān)技術(shù)的雙差定位法（DD+WCC）是一種較有發(fā)展前景的地震定位方法（Schaff， Richards ，2004；黃媛，2008），在一些應(yīng)用實(shí)踐中已經(jīng)取得了較理想的結(jié)果。

廣西龍灘水庫(kù)位于珠江干流紅水河上游的廣西天峨縣境內(nèi)，壩高220 m，正常蓄水位400 m，總庫(kù)容273×109 m3，屬于高山峽谷型高壩大庫(kù)容水庫(kù)，庫(kù)區(qū)地勢(shì)西高東低，水庫(kù)主要由紅水河、布柳河、南盤(pán)江、北盤(pán)江、蒙江及曹渡河匯聚而成。龍灘水電站于2001年7月開(kāi)工建設(shè)，2006年9月30日開(kāi)始蓄水，電站安裝9臺(tái)70×104 kW的水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量630×104 kW，年均發(fā)電量187×109 kW·h，是國(guó)內(nèi)在建的僅次于長(zhǎng)江三峽及金沙江溪洛渡的特大型水電工程。龍灘水庫(kù)蓄水后，庫(kù)區(qū)地震開(kāi)始活躍，并隨水位季節(jié)性波動(dòng)而起伏變化。陳翰林等（2009a）對(duì)2006～2007年龍灘庫(kù)區(qū)發(fā)生的地震活動(dòng)開(kāi)展了精定位研究。在此基礎(chǔ)上，一些學(xué)者分別從庫(kù)區(qū)深部速度結(jié)構(gòu)與電性結(jié)構(gòu)（王立鳳等，2010；Zhou et al， 2011，2012；詹艷等，2012a，b）、震源機(jī)制與應(yīng)力場(chǎng)（陳翰林等，2009b；史海霞，趙翠萍，2010）、孔隙壓力擴(kuò)散（劉耀煒等，2011）等不同的角度初步討論了誘發(fā)地震活動(dòng)可能的成因機(jī)制，但有待結(jié)合水庫(kù)荷載作用與滲透作用進(jìn)行細(xì)致的定量研究（陳翰林等，2009a）。目前，龍灘水庫(kù)蓄水已逾9年，庫(kù)區(qū)地震活動(dòng)仍在發(fā)展演化。鑒于龍灘水庫(kù)工程的重要性及進(jìn)一步精細(xì)化研究的需求，本文利用結(jié)合波形互相關(guān)技術(shù)的雙差定位法，對(duì)龍灘庫(kù)區(qū)2006年9月30日至2013年5月26日發(fā)生的地震進(jìn)行精確定位。

1研究區(qū)概況

11地質(zhì)構(gòu)造概況

龍灘庫(kù)區(qū)橫跨廣西天峨縣和貴州羅甸縣，地處云貴高原南緣向桂西北山區(qū)與丘陵過(guò)渡的斜坡地帶。在大地構(gòu)造上，庫(kù)區(qū)及鄰近區(qū)域位于華南褶皺系的二級(jí)構(gòu)造單元右江褶皺帶內(nèi)。根據(jù)野外地質(zhì)地貌和地震地質(zhì)調(diào)查，研究區(qū)范圍（248°～55°N；1065°～1073°E）內(nèi)發(fā)育有NW、NNW、NE和近SN向4組斷裂（圖1），它們多屬于與印支期褶皺相伴形成的斷裂構(gòu)造，傾角陡立，延伸不遠(yuǎn)，規(guī)模較小。庫(kù)壩區(qū)附近的主要構(gòu)造有位于其西翼呈NNE走向的龍鳳—八臘斷裂（F9），該斷裂發(fā)育于三疊系與二疊系間，區(qū)內(nèi)長(zhǎng)約25 km，為一高角度向西傾斜的正斷層。在庫(kù)壩區(qū)的西南部，主要分布有NNW向的望謨—邏西斷裂（F7）和NW向的長(zhǎng)里—八南斷裂（F8）、黨明—桂花斷裂（F6），其中：F7斷裂呈左階斜列式展布，由多個(gè)次級(jí)小斷層和基巖斷裂破碎帶組成，區(qū)內(nèi)長(zhǎng)約28 km；F8斷裂為二疊系灰?guī)r中發(fā)育的劈理密集帶和柔褶變形帶，傾向SW，逆斷走滑運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；F6斷裂發(fā)育在中三疊統(tǒng)砂泥巖地層中，亦具逆斷走滑運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。在庫(kù)區(qū)西北部，主要分布大體呈NE走向的羅甸—望謨斷裂（F1）、高圩—八茂斷裂（F2）和鳳亭—下老斷裂（F3），其中：F1斷裂東北段為古生界與中生界的分界，西南段插入中生界地層中，區(qū)內(nèi)長(zhǎng)約26 km；F2和F3斷裂切割二疊系及三疊系，斷裂破碎帶發(fā)育，寬達(dá)30～100 m，斷面呈舒緩波狀，這2條斷裂傾向相反，以右旋走滑運(yùn)動(dòng)為主。在大壩正北面，主要構(gòu)造有達(dá)良背斜及其東西兩翼呈近SN走向的馬耳—拉浪斷裂（F4）和達(dá)恒—達(dá)良斷裂（F5），這2條斷裂傾向相反，均為正斷走滑運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。根據(jù)構(gòu)造地貌、地質(zhì)剖面揭露的斷裂活動(dòng)性以及所獲得的年代學(xué)證據(jù)，除F1、F5和F7為前第四紀(jì)活動(dòng)斷裂外，其余斷裂在早—中更新世均有過(guò)不同程度的活動(dòng)，斷裂破碎帶發(fā)育，裂隙和巖溶裂隙泉沿?cái)嗔褞С示€狀分布（向宏發(fā)，周慶，2006；郭培蘭等，2006；周斌等，2014）。

12地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)

龍灘數(shù)字遙測(cè)地震臺(tái)網(wǎng)于2006年3月開(kāi)始正式運(yùn)行，由布設(shè)在龍灘水庫(kù)周?chē)?2個(gè)臺(tái)站（杠里和向陽(yáng)臺(tái)2010年建成使用）以及2個(gè)信號(hào)中繼站和1個(gè)臺(tái)網(wǎng)中心組成，部分臺(tái)站位置見(jiàn)圖1。臺(tái)站均采用24位數(shù)據(jù)采集器，采樣率100 Hz，其中天峨臺(tái)為CMG3ESPC型寬頻帶地震計(jì)，杠里和向陽(yáng)臺(tái)為FSS3M型短周期地震計(jì)，另外9個(gè)臺(tái)為FSS3B型的短周期地震計(jì)，這3種地震計(jì)分別在003～40 Hz、2 s～50 Hz、1～40 Hz速度幅頻特性平坦。網(wǎng)徑在東西方向約90 km，南北方向約73 km。壩址上游20 km至壩址下游5 km的監(jiān)測(cè)能力達(dá)ML05，ML10監(jiān)測(cè)能力涵蓋了庫(kù)區(qū)50 km范圍（姚宏等，2008）。

13地震活動(dòng)

龍灘庫(kù)區(qū)從2006年9月下閘蓄水至2013年5月26日，共記錄3 682次ML≥00地震，其中ML10～19的837次；ML20～29的128次；ML30～39的8次；ML40～49的3次，分別為2007年3月17日羅甸ML40地震、2007年7月17日天峨ML45地震和2010年9月18日羅甸ML48地震。根據(jù)廣西地震臺(tái)網(wǎng)中心定位結(jié)果，將庫(kù)區(qū)ML≥00地震劃分為5個(gè)區(qū)（圖1），運(yùn)用結(jié)合波形互相關(guān)技術(shù)的雙差定位法進(jìn)行重新定位。

2研究方法與資料處理

21雙差定位法

Waldhauser和Ellsworth（2000）提出的雙差地震定位法使用地震對(duì)走時(shí)差觀測(cè)值與理論計(jì)算值的殘差（“雙差”）來(lái)反演地震叢中每個(gè)地震與地震叢集矩心的相對(duì)位置（Waldhauser， 2011），可大大減少地殼速度結(jié)構(gòu)模型不精確導(dǎo)致的誤差。

對(duì)于同一臺(tái)站k記錄到的地震事件i、j，雙差drijk定義為

drijk=rik-rjk=（Tik-Tjk）obs-（Tik-Tjk）cal

=（tik-tjk）-（tik-tjk）cal.（1）

式中，rik和rjk分別為地震i、j在臺(tái)站k的殘差（理論到時(shí)與觀測(cè)到時(shí)之差）；Tik和Tjk分別為地震i、j在臺(tái)站k的地震波到時(shí)，對(duì)應(yīng)走時(shí)分別為tik和tjk；（tik-tjk）obs為地震對(duì)走時(shí)差觀測(cè)值，（tik-tjk）cal為地震對(duì)走時(shí)差理論值。將走時(shí)差按公式rik=tikmΔmi展開(kāi)得

drijk=tikmΔmi-tjkmΔmj.（2）

式中，Δm（Δx，Δy，Δz，Δτ）為震源參數(shù)擾動(dòng)量。將所有臺(tái)站記錄到的所有事件的雙差方程聯(lián)立可得到如下線性方程組：

WGm=Wd.（3）

式中，G為M×4N的偏微分矩陣，M是雙差的觀測(cè)數(shù)，N是事件數(shù)的矩陣，m為震源參數(shù)擾動(dòng)量，W為對(duì)每個(gè)方程加權(quán)的對(duì)角矩陣，d為雙差向量。求解（3）式，可得到震源參數(shù)。

22波形互相關(guān)

震源機(jī)制相似和震源位置相近的2個(gè)地震到達(dá)某較遠(yuǎn)臺(tái)站時(shí)，它們的波形可能相似。通過(guò)波形互相關(guān)技術(shù)校正后的P波震相到時(shí)讀數(shù)精度比校正前高1～2個(gè)數(shù)量級(jí)（Schaff ，Richards，2004）。針對(duì)人工標(biāo)定的震相到時(shí)因人為因素可能存在不夠精確或者錯(cuò)誤的情況，本文運(yùn)用波形互相關(guān)技術(shù)進(jìn)行校正?；ハ嚓P(guān)函數(shù)定義為

C（τ）=ΣN-1n=0x（n）y（n+τ）ΣN-1n=0x2（n）ΣN-1n=0y2（n）.（4）

式中，x（n）和y（n）為地震對(duì)的時(shí)間序列。

將龍灘庫(kù)區(qū)事件波形轉(zhuǎn)換成SAC格式，進(jìn)行去均值、去趨勢(shì)等預(yù)處理，并在15～10 Hz范圍內(nèi)進(jìn)行濾波；以事件發(fā)震時(shí)刻為時(shí)間零點(diǎn)，分別在Pg波和Sg波到時(shí)前后取一段波形進(jìn)行互相關(guān)分析。其中，Pg波到時(shí)之前截取03 s、之后截取1 s，Sg波到時(shí)之前截取05 s、之后截取15 s，允許最大偏移均為05 s?；ハ嚓P(guān)計(jì)算過(guò)程中，如果相關(guān)系數(shù)閾值設(shè)定過(guò)高，可用數(shù)據(jù)會(huì)非常少，如果閾值設(shè)定過(guò)低，則很可能會(huì)有一些不真實(shí)的走時(shí)差數(shù)據(jù)參與到后續(xù)定位運(yùn)算中。為提高數(shù)據(jù)的可靠性，將閾值設(shè)為07，共獲得Pg波到時(shí)差數(shù)據(jù)255 816條，Sg波到時(shí)差數(shù)據(jù)248 409條。圖2為對(duì)4個(gè)臺(tái)站記錄到的同一事件對(duì)做Pg波互相關(guān)示意圖，給出了時(shí)間補(bǔ)償及相關(guān)系數(shù)（表1）。對(duì)所有事件對(duì)時(shí)間補(bǔ)償（絕對(duì)值）的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示（圖3），人工讀取震相誤差為0～025 s，且Pg波的讀取誤差較Sg波的小。

05。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選處理，具體設(shè)定事件對(duì)之間

的最大距離為10 km，

事件的最大鄰居數(shù)為20，1個(gè)鄰居所需要的最小震相對(duì)以及事件對(duì)使用的最小震相對(duì)的數(shù)目均為6，事件對(duì)使用最大震相對(duì)數(shù)目為60。選擇華南地殼速度結(jié)構(gòu)模型為初始速度模型，從地表至43 km的莫霍面處分為5層，其頂部深度分別為0、20、120、320和430 km，對(duì)應(yīng)的P波速度分別為370、485、590、635和81 km/s，波速比VP/VS取擬合值1687（鄭圻森等，2003；陳翰林等，2009a）。設(shè)定定位初始位置從每個(gè)分區(qū)地震群的中心開(kāi)始，采用共軛梯度法，分別對(duì)5個(gè)分區(qū)的地震進(jìn)行重新定位。迭代組數(shù)均為5組，每組做5次迭代計(jì)算，每次迭代過(guò)程中震源位置和偏導(dǎo)數(shù)同時(shí)更新，每次迭代的阻尼值均在60～100之間選取。

3結(jié)果分析

31精定位結(jié)果及誤差分析

雙差定位共獲得3 082個(gè)地震重定位結(jié)果，占原地震數(shù)的837%（圖4）。與臺(tái)網(wǎng)定位結(jié)果相比（圖1），精定位結(jié)果的地震震中水平向平均偏移

2195 km，深度平均偏移1167 km，水平向最大誤差766 m，深度最大誤差888 m，水平向和深度的平均誤差分別為62 m和83 m。挑選2008年記錄的布柳河地震叢的72個(gè)地震事件，分別采用奇異值分解法和共軛梯度法進(jìn)行定位，以對(duì)本文定位結(jié)果精度進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示，2種方法定位結(jié)果的空間分布基本一致。

定位殘差隨緯度分布結(jié)果顯示（圖5），僅利用震相報(bào)告資料的定位結(jié)果最大殘差達(dá)095 s，平均殘差0158 s，加入波形互相關(guān)資料校正后，定位結(jié)果最大殘差降至0043 s，平均殘差僅為0003 s。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，殘差相對(duì)較大的定位結(jié)果主要位于2510°N以北區(qū)域。庫(kù)區(qū)地震臺(tái)站主要布設(shè)在壩首周?chē)瑤?kù)區(qū)上游地區(qū)只有里納（LN）、小苗坡（XMP）和羅甸臺(tái)（LD），臺(tái)站少、分布不合理是導(dǎo)致上游地區(qū)地震定位結(jié)果誤差較大的主要因素?？傮w而言，本文采用結(jié)合波形互相關(guān)技術(shù)的雙差定位方法重新定位的結(jié)果精度大大改善，空間展布和深度分布也更集中。

32地震空間分布特征

從圖4可以看出，龍灘水庫(kù)蓄水后地震活動(dòng)呈現(xiàn)出明顯的叢集性，主要分布在羅妥（叢Ⅰ）、八茂（叢Ⅱ）、拉浪（叢Ⅲ）、壩首（叢Ⅳ）、布柳河（叢Ⅴ）和天峨（叢Ⅵ）地區(qū)。其中，前5個(gè)地震叢均位于水庫(kù)蓄水后淹沒(méi)的深水區(qū)，

最大水深分別達(dá)194 m、156 m、147～178 m、194 m和154 m（常寶琦，1986）。各地震叢分布特點(diǎn)如下：

地震叢Ⅰ分布于羅妥至下老一帶，F(xiàn)3斷裂南段與紅水河交匯處附近。除F3斷裂外，周?chē)€分布一些小尺度的NE和NW向斷裂。地震展布長(zhǎng)軸9 km，短軸5 km，優(yōu)勢(shì)分布與F3斷裂的傾向一致。與臺(tái)網(wǎng)定位結(jié)果相比，長(zhǎng)短軸均縮短了5 km。庫(kù)區(qū)蓄水以來(lái)發(fā)生的3次ML≥40地震中，有兩次位于該叢，最大為2010年9月18日ML48地震，也是水庫(kù)下閘蓄水后迄今為止發(fā)生的最大地震。

地震叢Ⅱ分布于F2斷裂中段與油拉河交匯處的八茂附近。小震眾多，長(zhǎng)軸11 km，短軸85 km，優(yōu)勢(shì)展布與F2斷裂傾向一致。與臺(tái)網(wǎng)定位結(jié)果相比，長(zhǎng)短軸分別縮短了12 km和55 km，鳳亭正東的地震簇向北偏移約5 km。最大地震為2008年6月20日ML32地震和2010年10月7日ML32地震。

地震叢Ⅲ分布于紅水河和牛河交匯的拉中至納沙一帶，F(xiàn)4斷裂穿過(guò)該叢，并被蓄水后的牛河水域淹沒(méi)。地震呈NNE向優(yōu)勢(shì)展布，長(zhǎng)軸10 km，短軸7 km，與F4斷裂走向相近。與臺(tái)網(wǎng)定位結(jié)果相比，長(zhǎng)短軸分別縮短了10 km和3 km。地震活動(dòng)頻度為6個(gè)地震叢中最高，但強(qiáng)度較弱，最大為2010年1月25日ML30地震。

地震叢Ⅳ分布于拉當(dāng)—坡結(jié)一帶，靠近F9斷裂及龍灘水庫(kù)大壩，距壩址最近。地震展布長(zhǎng)軸11 km，短軸6 km，優(yōu)勢(shì)分布與F9斷裂走向一致。與臺(tái)網(wǎng)定位結(jié)果相比，長(zhǎng)短軸分別縮短了6 km和4 km。自水庫(kù)蓄水開(kāi)始，該叢地震一直非?；钴S，頻度僅次于地震叢Ⅲ，最大為2007年7月17日ML45地震。

地震叢Ⅴ分布于大壩以南的布柳河河面較為寬闊的納宜西岸、F8斷裂與布柳河交匯處附近。地震展布長(zhǎng)軸7 km，短軸2 km，優(yōu)勢(shì)分布與F8斷裂走向吻合。與臺(tái)網(wǎng)定位結(jié)果相比，長(zhǎng)短軸分別縮短了5 km和25 km。地震活動(dòng)頻度為6個(gè)地震叢中最弱，最大地震為2007年6月21日ML28地震。

地震叢Ⅵ位于水庫(kù)下游的天峨縣城區(qū)，靠近F9斷裂及龍灘水庫(kù)大壩。地震展布長(zhǎng)軸9 km，較臺(tái)網(wǎng)定位結(jié)果短2 km，短軸8 km，重定位結(jié)果向壩首方向整體移動(dòng)約9 km。地震活動(dòng)強(qiáng)度為6個(gè)地震叢中最弱，未記錄到ML≥20地震。

33地震深度分布特征

6個(gè)地震叢震源深度范圍分別為03～113 km、01～102 km、02～117 km、06～127 km、08～94 km和03～120 km，優(yōu)勢(shì)深度分別為6～9 km、4～9 km、7～9 km、6～8 km、6～8 km和5～9 km；地震叢Ⅳ和Ⅴ深度分布相對(duì)較淺，地震叢Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ深度分布更為集中；除叢Ⅲ外，2007年11月之后其余5個(gè)地震叢在0～3 km范圍內(nèi)均存在一定數(shù)量的極淺源微震活動(dòng)（圖5、6）。

4討論與結(jié)論

基于結(jié)合波形互相關(guān)技術(shù)的雙差定位方法，對(duì)龍灘水庫(kù)下閘蓄水后8年內(nèi)庫(kù)區(qū)發(fā)生的地震進(jìn)行重新定位，采用奇異值分解法和共軛梯度法對(duì)定位結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，驗(yàn)證了本文定位結(jié)果的可靠性。由于雙差定位方法對(duì)地殼速度模型的依賴性較小，波形互相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)人工拾取震相到時(shí)進(jìn)行了很好的校正，最大限度降低了速度模型不夠精確和震相到時(shí)讀取誤差，因此重新定位結(jié)果的精度顯著提高，平均理論誤差小于10 m。較大地震因記錄臺(tái)站數(shù)多，信息量豐富，初始定位結(jié)果已較準(zhǔn)確，重新定位后震中位置偏移較小。微小地震因臺(tái)站記錄信息較少、波形記錄信噪比較低、人工拾取震相誤差相對(duì)較大等因素，重新定位結(jié)果位置偏移較大。與臺(tái)網(wǎng)定位結(jié)果相比，重定位后地震的叢集性更好，每個(gè)地震叢的長(zhǎng)短軸均明顯縮短，空間展布更加清晰。鳳亭正東的地震簇向北移動(dòng)了5 km，基本由微震組成的天峨地震叢向壩首方向整體偏移約9 km，與水庫(kù)蓄水或斷裂的關(guān)系更加密切。未獲得重定位結(jié)果的地震震級(jí)基本小于ML20，這些地震主要分布在龍灘臺(tái)網(wǎng)監(jiān)測(cè)能力較弱地區(qū)，因臺(tái)站記錄信息較少或鄰居數(shù)較少，在重定位過(guò)程中被舍棄。由于庫(kù)區(qū)上游臺(tái)站偏少，羅妥、八茂和拉浪地震叢的定位殘差相對(duì)較大。若更換更高采樣率的設(shè)備，并在庫(kù)區(qū)上游和周邊加密監(jiān)測(cè)臺(tái)站，龍灘臺(tái)網(wǎng)對(duì)庫(kù)區(qū)的地震監(jiān)控能力和定位精度將得到進(jìn)一步提高。

研究結(jié)果顯示，蓄水后龍灘庫(kù)區(qū)中小地震活動(dòng)顯著增強(qiáng)，主要叢集在水位較深的羅妥、八茂、拉浪、壩首以及布柳河地區(qū)，此外，庫(kù)區(qū)下游的天峨縣城區(qū)也發(fā)生了一定數(shù)量的微震活動(dòng)。地震叢的分布范圍基本不超過(guò)10 km，優(yōu)勢(shì)深度為4～9 km，優(yōu)勢(shì)展布方向與穿過(guò)各地震叢的主要斷裂帶的走向或傾向一致。表明庫(kù)區(qū)地震活動(dòng)基本分布在河流及斷層周?chē)怀^(guò)10 km的范圍內(nèi)，表現(xiàn)出水庫(kù)誘發(fā)地震活動(dòng)典型的“雙十”特征。本文研究結(jié)果及認(rèn)識(shí)可為龍灘水庫(kù)地震活動(dòng)特征量化分析、發(fā)震機(jī)理和預(yù)測(cè)深入研究、庫(kù)區(qū)地震安全性評(píng)價(jià)及續(xù)建工程提供基礎(chǔ)資料和參考。

本文所用波形及震相數(shù)據(jù)來(lái)自廣西地震臺(tái)網(wǎng)中心，圖件采用Matlab、Adobe Photoshop及Adobe Illustrator軟件繪制，江西省地震局呂堅(jiān)高級(jí)工程師和中國(guó)科學(xué)院測(cè)量與地球物理研究所謝祖軍博士為本文提供了波形互相關(guān)計(jì)算程序及悉心指導(dǎo)。作者謹(jǐn)向以上單位和個(gè)人表示衷心感謝。

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