第３９卷第３期 ‘ 成都￣ＩＩＩ ｎ－大学学报（自然科学版） Ｖｏ１．３９ ＮＯ．３ ２Ｏ ｌ ２年６月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＥＮＧＤＵ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ（Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｅｄｉｔｉｏｎ） Ｊｕｎ．２０１２ ［文章编号］１６７１—９７２７（２０１２）０３—０３２８—０８ 用非均匀速度模型对汶川８．０级地震 余震重新定位 黄晓萍 朱介寿 曹家敏 黄玉婷 蒋科植 王 成 江晓涛 杨宜海 （油气藏地质及开发工程国家重点实验室（成都理工大学），成都６１００５９） ［摘要］为了进一步探讨龙门山断裂带深部结构，根据四川省地震局提供的地震原始资料，采 用Ｈｙｐｏ ２０００对汶川大地震以及震后Ｍ≥２．０级余震进行重新定位。从２００８年５月１２日汶 川发生８．０级大地震后，截止到２０１１年４月１５日，获得了２６ ２７８个地震记录。重新定位后对 结果的总结为：（１）主震发生在龙门山推覆构造带断裂中段的北川一映秀断裂上，余震主 要沿龙门山断裂带方向延伸，呈南北分段分布。重新定位后的到时残差为士０．３５ Ｓ，水平误差 为土１．３２ ｋｍ，深度误差为土５ ｋｍ。（２）在主震附近的映秀、理县和黑水有一条北西向的余震 带与龙门山断裂带的捩断层一致。（３）在青川附近（龙门山断裂带的北端），此段成为余震密集 地区，这与历史上此地很少有地震发生不吻合。 ［关键词］Ｈｙｐｏ ２０００；速度模型；地震；余震；深度剖面 ［分类号］Ｐ３１５．６１ ［文献标志码］Ａ ２００８年５月１２日，在青藏高原东缘的松潘 带内的映秀一北川断裂。该地震造成的地表破裂 长达２４０ ｋｍ，并在灌县 江油断裂形成了７２ ｋｍ 的地表破裂。汶川Ｉ地震破裂过程的研究表明：它 是一次以上冲为主，兼右旋走滑的事件ｌ１ 。龙门 甘孜地块与扬子地块交界的龙门山断裂带上发 生了汶川８．０级地震ｌ１］。汶川大地震发生之后， 对龙门山断裂带的构造和地震活动性做了大量的 研究 ］。其中，张培震［２］、徐锡伟 和李勇［＝１Ｉ］ 山断裂带的南端，余震的破裂是以上冲滑动为主， 兼有走向滑动；龙门山断裂带的情况复杂．上 等讨论了汶川地震的地质构造背景；楼海【 、徐朝 繁［６ 研究了汶川地震的深部构造环境；王卫民ｌ＿７ Ｊ 等研究了该地震的震源破裂过程；朱艾斓 ］、黄 冲型、走滑型和正断层交替出现；而北端则以上冲 兼右旋走滑为主。 缓【。 和刘巧霞【 等人用双差法对该地震余震序 列进行重新定位；滕吉文［１ 、雷建设ｌ】 等人研究 了汶川地震岩石圈的精细结构；朱介寿［１ 给出了 震区及其邻域的岩石圈速度结构；王勤彩ｌ１ 、郭 祥云【 ］、张致伟口 等人对汶川地震和余震作了震 源机制解。这些研究结果为理解汶川地震提供了 依据。现在可以确认汶川地震发生在龙门山构造 对龙门山断裂带的地下结构和地震活动的了 解比较粗略。龙门山断裂带东西两侧的结构不 同，从而加大了对该地带发生的地震进行定位的 难度 ”］。汶川Ｉ大地震后，朱艾斓 ］、黄缓 等人 采用双差定位法对主震和余震进行重新定位，对 余震的活动特征及其震源机制进行了大量的研究 和分析。本文采用非均匀地壳速度模型，结合前 第３期 黄晓萍等：用非均匀速度模型对汶川８．０级地震余震重新定位 ・３２９・ 人对汶川地震的研究成果，利用丰富的地震数据 震台网、成都市地震局的台网、紫坪铺水库地震台 网，以及汶川大地震后建立的流动台网、在成都市 资料，对汶川大地震之后近３年时间的余震进行 重新定位研究。 及周边地区的台站的全部资料，重庆、甘肃以及陕 西省的部分台站。这次重新定位所使用的台站一 共１８７个。从图１可以看出，地震观测台网覆盖 １ 地震资料和定位台站分布 本文的定位选用的原始数据是由四川省地震 局提供的，研究选取的区域为２９。～３４。Ｎ，１００。～ 了龙门山断裂带，尤其在主震附近密集了大量的 台站。原始数据中Ｐｇ和ｓｇ震相基本上达到８ １０６。Ｅ。从２００８年５月１２日汶川大地震开始，截 个或以上。 止于２０１１年４月１５日，把地震事件中相差５ Ｓ内 的地震序列都看成同一地震事件；但出现以下情 ２ 非均匀地壳速度模型 况的都被排除掉：（１）原始数据同一地震事件的同 Ｈｙｐｏｉｎｖｅｒｓｅ算法是在Ｇｅｉｇｅｒ法的思想上发 一台站中Ｐ波或Ｓ波到时比发震时刻还早。（２） 展起来的一种单事件绝对定位方法，它处理一个 同一地震事件的同一台站中Ｓ波比Ｐ波先到。 地震的地震台数据文件，得到地震位置和震级。 （３）同一地震事件的同一台站中Ｐ波与Ｓ波的时 每个用户需要输入４个文件：速度模型；台站列 间差太大。本文用Ｈｙｐｏ ２０００进行定位之后的 表；控制文件和震相数据输入文件；按照其相应的 地震目录与四川省地震局用双差方法定位的地震 命令格式在Ｕｎｉｘ计算机上运行Ｈｙｐｏｉｎｖｅｒｓｅ。 目录进行对比，大约９０ 以上的地震目录的发震 本文采用Ｈｙｐｏ ２０００定位方法对汶川Ｉ地震 时刻和震源位置误差在允许范围内，大部分地震 的主震以及余震进行重新定位。不同于以往的地 目录误差在２ Ｓ内。把误差较大的地震序列分开 震定位方法，此速度模型是考虑比较复杂的地下 出来，对原始数据、台站数目以及位置的检查，进 结构状况，可以在震中附近地区设置多达１０个梯 行选优比较，得到最合适的地震参数。与此同时， 度层结构的模型。这样就可以依据地质体的赋存 还综合了成都市地震局和中国地震局所共享的地 位置和范围分别设定不同的地下层参数，特别适 震目录，得到了完整的地震目录。 合于近场定位。Ｈｙｐｏ ２０００定位使用的速度模型 本次定位所用的台站是由四川省地震局的地 分区情况可以用下面的图来解释。 图１重新定位所用的台站 Ｆｉｇ．１ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｉｓｍｉｃ ｓｔａｔｉｏｎｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ｒｅｌｏｃａｔｉｎｇ 图上所示的字母为台站的中文名字的缩写 第３期 黄晓萍等：用非均匀速度模型对汶川８．０级地震余震重新定位 ・３３１・ 龙门山断裂带速度模型由龙门山西侧的１０个梯 度的横向速度模型和龙门山东侧的９个梯度的横 向速度模型组成。两侧之间的地壳上部，松潘一 表１为松潘一甘孜地块和扬子地块在不同深度下 的平均速度；表２是图４中节点号所对应的参数。 通过Ｈｙｐｏ ２０００定位，作者对汶川地震以及 甘孜地块的速度值大于扬子地块的速度值，分别 分成３个速度梯度。西侧速度有５．０～５．４ ｋｍ／ Ｓ，厚度约为４ ｋｍ；５．４～５．８ ｋｍ／ｓ，厚度约为３ ｋｍ；５．８～６．０ ｋｍ／ｓ，厚度约为３ ｋｍ。东侧速度 有４．５～５．０ ｋｍ／ｓ，厚度约为３ ｋｍ；５．０～５．４ 余震进行重新定位，重新获得了汶川地震的震源 参数，发震时刻：２００８年５月１２日１４时２７分 ５７．４秒；震源位置：３１．００６０。Ｎ，１０３．３５７０。Ｅ；震源 深度：１５．４ ｋｍ。最大余震为６．４级，发震时刻： ２００８年５月２５日１６时２１分５１．１秒；震源位置： ｋｍ／ｓ，厚度约为４ ｋｍ；５．４～６．０ ｋｍ／ｓ，厚度约为 ３ ｋｍ。速度梯度的异常反映了龙门山两侧浅部 的复杂性。对比松潘一甘孜地块与扬子地块（四 川Ｉ盆地）的地壳结构，发现二者不仅在厚度上有很 大变化，更重要的是在性质上也有重大差异。在 １０～３０ ｋｍ深度，松潘一甘孜地块平均速度为 ６．１～６．２ ｋｍ／ｓ，而扬子地块可达６．２～６．６ ｋｍ／ ８；在３０～５０ ｋｍ深度，松潘一甘孜地块速度为 ６．５～６．８ ｋｉｎ／Ｓ，扬子地块为６．８～７．９ ｋｍ／ｓ。表 明在同一深度水平，２个块体之间有０．５～１．０ ｋｍ／ｓ的速度差异 。在５０～６０ ｋｍ深度，松潘 甘孜地块平均速度为７．３～７．４ ｋｍ／ｓ，而扬子 地块可达８．１～８．２ ｋｍ／ｓ；在６０～７０ ｋｍ深度，松 潘一甘孜地块速度值为８．３ ｋｍ／ｓ，此时扬子地块 没有速度参数。由此可见，龙门山西侧的地壳厚 度比东侧的地壳厚度要大些。定位使用的分区速 度模型中，鉴于复杂的地质结构，速度模型也参考 了当地的地质特征（图４）。东侧和西侧的差异， 不同深度速度差异明显的问题，比其他的定位的 速度模型都要精细，这就是Ｈｙｐｏ ２０００新特点。 图４龙门山及成都平原速度分区情况 Ｆｉｇ．４ Ｔｈｅ ｐａｒｔｉｔｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ Ｌｏｎｇｍｅｎｓｈａｎ ａｎｄ ｔｈｅ Ｃｈｅｎｇｄｕ ｐｌａｉｎ 圈外把模型１作为默认的速度模型， 虚线框所围区域为本文的研究范围 ３２．５３２５。Ｎ，１０５．２７３３。Ｅ；震源深度：１６．２ ｋｍ。进 行比较筛选补足，共得到２级以及２级以上的地 震事件２６ ２７８次，４～４．９级地震７１２次，５～５．９ 级地震７９次，６～６．９级地震８次。 表１ Ｈｙｐｏ ２０００定位使用的分区速度模型 Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅ ｐａｒｔｉｔｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｍｏｄｅｌ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ Ｈｙｐｏ ２０００ ５ ５ ５ ６ ６ ６ ６ ６ ７ ８ 龙门山西侧速度模型１∞∞∞ ∞加 龙门山东侧速度模型２∞∞∞ ／ｋｍ・ｓ 界面深度／ｋｍ ｖ／ｋｍ・ｓ 界面深度／ｋｍ ＯＯ．ＯＯ ４．５Ｏ ００．ＯＯ ０４．００ ５．ＯＯ Ｏ３．ＯＯ Ｏ７．００ ５．４Ｏ Ｏ７．ＯＯ １０．００ ６．ＯＯ １Ｏ．ＯＯ １５．００ ６．４０ ｌ５．ＯＯ ３０．００ ６．８Ｏ ２５．ＯＯ ４０．００ ７．５Ｏ ４０．ＯＯ ５０．００ ８．ＯＯ ５Ｏ．ＯＯ ６Ｏ．００ ８．３Ｏ ６０．ＯＯ ７０．００ 表２ Ｈｙｐｏ ２０００定位使用的速度分区表 Ｔａｂｌｅ ２ Ｔｈｅ ｐａｒｔｉｔｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｔａｂｌｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ Ｈｙｐｏ ２０００ 节点号区带中心位置 毽 囊耋 １ ３１。３Ｏ ．１０２。４５ ８３ ３５ ２ ３１。００ ．１０２。０６ １４０ ２１ ３ ３２。Ｏ０ ．１０３。３０ ５２ ２３ ４ ３１。Ｏ０ ．１０５。００ １１２ ７ ５ ３０。００ ．１０４。３Ｏ １０１ ３４ ６ ２９。００ ．１０３。１５ ７６ ３ｌ ３ 震中的空间分布 ３．１余震分布整体特征 汶川大地震及其余震空间分布如图５所示。 由图５给出的主震和余震空间分布图显示， 汶川地震主震发生在龙门山断裂带的断裂上 映秀镇附近。起始破裂点或震中位于：ＩＬＪ￣Ｉ一映秀 ・３３４・ 成都理工大学学报（自然科学版） 第３９卷 的空间分布是一致的。余震大量集中在２～２０ ｋｍ，主要在后山断裂和断裂之间。 作为今后对龙门山断裂带北端的研究重点。 ［ 参 考 文 献 ］ ［１］朱介寿．汶川地震的岩石圈深部结构与动力学背景 Ｉ－Ｊ］．成都理工大学学报：自然科学版，２００８，３５（４）： ３４８—３５６． ｃ～ｃ’段位于龙门山断裂带的北端，余震主 要分布在青川一平武断裂和断裂上。在青川 附近，余震带开始偏离断裂带转向陕西略阳 附近，剖面范围最北端余震已经偏离后山断裂带， 发展趋势很复杂。由此来推断是否在青ＪＩＩ一平武 间有一个隐伏断层，这还要作进一步的研究。根 Ｅｅ３张培震，徐锡伟，闻学泽，等．２００８年汶川８．０级地震 发震断裂的滑动速率、复发周期和构造成因［Ｊ］．地球 据罗燕ｌ２ 等对龙门山断裂带青川附近的余震分 析，龙门山断裂带北端没有地表破裂，而且强余震 是一次浅源地震。从对汶川大地震前３Ｏ多年的 地震分布进行分析，发现在龙门山断裂带北端很 少有地震发生；然而在汶川Ｉ大地震之后此段成为 余震密集地区。值得思考的是，此段是否有新的 断层产生以及应力在浅部积累？这可以作为今后 对龙门山断裂带北端的研究重点。此剖面震源机 制处于以上冲兼右旋走滑为主。余震带的倾角近 直立，余震分布结合地表地震破裂带的产状，推断 出龙门山断裂在地壳上部倾角很陡，地表观测的 错动多数为５０。～８Ｏ。的高角度，到１５～２０ ｋｍ深 度以下才变缓，在几何结构上呈“犁形”或“铲 形”ｌ２ｊ。图６的Ｃ～Ｃ’深度剖面具有陡倾的花状 破裂结构，呈新生性特征 『。 ４结果与讨论 ａ．重新定位主震发生在龙门山推覆构造带中 央断裂中段的北川一映秀断裂上，余震主要沿龙 门山断裂带方向延伸，与龙门山断裂带的走向是 一致的，呈南北分段分布。重新定位后的到时残 差为±０．３５ ｓ，水平误差为±１．３２ ｋｍ，深度误差 为±５ ｋｍ。对余震空间分布和震源机制解的研 究中，龙门山断裂带南端以逆倾滑动为主，兼有 走向滑动；龙门山断裂带以上冲型、走滑型和 正断层交替出现；龙门山断裂带北端以上冲兼右 旋走滑为主。 ｂ．在主震附近的映秀、理县和黑水有一条北 西向的余震带与龙门山断裂带的捩断层一致。 Ｃ．在龙门山断裂带的北端，以右旋走滑为主 参与了北段的余震发生过程。从对汶川大地震前 ３０多年的地震分布进行分析，发现在龙门山断裂 带北端很少有地震发生；然而在汶川大地震之后 此段成为余震密集地区。值得思考的是，此段是 否有新的断层产生以及应力在浅部积累？这可以 物理学报，２００８，５１（４）：１０６６—１０７３． ［３］徐锡伟，闻学泽，叶建青，等．汶川Ｍｓ８．０地震地表破 裂带及其发震构造［Ｊ］．地震地质，２００８，３０（３）：５９８— ６２９． ［４］李勇，黄润秋，周荣军，等．龙门山地震带的地质背景 与汶川地震的地表破裂［Ｊ］．工程地质学报，２００９，１ ７ （１）：３—１８． ［５］楼海，王椿镛，吕智勇，等．２００８年汶川Ｍｓ８．０级地震 的深部构造环境——远震Ｐ波接收函数和布格重力 异常的联合解释．中国科学：Ｄ辑，２００８，３８（１０）：１ ２０７ ｌ２２Ｏ． ［６］徐朝繁，潘纪顺，王夫运，等．龙门山及其邻近地区深 部地球物理探测ＥＪ］．大地测量与地球动力学，２００８， ２８（６）：３１—３７． ［７］王卫民，赵连锋，李娟，等．四川Ｉ汶川Ｉ ８．０级地震震源 过程ＥＪ］．地球物理学报，２００８，５１（５）：１４ｏ３—１４１ｏ． ［８］朱艾斓，徐锡伟，桂苓，等．汶川Ｍｓ８．０地震部分余 震重新定位及地震结构初步分析［Ｊ］．地震地质， ２００８，３０（３）：７５９—７６７． Ｅ９］黄缓，吴建平，张天中，等．汶川８．０级大地震及其余 震序列重定位研究［Ｊ］．中国科学：Ｄ辑，２００８，３８ （１０）：１２４２—１ ２４９． 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ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｂｅｉｃｈｕａｎ—Ｙｉｎｇｘｉｕ ｆａｕｌｔ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｄｄｌｅ ｓｅｃｔｏｒ ｏｆ ｔｈｅ ｃｅｎｔｒａｌ ｆａｕｌｔ ｏｆ Ｌｏｎｇｍｅｎｓｈａｎ ｎａｐｐｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｂｅｌｔ ａｎｄ ｔｈｅ ａｆｔｅｒｓｈｏｃｋｓ ｅｘｔｅｎｄｅｄ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｚｏｎｅ，ｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇ ａ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｎｏｒｔｈ ａｎｄ ｓｏｕｔｈ ｓｅｇｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｅｒｒｏｒ ａｆｔｅｒ ｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ ｉｓ±０．３５ ｓ，ｔｈｅ １ｅｖｅｌ ｏｆ ｅｒｒｏｒ ｉｓ±１．３２ ｋｍ，ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｐｔｈ ｅｒｒｏｒ ｉｓ±５ ｋｍ．（２）Ｔｈｅｒｅ ｉ８ ａ ｎｏｒｔｈ——ｗｅｓｔ ａｆｔｅｒｓｈｏｃｋｓ ｂｅｌｔ ａｌｏｎｇ Ｙｉｎｇｘｉｕ——Ｌｉｘｉａｎ——Ｈｅｉｓｈｕｉ ｎｅａｒ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｓｈｏｃｋ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ｌｏｎｇｍｅｎｓｈａｎ ｔｅａｒ ｆａｕｌｔ．（３）Ｔｈｅ ｖｉｃｉｎｉｔｙ ｏｆ Ｑｉｎｇｃｈｕａｎ（ｔｈｅ ｎｏｒｔｈ ｅｎｄ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｏｎｇｍｅｎｓｈａｎ ｆａｕｌｔ ｚｏｎｅ）ｂｅｃｏｍｅｓ ｔｈｅ ａｆｔｅｒｓｈｏｃｋｓ ｄｅｎｓｅ ａｒｅａｓ，ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｎｏｔ ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｆａｃｔ ｔｈａｔ ｆｅｗ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｒｅｇｉｏｎ ｉｎ ｈｉｓｔｏｒｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｈｙｐｏ ２０００；ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｍｏｄｅｌ；Ｗｅｎｃｈｕａｎ Ｍｓ ８．０ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ；ａｆｔｅｒｓｈｏｃｋ；ｄｅｐｔｈ ｓｅｃｔｉｏｎ
