本文通过地震检测及重定位得到了更长时间尺度且更加精确的地震目录,并利用波形资料反演获得较大地震的震源机制解等参数,重定位后震区内绝大部分地震事件主要沿两条不同走向的地震条带分布:一条走向为NNW向,与附近的盐津—筠连断裂走向一致(A区); 另一条走向为近SN向,处在盐津—筠连断裂与华蓥山断裂的交会区域(B区)。研究时段内A区共发生5次ML≥3.0地震(最大震级为ML3.9),其中3次ML≥3.5地震震源机制解反演结果表明这些地震均为左旋走滑地震; B区内最大地震震级为ML5.2(最大余震为ML2.5),其震源机制解反演结果表明该地震为逆冲型地震。需要指出的是A区内3次ML≥3.5地震的震源机制解反演结果又略有差异:ML3.5地震(202009291340)与ML3.5地震(202010211446)走向相差180°,ML3.9地震(202009300249)与ML3.5地震(202010211446)走向相差20°(表2),分析其原因一方面可能是这些地震震级较小且发震断层倾角陡直(约80°),导致CAP方法反演误差存在断层走向相差180°(即断层倾向相反)或约20°的差异,另一方面是该地区可能确实存在较为复杂的断层构造系统,2021年漾濞地震序列也有类似的断层参数差异现象(姜金钟等,2021)。综合地震活动空间分布特征及震源机制解,依据地震序列类型判定标准(蒋海昆等,2015,2023)可以确定,盐津地区自2019年7月至2022年2月发生了2种不同类型的地震序列,即A区地震事件所构成的最大震级为ML3.9的“震群型”地震序列,B区地震事件所构成的最大震级为ML5.2的“孤立型”地震序列,地震序列类型与张演等(2024)的研究结果一致。
图8 2019年7月—2022年2月M&L检测后的地震目录在双差重定位前(a)、后(b)的震中分布及地震事件沿AA'(c)和BB'(d)剖面的震源深度分布
Fig.8 Distribution of the epicenters of the earthquakes from July 2019 to February 2022 before(a)and after(b)DD relocation of the earthquake catalog through M&L detection,and the earthquakes' hypocenters along profile AA'(c)and BB'(d)
利用sPn与Pn震相到时差测定盐津ML5.2地震初始破裂深度,其误差主要来源于震相到时拾取误差和一维速度模型与地下真实速度结构的差异。孙茁等(2014)通过对比人工拾取与采用波形互相关方法拾取Pn震相到时发现人工拾取震相的平均误差约为0.12 s,对应的深度误差约为0.3 km。本文对盐津地区的速度模型添加±5%的误差,利用sPn与Pn震相到时差计算得到的震源深度将会产生约0.65 km的误差(图6b)。综合震相拾取误差与速度模型差异,本文认为利用sPn与Pn震相到时差测定盐津ML5.2地震初始破裂深度误差小于1 km。同时,利用CAP方法反演得到ML5.2地震的矩心深度为7 km,而利用sPn深度震相测定的初始破裂深度为8.4 km,即使考虑基于sPn震相的测定误差,两种方法测定的震源深度也存在一定差异,据此可以推断盐津ML5.2地震可能存在沿断层面自下而上的破裂过程。
大地震通常发生在大型断裂带上且破裂长度及延伸范围较大,余震分布往往呈现出明显的条带状特征,所以比较容易识别其发震断层面(张勇等,2014),但对于发生在次级断裂或盲断层上的中小地震,由于其发震断层容易受区域构造环境的影响,当震源附近的构造背景较为复杂时,很难准确识别出发震断层。此次盐津地震并未产生地表破裂且震区内断裂发育,因此关于盐津地震序列的发震构造需要结合震源机制解、震源深度、地震重定位和区域地质构造等研究结果综合讨论。
对于盐津ML5.2“孤立型”地震序列,余震重定位空间展布显示该地震序列优势分布走向近SN向,倾角相对较缓(约50°),倾向为E向,且震源机制解反演结果与余震重定位空间分布特征相吻合(图8d)。因此,本文认为该序列发震断层为走向近SN向的逆冲型断层。重定位后的震中位置显示,盐津ML5.2“孤立型”地震序列处在华蓥山断裂和盐津—筠连断裂交会形成的楔形区,与华蓥山断裂的走向呈约45°角度斜交。国内外许多震例也具有类似特征,如2014年云南景谷MS6.6地震的余震主要呈NW向分布,与NS向的永平盆地东缘断裂呈约45°斜交(李丹宁等,2017; 毛泽斌等,2019)。毛泽斌等(2019)认为景谷MS6.6地震是在区域构造应力的作用下由处在楔形区的NS向和NE向断裂共同作用孕育产生的新破裂,岩石力学实验(杜异军,马瑾,1986; 马瑾等,2002)也证实此类构造部位是易于积累应力的区域。综上分析,本文初步推测认为盐津ML5.2“孤立型”地震序列发震断层可能为NE向的华蓥山断裂与近EW向的盐津—筠连断裂共同作用产生的一条走向近SN向、倾角约为50°的逆冲型隐伏断裂。
对于最大震级为ML3.9的“震群型”地震序列,余震重定位空间展布显示该序列的优势走向为NNW向,与盐津—筠连断裂西段弧形构造走向基本一致,呈高倾角形态(约80°)。震源机制解反演结果表明,该序列中ML≥3.5地震均为走滑型地震,断层面解均存在一个节面走向为NNW向、倾角70°~80°,这也与该地震序列空间分布特征相吻合(图8c)。综合地震重定位和震源机制解结果,本文认为该序列的发震断层为NNW走向的高倾角左旋走滑型断层。结合震区现有断裂构造资料,推测其北东侧的盐津—筠连断裂最有可能为此次ML3.9 “震群型”地震序列的发震断层。
需要指出的是,由于地震台站分布不均匀和连续波形记录质量较差等原因,本文获得的地震事件数量和用于重定位的地震数据较少,因此发震断层的几何形态(尤其是B区断层的倾角)较差,后续随着观测数据的积累,我们将参考万永革等(2023)对多个发震断层的地震事件模糊聚类分析方法,进一步聚类两条断裂对应的地震事件,并通过小地震位置拟合断层面形状(万永革,2008),同时收集断裂带附近及震区周边中强地震的震源机制解并反演该区域的构造应力场,为研究盐津地区的断裂活动特性和动力学问题提供依据。