中国地震  2022, Vol. 38 Issue (2): 360-369
2022年6月1日四川芦山6.1级地震应急产品及震源参数初步分析
梁皓, 戴丹青, 杨志高, 席楠, 邓文泽, 孙丽     
中国地震台网中心, 北京 100045
摘要:北京时间2022年6月1日17时0分四川雅安市芦山县(30.37°N, 102.94°E)发生6.1级地震, 中国地震台网中心于震后3min发布自动速报结果、震后9min发布正式速报结果, 同时联合多家单位启动地震应急产品产出工作, 共产出震源参数、历史地震、地震构造、震源机制、余震精定位、推测烈度和震源破裂过程等9类应急产品。结果显示, 本次地震发生在龙门山断裂带, 位于青藏高原巴颜喀拉地块、岷山构造带、川滇构造带的交汇处; 震源机制解表明该地震为一次逆冲型事件; 余震精定位结果显示余震展布呈近NE向, 与震中区域断裂走向基本一致; 烈度速报推测极震区烈度达Ⅸ度, 区域面积约2km2, Ⅷ度及以上区域总面积约197km2, 涉及四镇一乡。
关键词芦山地震    地震速报    震源机制    地震烈度    破裂过程    
Preliminary Analysis of Emergency Production and Source Parameters of the M6.1 Earthquake on June 01, 2022 in Lushan, Sichuan Province
Liang Hao, Dai Danqing, Yang Zhigao, Xi Nan, Deng Wenze, Sun Li     
China Earthquake Networks Center, Beijing 100045, China
Abstract: At 17:00 on June 1, 2022, Beijing time, an earthquake of magnitude 6.1 occurred in Lushan county(30.37°N, 102.94°E), Sichuan Province. The China Earthquake Early Warning Network released the first early warning results in 5.7 seconds after the earthquake, and the automatic quick report results in 3 minutes after the earthquake. The official quick report was released by China Earthquake Network Center in 9 minutes after the earthquake. The overall emergency production accompanied with other institutes includes 9 types of data such as source parameters, historical earthquakes, seismic structures, focal mechanism, aftershock location, and estimated intensity. The results show that the earthquake occurred in the Longmenshan fault zone, at the intersection of many tectonic units, such as the Bayan Har block of the Qinghai-Tibet plateau, the Sichuan-Yunnan block, the Minshan structural belt, and the Sichuan-Yunnan structural belt. The focal mechanism solution indicates that the earthquake is from a thrusting event, and the precise location of aftershocks shows that the aftershocks are distributed in a near-NE direction, which is basically consistent with the fault trend in the epicenter area. Intensity Rapid Report speculates that the intensity of the extreme earthquake area reaches Ⅸ degree with a total area of about 2km2, and the total area of Ⅷ degree and above is about 197km2, which is from five towns involved.
Key words: The Lushan earthquake     Seismic quick report     Focal mechanism     Seismic intensity     Rupture process    
0 引言

据中国地震台网正式测定,北京时间2022年6月1日17时0分四川雅安市芦山县(30.37°N,102.94°E)发生6.1级地震,震源深度17km 。此次地震震中距雅安市约40km,距成都市110km,全县平均海拔在2000m以上。地震震中附近人口较为稀疏,但震中20km范围内约有7万人,50km范围内约有117万人,人口较为稠密。截至2022年6月3日凌晨5时,地震共造成4人死亡,42人受伤,受灾总人口约14427人,其中死亡人口均位于宝兴县,地震也使当地部分房屋和交通线路等受到不同程度的损毁。

http://www.cenc.ac.cn/cenc/dzxx/399316/index.html.

本次地震发生在青藏高原东缘,位于青藏高原巴颜喀拉地块、岷山构造带、川滇构造带的交汇处(图 1)。由于青藏高原对东侧四川盆地刚性块体的挤压,两块体边界形成了龙门山构造带,该构造带地质活动活跃,历史上曾多次发生破坏性地震,如2008年汶川8.0级地震以及2013年芦山7.0级地震(邓起东,2007张培震等,2009王阳等,2019)。

图 1 区域地震构造图(中国地震局地质研究所吴熙彦提供)
1 地震参数速报

本次地震发生在预警示范区内,中国地震预警网在震后5.7s产出首报地震预警结果,预警震级4.7级,位置偏差2.4km,共7个台站参与计算(图 2),最早触发台站为TL002,触发用时2.5s,震中距2.4km。震后7.6s系统产出第二报地震预警结果,预警震级5.1级;8.9s产出第三报预警结果,预警震级5.4级;10.9s产出第四报预警结果,预警震级5.7级;15.4s产出最终报,预警震级达到6.1级。中国地震台网中心于震后3min发布自动速报结果,震中位于四川省雅安市芦山县(30.40°N,102.99°E),震级为5.9级;17时09分发布正式速报结果,震中位于四川省雅安市芦山县(30.37°N,102.94°E),震级为6.1级,震源深度17km。

图 2 四川芦山6.1级地震预警台站分布
2 应急产品产出

地震监测台网应急产品产出服务最早可追溯到2008年(邹立晔等,2019),截至2022年6月,中国地震台网中心已产出国内外大震应急产品500余次。随着对应急产品时效性与准确性的要求逐步提高,中国地震台网中心已完成了震后各类应急产品和图集工作的自动化(戴丹青等,2021邓文泽等,2021支明等,2022)。其中,图集中的丰富产品包含地震参数、区域构造信息、区域台网分布、历史地震分布、区域台站分布、震源机制、地震烈度等。《2022年6月1日四川芦山6.1级地震应急数据产品综合图集》由中国地震台网中心联合中国地震局地质研究所、中国地震局地球物理研究所、应急管理部国家自然灾害防治研究院和中国地震局地震预测研究所共同产出,该图集于震后20min自动生成第一版,随后不断更新,并于6月2日9时更新为最终版本。各类应急产品为震后趋势判定、应急救援工作以及相关研究提供了第一手数据资料。

2.1 历史地震分布

四川芦山6.1级地震为一次发生在青藏高原东缘的逆冲型地震事件,根据1970年以来的历史地震统计,震中附近50km范围内发生过7次5.0级以上地震,其中最大的地震为2013年4月20日芦山7.0级地震,震中附近100km范围内发生过8.0级以上地震1次,为2008年5月12日汶川8.0级地震,该地震距离此次芦山6.1级地震震中约82km(图 3)。

图 3 四川芦山6.1级地震震中周边历史地震分布
2.2 震源机制解

目前,中国地震台网中心运行CAP方法(Zhu et al,2002)和W-phase(Kanamori et al,2008)矩张量自动反演方法两套系统。本次地震2种方法反演结果基本一致,结果均显示为一次逆冲型事件,矩震级MW5.8,矩心深度19km,断层节面Ⅰ走向227°,倾角64°,滑动角107°;断层节面Ⅱ走向13°,倾角31°,滑动角60°。我们收集了中国地震局及部分国际科研机构关于本次地震的震源机制解反演结果,各机构给出的震源机制解结果基本一致(表 1)。其中,各节面的走向之间差异较小,大约在10°左右,滑动角差异约在10°~20°之间,倾角差异较大;除德国波茨坦地学中心(GFZ)外,矩心深度大多在19km左右。这些差异主要是由于各机构使用的数据资料与方法并不完全相同,且发震地区东西两侧结构差异较大,利用一维模型进行远场数据反演会受到不同程度的影响。全球矩心矩张量数据中心(GCMT)给出的历史5级以上地震的震源机制解结果显示,该区域地震事件的震源机制类型以逆冲型和走滑型为主(图 4),在震中小范围内以逆冲型为主,此次地震的震源机制类型与该区域历史地震一致。

表 1 四川芦山6.1级地震震源机制解的各机构产出结果

图 4 GCMT历史震源机制解分布(据Dziewonski等(1981)Ekström等(2012))
2.3 余震精定位

截至2022年6月2日7时26分,四川芦山6.1级地震序列共记录到余震261个,其中最大余震为2022年6月1日17时3分的5.2级地震(图 5)。余震主要集中在主震西北侧20km范围内,余震主要沿NNE向展布,AA′剖面显示余震震源深度集中在11~19km,BB′剖面显示断层向NW方向倾斜,倾角约为50°,与区域震源机制反演结果(表 1)较一致。与2013年芦山7.0级地震相比,此次地震余震的展布有较大不同。重定位结果显示,2013年芦山7.0地震余震主要以NNE向分布于双石-大川断裂两侧,余震沿断层剖面分布显示发震断层向SE方向倾斜(Fang et al,2013Sun et al,2016),而本次地震余震沿断层面分布则显示向NW方向倾斜(图 5)。尽管2次地震相距不到10km,但是发生在不同的断层上,由此可见该区域断层构造复杂。

图 5 四川芦山6.1级地震余震分布(中国地震局地球物理研究所房立华提供)
2.4 震源破裂过程

中国地震台网中心利用迭代反褶积和叠加IDS(Iterative Deconvolution and Stacking)方法(郑绪君等,2018Zhang et al,2014),使用14个近场强震动台站的三分量加速度数据反演了本次地震的破裂过程,得到的矩震级为MW5.9,整个地震能量释放较为集中,整个过程持续约8s(图 6)。破裂过程以起始点为中心向四周传播,地震破裂方向不明显,沿走向两侧均有破裂,破裂长度约10km。地震从起始破裂点沿断层面向浅部破裂,破裂主要集中在10~20km,未破裂至地表。断层的主要破裂长度和深度与余震精定位结果(图 5)一致,也与2013年芦山7.0级地震破裂主要深度(Hao et al,2013)一致,说明该区域上地壳波速较低,同时存在较强的各向异性(Liu et al,2015),不利于地震的破裂。

图 6 四川芦山6.1级地震破裂过程
2.5 地震动强度分布

中国地震台网中心烈度速报系统实时接收台站波形记录并进行数据处理,计算台站地震动参数,利用实测地震仪器烈度,结合震源参数与区域构造,快速判断地震破裂断层方向和破裂分布,并对衰减关系进行修正,评估地震烈度分布,产出地震烈度速报结果。在本次芦山6.1级地震中,烈度速报系统在震后5min产出仪器地震烈度图(图 7),并在震后2h内持续更新,综合余震分布、震源机制等结果对推测地震烈度进行修正(图 8)。本次地震推测烈度最高达Ⅸ度,涉及太平镇部分区域,区域面积约2km2;Ⅷ度区域面积约197km2,涉及双石镇、太平镇、灵关镇、大川镇、宝盛乡,共计四镇一乡。

图 7 仪器地震烈度图

图 8 推测地震烈度图

地震发生后2h内,中国地震台网中心收集强震动数据与烈度计数据共计793组,距震中50km范围内有41个台站,其中震中距最近的台站为雅安市芦山县的烈度计台站T2601,震中距6.8km。本次地震仪器烈度达到8.0及以上的台站共3个,仪器烈度最高的台站为太平镇的烈度计台站T2601,震中距6.8km,仪器烈度达到8.8。根据GB50011—2010《建筑抗震设计规范》的要求(中华人民共和国住房和城乡建设部等,2010),宝兴县抗震设防烈度为Ⅷ度,设计基本地震加速度值为0.2g,芦山县抗震设防烈度为Ⅶ度,设计基本地震加速度值为0.15g。结合快速收集到的地震数据,震中附近的烈度计台站C0028记录到的峰值加速度(图 9)分别为NS向3.13m/s2,EW向7.38m/s2,UD向3.77m/s2,仪器烈度达到8.8,高于芦山县建筑抗震设计阈值,因此本次地震有可能造成震中附近房屋损毁。

图 9 烈度计台站T2601三分量加速度
3 结论

2022年6月1日四川芦山6.1级地震发生后,中国地震台网中心快速、准确地完成了主震和余震的参数测定,并联合多家单位完成震后应急产品产出,及时对各类地震数据进行加工和整理,共计获得9类数据产品并汇集编制图集,为震后应急救援、震情分析等工作提供资料和参考。

综合各类应急产品,并结合区域地震构造、震源机制解等结果,判断本次地震为一次逆冲型地震事件,破裂方向为NE-SW向(21°/51°/70°)。余震展布EW、SN两方向尺度接近,与震源破裂过程结果一致,显示该地震无明显的破裂方向,沿走向两侧均有破裂。余震显示断层向NW方向倾斜,倾角约50°,与震源机制结果吻合较好。震源破裂过程显示地震沿震中向两侧各破裂约5km,未破裂至地表,主要破裂集中在10~20km深度,与余震分布较一致。烈度速报结果显示,此次地震极震区推测烈度达Ⅸ度,区域面积约2km2,Ⅷ度及以上区域涉及四镇一乡,总面积约197km2。根据烈度计台站数据记录,多个台站峰值加速度高于该区域抗震设防标准,表明此次地震有较大可能造成震中附近房屋损坏、道路破坏,此外由于该地区人口密度较高,极有可能造成人员伤亡。

致谢: 中国地震台网中心预警速报部应急产品产出服务工作组提供了丰富的数据产品,中国地震局地质研究所、中国地震局地球物理研究所、应急管理部国家自然灾害防治研究院和中国地震局地震预测研究所提供了丰富的图件和应急资料,审稿专家提出了宝贵的修改意见,在此一并表示感谢。
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