Relocation and source characteristics of the 2019 Changning MS6.0 earthquake sequence
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摘要: 采用双差定位方法对2019年1月1日至2019年10月20日期间四川区域台网记录到的地震进行重定位，得到7 030个重定位事件，并获得了四川长宁MS6.0地震序列较准确的空间分布，并据此计算了震后长宁震源区的平均b值，分析了地震序列的活动性；利用近震全波形拟合方法获得了主震及4次MS≥5.0地震的震源机制解和矩心深度，初步分析了本次地震序列的发震构造，获得如下主要结果：① 四川长宁余震序列呈NW−SE向分布，余震深度分布整体呈现出西深东浅的趋势，且西部地区地震的频度远远高于东部地区；② b值空间分布显示，震后长宁地区呈现出明显的挤压构造环境；③ 主震和4次震级较大余震的矩心深度均较浅，尽管均为逆冲型为主的地震事件，但破裂面走向有所差异；④ 推测主震及中强余震是长宁背斜地区既有断裂或者同震过程中所产生的新生断层长期受到外力挤压而错断所致。Abstract: The double difference earthquake location algorithm is used to relocate the earthquakes occurred in Changning area of Sichuan Province, which recorded by Sichuan regional network from January 1, 2019 to October 20, 2019, 7030 relocation events were obtained, and showing the clearer spatial distribution of Changning MS6.0 earthquake sequence. The average b-value of Changning focal area is calculated with relocated aftershocks catalog, and the seismicity of the earthquake sequence is analyzed. The focal mechanism solutions and centriod depth of the Changning main shock and 4 aftershocks with MS≥5.0 have been inverted with the local full-waveform inversion method, and the seismotectonics of this earthquake sequence was analyzed preliminarily. The main conclusions are as follow: ① The Sichuan Changning aftershocks distribute in a NW−SE trending, and the aftershocks show a trending of deep in the West and shallow in the East, and the frequency of earthquakes in the western part is much higher than that in the eastern part; ② The spatial distribution of b-value shows obvious compression tectonic environment in the Changning area after the occurrence of the earthquake; ③ The main shock and 4 moderate aftershocks occurred at unusual shallow centroid depths, and their focal plane solutions suggest that earthquakes occurred on thrust faults with slightly different strike; ④ It is speculated that the MS6.0 main shock and moderate aftershocks occurred on the preexisting faults, which subjected from a long-term compression force and the earthquake happened when the stress beyond the elastic limit, or the aftershocks generated on the newly generated faults created by mainshock coseismic rupture in Changning anticline area.
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Keywords:
- Changning earthquake /
- earthquake relocation /
- b-value /
- focal mechanism solution /
- seismo-tectonics
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引言
据中国地震台网中心（China Earthquake Networks Center，缩写为CENC）正式测定，北京时间2019年6月17日22时55分四川省宜宾市长宁县（28.34°N，104.90°E）发生了一次MS6.0地震，震源深度为16 km。虽然这只是一次中等强度的地震，但是它仍然给长宁县及其周边地区造成了较为严重的人员伤亡和财产损失。截至6月23日16时，四川长宁地震已造成30万人受灾，13人死亡，200多人受伤（易桂喜等，2019）。在主震发生后的数日内，该地区又发生4次MS≥5.0中强震：主震发生当日23时36分发生MS5.1地震，次日7时34分发生MS5.3地震，22日22时29分发生MS5.4地震，7月4日10时17分发生MS5.6地震，相应的震源深度分别为16 km，17 km，10 km和8 km （图1，表1）。尽管四川长宁地震的震级为中等规模，但地震活动仍在持续。截至2019年8月20日8时共记录到M≥2.0余震273次，其中M5.0—5.9地震4次，M4.0—4.9地震8次，M3.0—3.9地震62次，M2.0—2.9地震199次。
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图 1 研究区域构造背景及本研究涉及的台站和地震分布（a） 区域构造背景和双差地震重定位及震源机制反演所用台站分布；（b） 长宁MS6.0地震主余震序列分布及兴文MS5.7地震和珙县MS5.3地震位置Figure 1. Regional tectonic setting，seismic stations involved in this study and the distribution of earthquakes（a） Regional tectonic setting and stations for double difference earthquake relocation and focal mechanism inversion； （b） The main shock and aftershock sequence of Changning MS6.0 earthquake and epicenters of Xingwen MS5.7 and Gongxian MS5.3 earthquakes表 1 四川长宁MS6.0地震主余震序列中MS≥5.0地震的基本参数Table 1. The basic earthquake parameters of MS≥5.0 earthquakes for Changning MS6.0 earthquake sequence序号 发震时刻 北纬/° 东经/° 深度/km MS 年－月－日 时:分:秒 1 2019-06-17 22:55:43.2 28.34 104.90 16 6.0 2 2019-06-17 23:36:01.4 28.43 104.77 16 5.1 3 2019-06-18 07:34:33.7 28.37 104.89 17 5.3 4 2019-06-22 22:29:56.2 28.43 104.77 10 5.4 5 2019-07-04 10:17:58.6 28.41 104.74 8 5.6 四川长宁MS6.0地震的震源区位于川滇块体东侧，属南北地震带东南端。近些年来，该地区发生了多次影响较大的地震，例如2008年龙门山断裂带发生的汶川MS8.0地震和2013年芦山MS7.0地震以及2014年昭通—鲁甸断裂带发生的鲁甸MS6.5地震等（图1）。
中国地震局地质研究所给出的此次长宁MS6.0地震的发震断层为北西向隐伏断层。从区域上看，长宁地震序列发生在长宁背斜上，该背斜东西长为100 km，南北宽为20 km，为不对称的复式大背斜，其主体构造的轴部走向为北西西—南东东，总体呈现东宽西窄的形态，主轴东段走向为北西—南东向，西段走向为近东西向。背斜内次级褶皱和断裂发育，以小断裂为主，且多为高角度压性逆冲断层。该背斜有近东西向、南北向、北东向、北西向等不同方向的构造遗迹（阮祥等，2008；王适择等，2013）。自2018年12月以来，震源区域地震极其活跃，曾发生2018年12月16日兴文MS5.7走滑型地震和2019年1月3日珙县MS5.3逆冲型地震（图1b），这两次地震震中相距约9 km。
四川长宁MS6.0地震是近年来四川盆地边缘发生的震级最大的地震，对其发震构造的深入研究有助于认识四川盆地边缘地震的发震机理及该区地震的活动特征。先前相关研究成果（Scholz，1968；Schorlemmer et al，2005；张广伟，2016；梁姗姗等，2017，2018；Goebel et al，2017；韩佳东等，2019；徐志国等，2019）已阐释余震序列空间分布特征、震源机制解及b值空间分布，这些数据有助于衡量一个地区的地震活动水平，为理解发震断层破裂延展范围及震源区的应力状态提供有效约束。
本文首先充分收集了2019年1月1日至2019年10月20日之间的四川区域台网的震相数据，并拟通过双差定位方法（double-difference hypocenter location，缩写为 HypoDD）（ Waldhauser，Ellsworth，2000）获得四川长宁MS6.0地震序列精定位结果和时空分布特征，计算该区最小完整震级；其次，拟用重新定位的地震目录计算震源区的b值，并分析b值空间分布与长宁地震序列活动的关系；最后，基于四川、贵州、云南和重庆区域地震台网记录到的宽频带波形数据，拟采用近震全波形拟合方法（Sokos，Zahradnik，2008）反演主震及4次MS≥5.0强余震的震源机制，探讨此次地震的发震机理及其区域构造意义。
1. 资料与方法
1.1 资料使用
本研究使用了2019年1月1日至2019年10月20日四川区域台网观测报告的震相到时资料，获得了震中距在200 km以内且至少被4个以上台站所记录的8 310个事件。为了减小因震相可能的误判及到时拾取的误差对结果产生的影响，在地震重定位前，采用Lei等（2017）的速度模型计算震相理论走时，选用绝对走时残差为±2 s以内的震相走时数据，其中P波66 871条，S波64 572条（图2a）。根据所选用的震相资料，本文共有37个台站参与地震重定位，除中国地震台网所属的固定台站外，还包括18个宜宾市、县地方台及震后四川省地震局所架设的2个流动台站。
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图 2 本研究所用观测走时资料和速度模型（a） 本研究所使用的P波和S波观测走时曲线图；（b） 地震重定位和震源机制反演采用的一维速度模型Figure 2. The observed travel time data and velocity model for this study（a） The observed travel time curves for P wave and S wave；（b） The 1D velocity model for earthquake relocation and focal mechanism inversion1.2 地震精定位方法
本研究采用双差定位法（Waldhauser，Ellsworth，2000）对2019年以来长宁地震序列进行重新定位。该方法是利用台站相对走时残差来修定地震初始位置，其要求事件对之间的距离远小于事件到台站的距离，这意味着两个事件传播到台站的射线路径几乎相同，因此该方法能够有效降低速度模型不准确性对定位结果的影响。地震重定位中将事件对之间的最大距离设为4 km。
1.3 b值确定方法
地震目录的完整性影响b值计算的稳定性。计算b值前需对余震序列目录进行完整性分析。本文采用最大曲率法对重定位后长宁MS6.0地震主余震序列目录的完整性进行了检验测试，得到该时间段最小完整震级Mc为ML1.0。随后，采用ZMAP程序包（Wiemer，2001）中的最大似然法（Aki，1965；Shi，Bolt，1982；Marzocchi，Sandri，2009）计算b值。
1.4 震源机制反演方法
本文采用近震全波形拟合方法反演长宁MS6.0地震和4次MS≥5.0余震的震源机制解。该方法可基于单一点源或多点源模型，通过网格搜索反演得到地震的最小二乘最佳机制解（Sokos，Zahradnik，2008）。为了获得可信的震源机制解，本文选取了高信噪比、记录完整且台站方位角覆盖良好的13个宽频带数字台站的三分量波形资料。在反演之前，首先对原始波形作预处理，去除仪器响应、去倾斜以及去平均值等。
反演过程中，采用中国地震台网中心测定的地震基本参数，以震中位置为起始点，震源深度搜索范围为1—10 km，深度步长为1 km；矩心时间偏移的搜索范围设为发震时刻前后4 s，时间步长为0.1 s，基于单一点源模型在时间和空间范围搜索震源机制最优解。滤波频带上限频率主要受震中距、地震大小和地壳速度结构模型的影响，下限频率则应尽可能低，以降低背景噪声干扰。根据震级大小和震中距范围的不同，选取不同滤波频带对波形记录进行二阶巴特沃斯（Butterworth）带通滤波。地震定位和震源机制反演所使用的一维速度模型基于Lei等（2017）模型，并参考张广伟等（2014）的结果综合给出（图2b）。反演中采用离散波数法（Kennett，Kerry，1979；Bouchon，1981）计算得到格林函数，采样频率为0.2 Hz。
2. 结果分析
2.1 地震序列重定位
本研究采用HypoDD方法对四川长宁MS6.0地震序列进行重定位，共获得7 030个地震事件的精定位结果，其沿东西、南北和垂直方向的平均相对误差分别为0.21，0.23和0.32 km。本次长宁MS6.0地震重定位结果为（104.89°N，28.36°E），深度为11 km，较初始定位深度浅。重定位的7 030个地震事件中长宁MS6.0地震前后的事件数分别为620和6 410。
图3给出了重定位后的2019年以来长宁地区M−t图以及震源深度分布图。从图中可以看出，主震前小震活动频繁，且频次相对稳定（图3a）；主震发生后余震活动呈现出频度大的特点（图3a），且余震深度明显大于主震前的小震深度（图3b）。结合Goebel等（2017）的结果，这样的地震序列分布图像意味着，主震后的应力释放将使得该区域断层系统充分破裂。总体而言，长宁余震序列总体呈现出持续时间长、频度和密度均衰减慢的特征，并没有出现明显的地震空区。
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图 3 2019年1月1日至2019年10月20日长宁地区地震M−t图（a）和震源深度分布图（b）Figure 3. M−t diagram （a） and distribution of focal depth （b） for earthquakes occurred in the Changning region from January 1 to October 20，2019由于余震分布特征能够直观地展示发震断层面的破裂延展范围，本文给出此次重定位地震序列的平面以及4条纵剖面分布（AA′ ，BB′ ，CC′ 和DD′ ）（图4），其中星号和圆圈的颜色代表地震的发震时间，黑色虚线代表可能的发震断层面。为了能够更清楚地分析本次地震序列的时空扩展模式，以主震发震时间为参考零点，以非等间距时间段来展示地震序列的空间分布。图4采用不同颜色描述了不同时间段长宁地震序列重定位后的空间分布特征。图4a显示，余震序列在空间上主要为南东—北西向条带状分布，与长宁背斜走向一致，余震展布长度约为27 km。主震西南约10 km处存在一个明显的地震小丛集。AA′ 剖面余震展布特征。在此剖面上（图4b），大多数地震的震源深度小于13 km，震级较大的余震均位于底部，造成此现象的原因可能是深部所积累的应力大于浅部，且浅部介质相对于深部更为破碎。从剖面图上还可以看出北西向余震数量明显多于南东向，呈现出西深东浅的形态，且在西北端深部位置发生了3次MS≥5.0地震。易桂喜等（2019）采用多阶段定位方法得到的长宁地震余震序列特征也显示出和本文类似的结果。穿过主震的剖面BB′ （图4c）显示出分段差异：浅部余震分布形态较为复杂，深部发震断层略向东北倾斜，余震位于主震上方，且主震附近余震数量较少，与剖面AA′ 特征类似。这意味着主震附近的应力释放较彻底，后期应力调整幅度较小，因此余震强度低于两侧；也可能是该处余震较低活动区为一个较大的凹凸体，主震发生时能量得以彻底释放（易桂喜等，2019）。剖面CC′ 和剖面DD′ （图4d—e）的发震断层面不同于剖面BB′ ，这两个剖面均显示出发震断层面较陡的特征。剖面CC′ （图4d）位于序列中段，余震序列分布表明发震断层近乎直立；剖面DD′ （图4e）位于余震区西部展布方向的末端，发震断层面同样近乎直立。这两个剖面所显示出余震形态的差异主要体现在后者的余震极多且有从中心向外扩展的趋势。发震断层面的差异可能暗示了此次长宁地震序列的发震断层极其复杂，本次地震是由多条错综复杂的断层共同作用的结果。
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图 4 长宁地震序列重定位震中分布与剖面图（a） 重定位后地震平面分布；（b） 地震在剖面AA′ 上的投影，AA′ 为本研究所获得震源机制节面走向方向剖面；（c）−（e） 地震在BB′ ，CC′ 和DD′ 上的投影，BB′ ，CC′ 和DD′ 为垂直节面走向的剖面Figure 4. The distribution of relocated Changning earthquake sequence in map view and cross-sections（a） Relocated earthquakes in map view；（b） Earthquakes along the profile AA′ ，AA′ is the vertical cross section along the strike direction from focal mechanism solution；（c)−(e） Earthquakes along the profile BB′ ，CC′ and DD′ ，BB′ ，CC′ and DD′ are the vertical cross sections perpendicular to the strike direction from focal mechanism solution为了更好地展现余震序列的时空分布特征及扩展模式，本文按照不同时间段来展示主震后12 h内余震的分布情况（图5）：主震后0—4 h （图5a）。此阶段余震已经呈现出南东—北西向单侧破裂扩展模式，仅有少量余震位于主震的南东向，且分布零散，较大震级地震多位于底部；主震后5—8 h （图5b）。此阶段无MS≥5.0地震发生，纵剖面AA′ 上已经可以明显地看出余震分布呈现西深东浅的趋势；主震后的9—12 h （图5c）。该阶段尽管有余震数量减少和强度减弱的趋势，但仍可以看出余震沿南东—北西向扩展的模式。
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图 5 主震后12 h内不同时间段地震的平面及深度剖面AA′ 为沿余震展布方向的纵剖面，不同颜色代表主震后每4 h的相对时间Figure 5. Relocated earthquakes in map view and along cross section at different periods after the main shockAA′ is the vertical cross section along the distribution direction of aftershock sequence， different colors denote relative times in every 4 hours after the main shock2.2 震区b值特征分析
利用重定位后长宁MS6.0地震的主余震目录，采用最大似然法（Aki，1965；Shi，Bolt，1982；Marzocchi，Sandri，2009）计算该地区b值，得到平均b值为0.69，误差为±0.01（图6a）。这一数值略低于川滇地区的区域平均值0.74 （刘静伟，吕悦军，2016）。此外，将研究区域分为0.05°×0.05°的空间网格，以不同半径的圆形区域为窗口，选择距网格点最近的150个地震事件进行b值空间扫描，从而获得研究区域的b值分布（图6b）。图中所呈现出的较低的b值说明长宁震源区处于较高的挤压应力环境（Scholz，1968；Schorlemmer等，2005；韩佳东等，2019）。
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图 6 长宁MS6.0地震序列b值（a） 长宁MS6.0地震震后平均b值；（b） 长宁MS6.0地震后b值空间分布Figure 6. b-value for Changning MS6.0 earthquake sequence（a） Mean b-value after Changning MS6.0 earthquake；（b） Spatial distribution of b-value in and around Changning MS6.0 earthquake source region前人研究结果表明，b值可以衡量一个地区的应力状态（王鹏等，2017；史海霞等，2018）。为了更好地了解长宁主震前后震源区的应力状态，本文分析了主震前后地震序列的b值随时间的变化。由图7可以清楚地看出，主震前b值有较明显的低异常；主震发生后，早期余震b值存在明显的波动，而震后一段时间（约23天）后b值变化逐渐平缓，但仍低于长宁地震前的b值，说明在未来一段时间内仍可能会有较大震级的余震活动。b值随时间的变化表明，长宁震源区震前处于高应力状态，长宁地震可以认为是震源区的一次应力释放。随着主地震和4次较大余震的发生，震源区应力状态得到部分缓解，且逐渐趋于稳定状态。
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图 7 长宁主震前后地震序列b值随时间的变化Figure 7. Temporal variation of b-value before and after Changning MS6.0 earthquake2.3 震源机制分布特征
图8给出了长宁MS6.0地震震源机制反演过程中当矩心深度变化时理论波形与观测波形之间的相关系数。在矩心深度为3 km处，波形的相关系数最大，所得到的震源机制为最优。图9为主震最优震源机制解所对应的波形拟合图，平均方差减少量为0.84。由图9可以看出，理论波形与观测波形拟合较好。通过震源机制反演，得到主震双力偶机制解，其中节面Ⅰ为：走向195°，倾角57°，滑动角146°；节面Ⅱ为：走向305°，倾角62°，滑动角38°；矩震级为MW5.7，最佳矩心深度为3 km。震源机制断层面几何参数显示出主震以逆冲型为主，兼少部分左旋走滑分量。P轴倾角为3°，方位角为64°；T轴倾角为46°，方位角为162°。P轴接近水平，表示该地震主要受水平向挤压应力作用的影响。结合震源区构造走向（何登发等，2019）和余震空间分布特征，推测北西—南东向的节面应为长宁MS6.0主震的实际发震断层面，与背斜主轴走向相一致，地下深部破裂面长度约为27 km。采用同样的方法，对长宁地震序列中的4次MS≥5.0中强余震的震源机制解进行反演，详细结果列于表2。
表 2 长宁地震序列中5次MS≥5.0地震的震源机制解结果Table 2. The focal mechanism solutions for five MS≥5.0 earthquakes of Changning earthquake sequence编号 发震时刻 节面Ⅰ 节面Ⅱ 深度/km MS 走向/° 倾角/° 滑动角/° 走向/° 倾角/° 滑动角/° Evt1 2019-06-17 22:55:43.2 305 62 38 195 57 146 3.0 6.0 Evt2 2019-06-17 23:36:01.4 332 57 79 172 35 107 3.0 5.1 Evt3 2019-06-18 07:34:33.7 324 73 92 137 17 83 2.0 5.3 Evt4 2019-06-22 22:29:56.2 159 48 66 13 47 115 3.0 5.4 Evt5 2019-07-04 10:17:58.6 191 43 98 1 47 83 4.0 5.6 ![]()
图 8 长宁MS6.0地震观测与拟合波形相关系数随矩心深度的变化Figure 8. The correlation between observed and synthetic waveforms of the Changning MS6.0 main shock versus the centroid depth![]()
图 9 长宁MS6.0地震主震震源机制解的拟合波形（红色）与观测波形（黑色）对比台站 ROC，BJT，LBO的带通窗为 0.04—0.06 Hz；台站 WAS，XSB，YUB，XUW，SMI，GYA，JJS，BAX，XCO，HLI，ZFT的带通窗为 0.02—0.04 Hz。波形右上方数字为方差减少量，代表波形拟合程度Figure 9. Comparison of observed （black） and synthetic （red） waveform for Changning MS6.0 main earthquake corresponding to optimum focal mechanism solutionFrequency of band-pass filter is 0.04—0.06 Hz for stations ROC，BJT，LBO，0.02—0.04 Hz for stations WAS，XSB，YUB，XUW，SMI，GYA，JJS，BAX，XCO，HLI，ZFT。The data on the upper right of the waveform is variance reduction，which represents for the degree of waveform fitting为降低波形质量和台站分布等多种因素对震源机制反演结果的影响，本文采用大折刀法（Jackknife Method）对震源参数的不确定性进行分析（Boyd et al，2015）。具体而言，在选择参与反演的13个台站时，按照每次减少一个台站的波形资料的方式进行多次反演。图10将每次地震事件反演所得的所有断层面解投影到相应的震源球上。由该图可以看出，除2019年7月4日珙县MS5.6地震有一组节面线略有差异而机制类型一致之外，其它断层面节面线分布均较为集中。这说明多次反演结果比较稳定，表明反演结果较为可信。
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图 10 采用大折刀法分析震源参数不确定性Figure 10. Analysis of source parameters uncertainty using Jackknife method由表2和图11给出的MS≥5.0地震的震源机制解可知，5次中强地震的矩心深度均较浅，集中在2—4 km之间。矩心深度较浅的地震对建筑物的破坏性较大，易造成建筑物拉裂，这可能是此次地震受灾严重的原因之一。
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图 11 长宁地震序列中MS≥5.0地震的震源机制解Figure 11. Focal mechanism solutions of MS≥5.0 earthquake for Changning earthquake sequence由断层面几何参数可知（表2），不同地震的破裂面的走向存在少许差异。其中，位于长宁地震序列东南段的1号和3号地震事件的破裂面走向为西东向，而位于余震序列南部的4号和5号地震事件的破裂面走向为近南北向。震源机制解节面走向的差异表明，此次地震序列受到区域构造应力场的控制，存在小尺度的应力方向变化。张冰（私人通讯）给出的震源区三维速度结构显示出，在震源区地震序列的北西向存在一个高速异常体。在发震断层的北西末端可能受到该高速异常体的阻挡，应力场方向产生了局部变化。长宁地震序列的震源机制类型存在空间分段差异特征，再次表明该序列是由多条几何形状不同的小规模断层被激活所致。
根据5次MS≥5.0地震的震源机制解，对震源错动类型进行分析。主震后MS≥5.0地震的震源机制解参数表明，除了主震带有较少分量的走滑以外，其它强余震均为纯逆冲。蔡一川和程静馥（2015）采用CAP方法对震源区2013年1月至11月期间5次ML≥4.0地震的震源机制进行反演，结果得到了与此次MS6.0地震的余震序列相同的震源机制特征，即均为逆冲且矩心深度很浅。这说明长宁地震后地区呈现出挤压应力状态。这与本研究得到的震后b值结果相一致。
此外，综合5次MS≥5.0地震的P，T轴倾角和方向角参数可知，震源区P轴近水平，优势方位近北东东—南西西；T轴倾角大，优势方位近北北东—南南西。先前大量GPS和构造地质学的结果显示，研究区域整体应力场背景所表现出的应力场特征为北西西向走滑型（徐锡伟等，2003；王阎昭等，2008；王晓山等，2015）。本文得到的震源区构造应力场与区域背景应力场的特征具有显著差异，由此可知，因受局部构造应力场的影响，长宁地震序列的背景构造应力场相对于整体大背景应力场的主压应力轴方向，由北西西向旋转到北东东向，二者方位相差达90°。
3. 讨论与结论
对2019年四川长宁MS6.0地震的主震区进行地震精定位，计算震源区b值，并对MS6.0主震及4次MS≥5.0余震的震源机制进行研究，初步分析了此次地震的发震构造，获得如下认识：
1） 余震序列在时间上整体呈现出频度大和衰减慢的特点；空间上则呈南东—北西向展布于长宁背斜上，西部地震频度远远高于东部；震源深度分布表现为西深东浅的形态，且主震与较大余震均位于发震断层底部。
2） 主震前b值处于低值水平，表明震源区处于较高的应力状态；而主震后b值随时间的推移而快速上升，之后变化逐渐平缓，趋于0.8，但仍低于主震前的b值，说明在未来一段时间内仍可能会有较大震级的余震活动。
3） 主震的矩震级为MW5.8，震源矩心深度为3 km，整体逆冲兼较小的走滑分量；4次MS≥5.0余震均为逆冲型，矩心深度在2—4 km范围内。主震和几次较大余震的节面走向不同，表明此次地震序列受到区域性应力场控制，存在较小的应力方向变化。
4） 根据上述参数，本区域整体处于挤压的构造环境，主震及中强余震发生于长宁背斜地区的既有断裂或同震过程中所产生的新生断层上。
本研究使用了Sokos提供的ISOLA近震波形拟合方法、Waldhauser提供的双差定位算法，以及Wiemer提供的ZMAP程序包；文中图件使用GMT绘图软件包制作；审稿专家对本文提出了富有建设性的修改意见，作者在此一并表示衷心的感谢。
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图 1 研究区域构造背景及本研究涉及的台站和地震分布
（a） 区域构造背景和双差地震重定位及震源机制反演所用台站分布；（b） 长宁MS6.0地震主余震序列分布及兴文MS5.7地震和珙县MS5.3地震位置
Figure 1. Regional tectonic setting，seismic stations involved in this study and the distribution of earthquakes
（a） Regional tectonic setting and stations for double difference earthquake relocation and focal mechanism inversion； （b） The main shock and aftershock sequence of Changning MS6.0 earthquake and epicenters of Xingwen MS5.7 and Gongxian MS5.3 earthquakes
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图 2 本研究所用观测走时资料和速度模型
（a） 本研究所使用的P波和S波观测走时曲线图；（b） 地震重定位和震源机制反演采用的一维速度模型
Figure 2. The observed travel time data and velocity model for this study
（a） The observed travel time curves for P wave and S wave；（b） The 1D velocity model for earthquake relocation and focal mechanism inversion
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图 3 2019年1月1日至2019年10月20日长宁地区地震M−t图（a）和震源深度分布图（b）
Figure 3. M−t diagram （a） and distribution of focal depth （b） for earthquakes occurred in the Changning region from January 1 to October 20，2019
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图 4 长宁地震序列重定位震中分布与剖面图
（a） 重定位后地震平面分布；（b） 地震在剖面AA′ 上的投影，AA′ 为本研究所获得震源机制节面走向方向剖面；（c）−（e） 地震在BB′ ，CC′ 和DD′ 上的投影，BB′ ，CC′ 和DD′ 为垂直节面走向的剖面
Figure 4. The distribution of relocated Changning earthquake sequence in map view and cross-sections
（a） Relocated earthquakes in map view；（b） Earthquakes along the profile AA′ ，AA′ is the vertical cross section along the strike direction from focal mechanism solution；（c)−(e） Earthquakes along the profile BB′ ，CC′ and DD′ ，BB′ ，CC′ and DD′ are the vertical cross sections perpendicular to the strike direction from focal mechanism solution
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图 5 主震后12 h内不同时间段地震的平面及深度剖面
AA′ 为沿余震展布方向的纵剖面，不同颜色代表主震后每4 h的相对时间
Figure 5. Relocated earthquakes in map view and along cross section at different periods after the main shock
AA′ is the vertical cross section along the distribution direction of aftershock sequence， different colors denote relative times in every 4 hours after the main shock
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图 6 长宁MS6.0地震序列b值
（a） 长宁MS6.0地震震后平均b值；（b） 长宁MS6.0地震后b值空间分布
Figure 6. b-value for Changning MS6.0 earthquake sequence
（a） Mean b-value after Changning MS6.0 earthquake；（b） Spatial distribution of b-value in and around Changning MS6.0 earthquake source region
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图 7 长宁主震前后地震序列b值随时间的变化
Figure 7. Temporal variation of b-value before and after Changning MS6.0 earthquake
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图 8 长宁MS6.0地震观测与拟合波形相关系数随矩心深度的变化
Figure 8. The correlation between observed and synthetic waveforms of the Changning MS6.0 main shock versus the centroid depth
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图 9 长宁MS6.0地震主震震源机制解的拟合波形（红色）与观测波形（黑色）对比
台站 ROC，BJT，LBO的带通窗为 0.04—0.06 Hz；台站 WAS，XSB，YUB，XUW，SMI，GYA，JJS，BAX，XCO，HLI，ZFT的带通窗为 0.02—0.04 Hz。波形右上方数字为方差减少量，代表波形拟合程度
Figure 9. Comparison of observed （black） and synthetic （red） waveform for Changning MS6.0 main earthquake corresponding to optimum focal mechanism solution
Frequency of band-pass filter is 0.04—0.06 Hz for stations ROC，BJT，LBO，0.02—0.04 Hz for stations WAS，XSB，YUB，XUW，SMI，GYA，JJS，BAX，XCO，HLI，ZFT。The data on the upper right of the waveform is variance reduction，which represents for the degree of waveform fitting
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图 10 采用大折刀法分析震源参数不确定性
Figure 10. Analysis of source parameters uncertainty using Jackknife method
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图 11 长宁地震序列中MS≥5.0地震的震源机制解
Figure 11. Focal mechanism solutions of MS≥5.0 earthquake for Changning earthquake sequence
表 1 四川长宁MS6.0地震主余震序列中MS≥5.0地震的基本参数
Table 1 The basic earthquake parameters of MS≥5.0 earthquakes for Changning MS6.0 earthquake sequence
序号 发震时刻 北纬/° 东经/° 深度/km MS 年－月－日 时:分:秒 1 2019-06-17 22:55:43.2 28.34 104.90 16 6.0 2 2019-06-17 23:36:01.4 28.43 104.77 16 5.1 3 2019-06-18 07:34:33.7 28.37 104.89 17 5.3 4 2019-06-22 22:29:56.2 28.43 104.77 10 5.4 5 2019-07-04 10:17:58.6 28.41 104.74 8 5.6 
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表 2 长宁地震序列中5次MS≥5.0地震的震源机制解结果
Table 2 The focal mechanism solutions for five MS≥5.0 earthquakes of Changning earthquake sequence
编号 发震时刻 节面Ⅰ 节面Ⅱ 深度/km MS 走向/° 倾角/° 滑动角/° 走向/° 倾角/° 滑动角/° Evt1 2019-06-17 22:55:43.2 305 62 38 195 57 146 3.0 6.0 Evt2 2019-06-17 23:36:01.4 332 57 79 172 35 107 3.0 5.1 Evt3 2019-06-18 07:34:33.7 324 73 92 137 17 83 2.0 5.3 Evt4 2019-06-22 22:29:56.2 159 48 66 13 47 115 3.0 5.4 Evt5 2019-07-04 10:17:58.6 191 43 98 1 47 83 4.0 5.6
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