四川盆地是一個(gè)構(gòu)造穩(wěn)定的塊體，但近年來(lái)地震活動(dòng)性明顯增強(qiáng)。2014年以來(lái)，在川南長(zhǎng)寧工業(yè)開(kāi)采區(qū)發(fā)生多次MS 4.5級(jí)以上地震，給當(dāng)?shù)氐纳拓?cái)產(chǎn)帶來(lái)了極大破壞，引發(fā)全社會(huì)的廣泛關(guān)注聚焦。目前關(guān)于該區(qū)地震活動(dòng)是否與工業(yè)開(kāi)采活動(dòng)有關(guān)仍存在爭(zhēng)議。開(kāi)展地殼各向異性及其時(shí)空變化特征研究，刻畫(huà)研究區(qū)的地殼應(yīng)力場(chǎng)特征及地震前、后地殼應(yīng)力狀態(tài)，可為理解研究區(qū)中強(qiáng)地震的形成機(jī)理提供重要約束。

本文收集了中國(guó)地震局地球物理研究所川南科考項(xiàng)目在長(zhǎng)寧地區(qū)16個(gè)流動(dòng)地震臺(tái)站、四川區(qū)域數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)1個(gè)固定地震臺(tái)站于2016年1月到2021年2月期間記錄到的近震波形數(shù)據(jù)。采用MFAST方法進(jìn)行了剪切波分裂分析，得到了該區(qū)近震剪切波分裂參數(shù)。由于本文綜合使用了流動(dòng)臺(tái)站、固定臺(tái)站歷時(shí)5年的地震記錄，本文結(jié)果更清晰的揭示了長(zhǎng)寧地區(qū)上地殼各向異性的橫向變化特征。

研究結(jié)果顯示，不同臺(tái)站的快波偏振方向變化很大，似乎反映了區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)和構(gòu)造的共同作用。長(zhǎng)寧東南部的上地殼各向異性主要是受褶皺構(gòu)造的影響，西北部上地殼各向異性受到了應(yīng)力以及地質(zhì)構(gòu)造的雙重影響，中部各向異性可能受應(yīng)力控制。研究結(jié)果還顯示，長(zhǎng)寧地區(qū)地震臺(tái)站下方的上地殼各向異性的慢波延遲時(shí)間為0.08 s ~ 0.20 s，平均延遲0.11 s。各向異性強(qiáng)度隨深度的變化表明，15 km 以淺的上地殼介質(zhì)對(duì)近震各向異性的貢獻(xiàn)最大。

本文首先圈定了最有可能受流體運(yùn)移活動(dòng)影響而導(dǎo)致各向異性參數(shù)變化的區(qū)域，為未來(lái)長(zhǎng)寧地區(qū)工業(yè)注水活動(dòng)監(jiān)測(cè)奠定了基礎(chǔ)。研究顯示CNI臺(tái)位于應(yīng)力控制的各向異性區(qū)域，盡管其剪切波分裂參數(shù)在長(zhǎng)寧MS 6.0強(qiáng)震前、后的變化幅度很大，但是這些時(shí)間變化可能是由不同方位射線路徑不同造成的，因此不能直接用該臺(tái)站剪切波分裂參數(shù)隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化特征去估計(jì)區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的變化。

圖1 長(zhǎng)寧地區(qū)地震臺(tái)站的快波偏振方向玫瑰圖

圖2 射線傳播路徑上的空間差異引起的臺(tái)站CNI慢波延遲時(shí)間隨時(shí)間變化的“假象”

研究成果發(fā)表在Tectonophysics (Yang, X., Li, Y., Ge, Z. & Qiang, Z., Upper crustal anisotropy in the Southeastern Sichuan Basin, China from shear-wave splitting measurements, Tectonophysics (2021), https://doi.org/10.1016/j.tecto.2022.229431)。本研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2020YFA0710600）、國(guó)家自然科學(xué)基金（41874108）、研究所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（DQJB20R35）的資助。

論文第一作者為我所博士研究生楊旭，通訊作者為李永華研究員。

【作者簡(jiǎn)介】

第一作者：楊旭，女，博士研究生，研究方向?yàn)檎鹣嗟綍r(shí)拾取與地震定位。Email: yangxu161@cea-igp.ac.cn

通訊作者：李永華，男，研究員，博士生導(dǎo)師，主要從事深部結(jié)構(gòu)探測(cè)與地球動(dòng)力學(xué)研究工作。Email: liyh@cea-igp.ac.cn