川滇地區(qū)為我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)的地震重點(diǎn)監(jiān)視區(qū)之一，程海斷裂帶是該區(qū)域的重要活動(dòng)斷裂帶，大尺度上受到了青藏高原東向擠出作用的影響，小震震群活動(dòng)頻繁，地震危險(xiǎn)性增強(qiáng)。歷史上該區(qū)域曾多次發(fā)生大地震，例如1515年永勝73/4地震，2001年永勝6.0級(jí)地震等。開(kāi)展程海斷裂帶結(jié)構(gòu)探測(cè)是理解地震孕育和發(fā)生過(guò)程的基礎(chǔ)，也是該地區(qū)地震災(zāi)害評(píng)價(jià)、城市地下空間利用的重要支撐。

圖1 本文研究區(qū)所在位置及跨程海斷裂帶布設(shè)的密集線性臺(tái)陣情況

黑色三角形為密集測(cè)線分布，紫色三角形為Yang et al.（2020）在賓川盆地南側(cè)布設(shè)的密集測(cè)線，黑線為斷裂帶分布。F1-1為期納斷裂，F1-2為金江斷裂，F2-1為河曲-上營(yíng)斷裂，F2-2為河曲-賓居斷裂，F2-3為賓川斷裂（下同）。

為獲取程海斷裂帶的精細(xì)結(jié)構(gòu)，中國(guó)地震局地球物理研究所馬曉娜副研究員、楊微研究員、徐善輝副研究員、張?jiān)迄i副研究員、王偉濤研究員、劉春禹助理研究員及香港中文大學(xué)宋君豪博士于2020年10-11月在斷裂帶附近布設(shè)了2條密集測(cè)線（圖1），開(kāi)展了為期1個(gè)月的觀測(cè)。利用連續(xù)數(shù)據(jù)的垂直分量計(jì)算互相關(guān)函數(shù)并提取了短周期面波頻散信號(hào)，然后利用面波直接反演方法開(kāi)展了背景噪聲成像研究，獲得了淺層剪切波速度結(jié)構(gòu)（圖2）。然后，利用三分量地震記錄開(kāi)展HVSR方法研究，對(duì)2條測(cè)線的峰值頻率和沉積層厚度進(jìn)行了分析（圖3）。

圖2期納測(cè)線下方的剪切波速度結(jié)構(gòu)（a）、HVSR曲線（b）及沉積層厚度情況（c）

圖3 片角測(cè)線下方的剪切波速度結(jié)構(gòu)（a）、HVSR曲線（b）及沉積層厚度情況（c）

研究結(jié)果表明：（1）2條密集測(cè)線下方都存在明顯的低速區(qū)，其中期納測(cè)線下方低速區(qū)的寬度和深度分別約為2.0 km和0.7 km，速度差異為25%–38%，片角測(cè)線下方低速區(qū)的寬度和深度分別約為~3.3 km和 ~0.9 km，速度差異為30%–50%。（2）結(jié)合斷裂活動(dòng)性、地震分布以及低速區(qū)的幾何特征等，認(rèn)為該低速區(qū)是與程海斷裂左旋和正斷持續(xù)作用、流體動(dòng)力學(xué)以及沉積源有關(guān)，而不是地震活動(dòng)造成的地震破碎帶。

本研究所獲得的程海斷裂帶期納段和片角段的淺層精細(xì)結(jié)構(gòu)可為這兩個(gè)人口聚集區(qū)的發(fā)震機(jī)制、災(zāi)害評(píng)價(jià)和城市地下空間利用等研究提供支撐。本研究利用基于跨斷層布設(shè)的密集線性臺(tái)陣觀測(cè)獲得的連續(xù)數(shù)據(jù)開(kāi)展背景噪聲成像和HVSR分析，是一種低成本、綠色環(huán)保的綜合探測(cè)方式，可為研究斷裂帶淺部精細(xì)結(jié)構(gòu)提供技術(shù)參考，尤其是在城市地區(qū)具有廣泛的應(yīng)用前景。

研究成果于2024年5月發(fā)表在國(guó)際主流地學(xué)期刊《Tectonophysics》。本研究受?chē)?guó)家自然科學(xué)基金（42204053）和中國(guó)地震局地球物理研究所基本科研業(yè)務(wù)專(zhuān)項(xiàng) （DQJB23R30）項(xiàng)目共同資助。

參考文獻(xiàn)：Xiaona Ma, Wei Yang, Shanhui Xu, Yunpeng Zhang, Weitao Wang, Junhao Song, Chunyu Liu, Shallow characteristics of Chenghai Fault Zone, Yunnan, China, from ambient noise tomography and horizontal-to-vertical spectral ratio with two dense linear arrays, Tectonophysics, 881, 2024, https://doi.org/10.1016/j.tecto.2024.230351.

Yang, H., Y. Duan, J. Song, X. Jiang, X. Tian, W. Yang, W. T. Wang, and J. Yang (2020). Fine structure of the Chenghai fault zone, Yunnan, China, constrained from teleseismic travel time and ambient noise tomography, J. Geophys. Res. 125, e2020JB019565, doi: 10.1029/2020JB019565.

【作者簡(jiǎn)介】

第一作者：馬曉娜，女，博士，副研究員，主要從事波形反演成像方法、背景噪聲成像、密集臺(tái)陣和主動(dòng)源等研究。Email: xiaopangma@cea-igp.ac.cn

通訊作者：楊微，男，中國(guó)地震局地球物理研究所研究員，主要從事人工震源探測(cè)、斷裂帶精細(xì)結(jié)構(gòu)及變化監(jiān)測(cè)研究等。Email: weiyang05@163.com