自2014年以来，四川盆地南部威远和长宁地区的地震活动急剧增加。地球所张瑞青研究员团队收集了2019 年1 月至 2020 年 10 月期间四川和云南省区域固定台站和流动台网（图1）记录的近震初至走时数据。同时，还利用地球所近期在威远地区布设的 40 个宽频带流动台站记录的波形资料，采用PhasePApy方法拾取了P波初至走时。本研究共获得44,759个地震事件的走时数据，其中P波和S波绝对到时数据分别为509,134和364,823条，相对到时数据分别为2,242,149条和1,771,072条。利用这些走时数据，采用双差走时层析成像方法，对威远和长宁地区的地震进行了重定位，并获取了地壳浅部高分辨率的Vp、Vs和Vp/Vs模型。

图1? 川南地区地质构造背景和地震台站分布图（左）及威远-长宁地区台站分布放大图（右）白色和红色三角形分别表示区域固定台站和流动台网，蓝色三角形表示中国地震局地球物理研究所在威远地区布设的密集流动台站。

?

重定位结果显示，威远和长宁地区的中小地震主要丛集在水力压裂井和盐矿开采井附近，与已知地表断层无明显关联（图2）。同时，多数地震震源深度较浅，集中在2~8 km深度，但一些中强地震震源深度较深，暗示其发震断层可能已延伸至结晶基底底部。另外，根据威远地区M 3.0以上地震的空间分布，可识别出三条地震带（图3），一条位于威远东部，与资中断裂走向基本相同；另两条位于墨林场断裂附近，分别为近 N-S 走向和沿 NE-SW 展布。

?

图2? 威远（左图）和长宁地区（右图）重定位后震中分布图

M<5.0级地震用圆点表示；M≥5.0级地震用五角星表示。根据中国卫星资源识别的一些水力压裂钻井平台位置用红色正方形表示。

图3 威远地区2015年以来M＞3.0地震时空分布图

颜色表示年份。蓝色阴影区表示地震空区，灰色阴影区域表示识别出的三条地震活动带。

?

成像结果表明（图4和5），威远和长宁地区地震活动与地壳介质结构存在一定的相关性，即地震多发生在低 Vp/Vs 异常区（图6）。较低的Vp/Vs反映了震源区存在大量具有较大纵横比的含气裂缝。震源区高Vp/Vs的缺失可能指示研究区地震的触发机制不能单一由流体压力扩散效应来解释，还需要有其他机制参与其中。

?

?

图4 威远地区沿AA’和BB’测线的Vp、Vs和 Vp/Vs结构垂直剖面图（剖面位置见正文图4）

图5 长宁地区沿EE’和LL’测线的Vp、Vs和 Vp/Vs结构垂直剖面图（剖面位置见正文图6）

?

图6 威远（上图）和长宁页岩气开采区（中图）、以及长宁盐矿开采区（下图）地震震源区的Vp、Vs和Vp/Vs值分布图

?

研究成果于2023年发表在Tectonophysics期刊（Chen, C., Zhang, R*., Qiang, Z. 2023. High-precision seismic relocation and three- dimensional shallow crustal structure in southern Sichuan basin. Tectonophysics. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2023.229933）。研究由国家重点研发计划（2020YFA0710600）、 国家自然科学基金（41874073）和中国地震局地球物理研究所基本科研业务专项（DQJB19A0113， DQJB22X10）联合资助。

?

作者简介：

第一作者：陈成锋，男，博士研究生，主要从事地震体波层析成像研究。

通讯作者：张瑞青，研究员，主要从事地球深部结构探测研究。Email: zrq@cea-igp.ac.cn