1 引言

2021年9月8日墨西哥7.1级地震发生后，USGS、GCMT、GFZ、 IPGP、CPPT等国外机构采用不同方法和资料得到的该地震的多个震源机制解。这些震源机制有一定的离散度，为地震动力学分析或其他应用带来抉择的困难。这些结果都是震源错动方式的一种测量，因此可以按照多种测量结果给出一个中心值供以后的地震发生背景、地震应力触发、地壳应力场分析以及地震前应力方向改变的地震前兆研究。这里整理了各个机构给出的震源机制解，求出了与所有测定的震源机制的差别平方最小的一个解作为中心震源机制解，并且根据USGS提供的地震破裂模型计算了该地震在周围产生的位移场和应变场。

2 多个震源机制的中心解的确定

根据国外机构网站发布的该地震震源机制结果整理得到表1。我们分别以各个震源机制为初始解得到的中心震源机制给出的标准差(表1第5列),本研究将各个机构测定的震源机制分别作为初始解,比较得到标准差最小的解作为最终结果。发现将国外机构CPPT得到的震源机制作为初始解得到的震源机制的标准差最小。本研究以此（节面I走向273.63°，倾角21.50°，滑动角66.06°，节面II走向119.14°，倾角70.43°，滑动角99.08°）作为最终结果，P轴走向202.07°，倾伏角24.90°,不确定范围分别为193.50~210.50°和16.80~32.92°;T轴的走向43.61°，倾伏角63.48°,不确定范围分别为30.41~57.77°和57.69~70.47°;B轴的走向296.08°，倾伏角8.55°,不确定范围分别为287.50~304.50°和5.43~11.90°。得到的中心震源机制和各个机构测定震源机制的最小空间旋转角见表1第6列。所得到的中心震源机制及其不确定性绘于图1。从表和图中可以看出，该地震震源机制解距中心解的空间旋转角最大达14.97°，最小空间旋转角为2.23°。这些数据表明不同机构得到的震源机制解较为集中。

图1  墨西哥7.1级地震的中心震源机制解(a)及空间三维辐射花样(b)

(a)中的黑色弧线表示中心震源机制的两个节面，绿色弧线覆盖区域为其不确定范围；红色、蓝色和黄色的点表示中心震源机制解的P轴、T轴和B轴，其周围对应颜色的封闭曲线表示其不确定性范围；绿点和黑点表示各个机构得到的震源机制的P轴和T轴的投影；紫色弧线表示各个机构和作者得到的震源机制节面。(b)中的压缩区域和膨胀区域分别用蓝色和红色表示。

3 震源机制中心解的空间表示

地震的震源机制通常采用震源球的辐射花样来表示。在此我们分别用震源球的上半球和下半球的动画来表示（图2），在震源球上采用P波辐射的振幅相对大小的颜色来填充。为立体表现震源球的辐射花样，我们使震源球水平旋转，并且在各个不同象限采用P波辐射相对振幅大小和方向绘制在震源球上，这样可更为直观地表现震源的空间辐射，见图3。

图2  墨西哥7.1级地震下半球、上半球

图3 墨西哥7.1级地震的中心震源机制解的空间辐射花样表示

图中颜色为P波辐射花样在震源球面上的填充，红色表示向外，蓝色表示向内，从红到蓝表示P波辐射花样由向外最大逐渐过渡到向内最大。箭头表示P波辐射花样振幅的相对大小。

4. 该地震在周围产生的位移场与应变场

从动力学角度来看，本次地震发生在墨西哥南部港市阿卡普尔科（Acapulco），而墨西哥位于环太平洋地震带东部，墨西哥正好位于地球三个最大板块即北美板块、太平洋板块和太平洋东部的科科斯板块交界处，每当板块发生摩擦或者碰撞就会发生地震，墨西哥因此地震频发。本次地震发生在中美海沟东北向约60km，位于科科斯板块与北美板块交汇处，相对于固定的北美板块，科科斯板块以每年65mm/a的速度向东北方向移动。历史上，墨西哥南部海岸曾发生过几次重大地震。在过去的100年中，在本次地震的250 公里范围内发生了17次7级以上的地震。其中包括1962年5月11日发生的7级地震，地点与本次地震大致相同。1962年的地震造成4人死亡、较大规模区域的基础设施损坏和海啸，记录的峰值波幅为2.8米；1957年7月28日，距离本次地震大约75公里外发生了7.6级地震；同时本次地震发生在格雷罗峡谷的东南端，格雷罗峡谷从阿卡普尔科沿墨西哥南部海岸向西北延伸约 230 公里，上一次发生于格雷罗峡谷大于7级的大地震在1911年；值得注意的是格雷罗峡谷是中美洲俯冲带的一部分，被认为能够产生8级或更大的地震。地震空区位于断层或板块边界的区域，在已知或认为曾经发生过大地震的地方表现出相对的地震平静。然而，本次地震发生后在地震空区内发生了几次值得注意但较小的地震（6.1-6.7级）。

图4 研究区域地形图

为了更好的了解墨西哥7.1级地震对周围地区的影响，我们基于弹性半空间模型Okada（1992），根据美国地质调查局（https://earthquake.usgs.gov），计算了墨西哥7.1级地震在周围地区产生的地表同震位移场、面应变、体应变、北向应变、东向应变和北东向应变（图5~7）。

图5 墨西哥7.1级地震产生的同震位移场

图中白色方框代表断层在地表的投影，箭头代表此次地震所产生的水平位移，颜色代表垂直位移，上升为正

从图5可以看出，此次地震周围地区的位移场具有以下初步特征：从地表的水平位移场来看，震中附近及东南和西北两侧的物质向外涌出，而东北和西南两侧的物质涌入震中，在发震断层附近则呈现明显的逆冲机制。与水平位移场相对应，垂直位移场在震中南部表现为隆升，而北部表现为沉降。但由于为逆冲型地震，隆升的幅度明显比沉降的幅度大，同时由于本次地震为低倾角逆冲型地震，水平位移大于垂直位移，以上特征符合低倾角逆冲型地震所产生位移场的特征。

图6 墨西哥7.1级地震产生的各分量应变
  （a）体应变（b）北向应变（c）东向应变（d）北东向应变

图中底色代表应变大小，拉张为正，单位为1e-9.

从图6可以看出此次地震产生的体应变在震中南北两侧呈现伸张，而在震中东西两侧呈现压缩，北向应变在震中南北两侧呈现伸张，而在震中东西两侧呈现压缩，东向应变在震中东北和西南两侧呈现伸张，而在震中南北两侧呈现压缩，北东向应变在震中东北和西南两侧呈现伸张，而在震中东南和西北两侧呈现压缩。

图7 墨西哥7.1级地震产生的水平主应变和面应变场

图中黑色箭头和白色箭头分别表示水平主压应变和水平主张应变（单位为1e-9）; 底色表示水平面应力，拉张为正

    从图7可以看出面应变的分布与体应变形态大体类似，表现为面应变为体应变的继承。在面应变为负（蓝色）区域内，物质的运动方向（图5）与主压应变大体一致，而在面应变为正（红色）区域内，物质的运动方向（图5）与主张应变大体一致。

本文所用震源机制解来自国外机构GCMT USGS GCMT GFZ IPGP CPPT，特此致谢。图件由基于MATLAB的FM3Dplot软件绘制。

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