河北省地震动力学重点实验室 https://ses-kled.cidp.edu.cn

1 引言

2021年8月13日青海果洛州玛多县5.8级地震发生后，中国地震台网中心、中国地震局地球物理研究所韩立波、蒋长胜、中国地震局地球物理研究所郭祥云等、中国地震局地震预测所赵翠萍团队、青海地震台李启雷和GCMT等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。同时利用所求出中心解的一个节面作为实际发震断层计算了本次地震所产生的同震位移场及应变场。

2 多个震源机制的中心解的确定

根据台网中心发布的《2021年08月13日青海果洛州玛多县5.8级地震图集》和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),中国地震台网中心、韩立波和蒋长胜得到的标准差较大,通过分析认为是由于没有迭代到全局最优解而导致误差偏大。尽管如此,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。发现将地震预测研究所赵翠萍团队结果1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16.54°，倾角86.42°，滑动角178.56°，节面II走向106.63°，倾角88.56°，滑动角3.59°）作为最终结果，P轴走向241.54°，倾伏角1.52°,不确定范围分别220.65~262.65°和-13.33~ 16.32°;T轴的走向331.63°，倾伏角3.55°,不确定范围分别为310.74~352.74°和-11.10~18.41°;B轴的走向128.45°，倾伏角86.14°,不确定范围分别为26.46~281.76°和83.79~106.79°。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40.11°，最小空间旋转角为10.70°。这些数据表明不同机构得到的震源机制解较为集中。

图1  青海果洛州玛多县5.8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  青海果洛州玛多县5.8级地震下半球、上半球

图3  青海果洛州玛多县5.8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

为了更好的了解青海玛多县5.8级地震对周围地区的影响，我们基于弹性半空间模型Okada（1992）选择与地震震中附近的昆仑-江错断裂走向几乎平行的中心解节面Ⅱ作为发震断层面，根据Wells和Coppersmith（1994）给出的统计公式估计了断层面大小和滑动量（长度：10.62km，宽度：6.40km，滑动量：27.57cm），计算了青海玛多县5.8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4~6）。

图4 青海玛多县5.8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4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走滑机制。与水平位移场相对应，垂直位移场在震中东南和西北两侧表现为隆升，而东北和西南两侧表现为沉降。但由于为高倾角走滑型地震，位移以水平运动为主。以上特征符合走滑型地震所产生位移场的特征。

图5 青海玛多县5.8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5可以看出此次地震产生的体应变呈现出明显的四象限模式，在震中东南和西北两侧近场呈现拉张，在震中的东北和西南两侧近场呈现压缩，且远场呈现与近场相反的形变状态，北向应变在震中附近呈现伸张，而在远离震中处呈现八花瓣样式分布，东向应变与东北向应变基本与之相反。

图6 青海玛多县5.8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6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4）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4）与主张应变大体一致。

本文所用震源机制解来自中国地震台网中心、韩立波、蒋长胜、郭祥云等、中国地震局地震预测所赵翠萍团队、青海地震台李启雷以及GCMT的各位专家，特此致谢。图件由基于MATLAB的FM3Dplot软件绘制。

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