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

1 引言

2021年11月28日秘鲁7.3级地震发生后，国外多个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）大体一致（在小数点3位后有一定涨落），表明采用这种方法得到的解是稳定的。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IPGP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158.59°，倾角51.77°，滑动角-88.40°，节面II走向336.01°，倾角38.26°，滑动角-92.03°）作为最终结果，P轴走向78.09°，倾伏角83.13°,不确定范围分别为67.69~90.38°和81.41~85.36°;T轴的走向247.45°，倾伏角6.75°,不确定范围分别为245.70~249.70°和4.50~8.50°;B轴的走向337.60°，倾伏角1.26°,不确定范围分别为335.85~339.85°和0.51~2.63°。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3.50°，最小空间旋转角为0.93°。这些数据表明不同机构得到的震源机制解较为集中。

图1 秘鲁7.3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  秘鲁7.3级地震下半球、上半球

图3  秘鲁7.3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

2021年11月28日，秘鲁北部发生M7.3级地震，这是由于纳兹卡板块俯冲岩石圈内地球表面下方约110公里处中等深度的正断层作用造成的。震源机制解表明，断裂发生在北-西北或南-东南走向的中等倾斜正断层上。在地震发生的位置，纳斯卡板块以大约70毫米/年的速度相对于南美洲板块向东移动，在秘鲁海岸以西的秘鲁-智利海沟俯冲，并在11月28日发生地震。秘鲁北部和南美洲西部大部分地区的地震是由于持续的俯冲所产生的应变引起的；在这个纬度，纳斯卡板块的地震活动深度约为650公里。这次地震发生在俯冲板块的一部分，该板块频繁发生震源深度为100至150公里的地震。

像这样的地震，震源深度在70到300公里之间，通常被称为“中等深度”地震。中等深度地震代表俯冲板块内部的变形，而不是俯冲板块和覆盖板块之间的浅板块界面。与类似震级的浅源地震相比，它们对震源上方地表造成的破坏通常较小，但在距离震中很远的地方可能会感觉到较大的中等深度地震。

大型中深度地震在纳斯卡板块的这一部分相当常见，在过去一个世纪中，在11月28日地震的250 km范围内发生了另外五次中深度M7+地震。2005年9月26日发生的7.5级地震，位于2021年11月28日地震以南约140公里处，深度相似，造成5人死亡，约70人受伤，周围地区严重受损。最近，2019年5月26日发生8.0级地震，距离2021年11月28日地震东南约230公里，导致2人死亡。

图4 研究区域地形图

图中为本次地震震源机制中心解绘制震源球

为了更好的了解秘鲁7.3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）所给出的同震破裂模型，计算了秘鲁7.3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 秘鲁7.3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，震中附近的物质涌入震中，而东北侧的物质向外涌出，在发震断层附近则呈现明显的正断机制。与水平位移场相对应，垂直位移场在震中附近表现为沉降，而东北北部表现为隆升。但由于为正断型地震，隆升的幅度明显比沉降的幅度小，同时由于本次地震为低倾角正断型地震，水平位移大于垂直位移，以上特征符合低倾角正断型地震所产生位移场的特征。

图6 秘鲁7.3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附近呈现压缩，而在向外扩展的过程中呈现伸张，北向应变在震中南北两侧呈现伸张，而在震中附近呈现压缩，东向应变在震中东西两侧呈现伸张，而在震中附近呈现压缩，北东向应变在震中东北和西南两侧呈现伸张，而在震中附近呈现压缩。 

图7 秘鲁7.3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USGS,GCMT,IPGP,CPPT,GFZ等机构，特此致谢。图件由基于MATLAB的FM3Dplot软件绘制。

如若发现有错误，请反馈给我们，我们将及时修改，QQ：1978250163

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注：国外获取震源机制的网站：https://www.emsc-csem.org/Earthquake/tensors.php

https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/ak0219neiszm/moment-tensor?source=us&code=us_6000f02w_mww