1 引言

根据中国地震台网测定，2023年4月2日18时04分巴布亚新几内亚发生7.1级地震，地震发生后，地球物理研究所张喆及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和最小的一个解作为中心震源机制解，并做出了该地震在周围产生的变形场供分析余震发展趋势参考。

2 多个震源机制的中心解的确定

将中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4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，本研究将各个机构和作者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（张喆得到的震源机制作为初始解得到的震源机制）作为最终结果：节面I：走向58.67°，倾角80.36°，滑动角-31.69°，节面II：走向154.58°，倾角58.81°，滑动角168.71°，P轴走向12.13°，倾伏角28.99°,不确定范围分别为-3.69°~28.31°和18.23°~41.21°;T轴的走向110.28°，倾伏角14.35°,不确定范围分别为94.46°~126.46°和1.98°~26.90°;B轴的走向223.50°，倾伏角57.02°,不确定范围分别为203.82°~249.12°和42.24°~72.29°。得到的中心震源机制和各个机构和作者测定震源机制的最小空间旋转角见表1第5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31.92°，最小空间旋转角为5.50°，表明各个机构或作者得到的该地震震源机制较为接近。

图1巴布亚新几内亚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  巴布亚新几内亚7.1级地震的中心震源机制解的上半球、下半球表示

图3 巴布亚新几内亚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 两次地震在周围产生的位移场与应变场

2023年4月2日，巴布亚新几内亚发生了一次斜向走滑正断层地震，该地震发生在一条走向北东的陡倾断层或一条走向南东的缓倾断层上。该事件的位置和~ 60 km深度很可能位于所罗门海微板块俯冲碎块内部或附近，澳大利亚板块相对于太平洋板块以约107 mm / yr向东北偏东方向运动。虽然新不列颠海沟向东俯冲形成了较为典型的北北西向倾斜的Wadati - Benioff带，但巴布亚新几内亚的这一部分下方俯冲岩石圈的形态较为复杂，形成了南北双倾的倒U形。2023年4月2日，地震发生在俯冲岩石圈深部顶点附近。巴布亚新几内亚地震活动性强，在前20年4月2日事件250km范围内发生了15次M6 +地震事件。其中包括2018年2月25日发生在南侧约200 km的M7.5逆断层事件。

图4研究区域地形图

为了更好的了解巴布亚新几内亚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：67.9km，宽度：14.4km，滑动量：171.2cm），根据中国地震台网中心提供的深度60km。计算了巴布亚新几内亚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 巴布亚新几内亚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，此次地震近处的位移场具有以下初步特征：从地表的水平位移场来看，震中西北侧的物质向外涌出，而南侧的物质涌入震中，在发震断层附近呈现明显的走滑机制。与水平位移场相对应，垂直位移场在震中西北侧表现为隆升，而震中南侧表现为沉降。从震源机制解判断地震为走滑型地震。

图6 巴布亚新几内亚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,在震中附近东南侧呈现压缩，而在震中西北侧呈现拉张。北向应变在震中南侧压缩，在北侧和南侧较远处拉张。东向应变在震中南侧和西侧较远处压缩，在西侧和东侧拉张。北东向应变在震中附近东南侧呈现压缩，在西北侧、西南侧较远处区域呈现拉张。

图7 巴布亚新几内亚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。在离开断层区域，面应变为负（蓝色）区域内，物质的运动方向（图6）与主压应变大体一致，而面应变为正（红色）区域内，物质的运动方向（图6）与主张应变大体一致。

本文所用震源机制解来自中国地震局地球物理研究所张喆以及国外GFZ、IPGP、USGS、GCMT、CPPT等机构，特此致谢。图件由基于MATLAB的FM3Dplot软件绘制。

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