近年來(lái)位于四川盆地南部的榮縣、自貢、涪陵等地相繼發(fā)生了2019年6月17日長(zhǎng)寧Ms6.0地震、2021年9月16日瀘縣Ms6.0中強(qiáng)地震。這兩次6.0級(jí)地震到底是人類(lèi)活動(dòng)誘發(fā)的地震，還是構(gòu)造地震？逐漸成為了地球物理工作者非常關(guān)注的熱點(diǎn)研究問(wèn)題。

研究所陳石研究員團(tuán)隊(duì)提出了一種基于貝葉斯原理的可以融合多種先驗(yàn)約束的重力異常反演方法，對(duì)川南地區(qū)的密度結(jié)構(gòu)進(jìn)行了成像。首先，結(jié)合WGM2012重力異常模型與高精度陸地實(shí)測(cè)重力數(shù)據(jù)獲得了融合布格重力異常，提高了重力數(shù)據(jù)的精度與分辨率（圖1）。其次，以地震波速度結(jié)構(gòu)作為先驗(yàn)信息，融合重力數(shù)據(jù)作為有效約束，反演得到了川南地區(qū)的地殼三維密度結(jié)構(gòu)，并量化了結(jié)果的不確定性特征，對(duì)比了川南地區(qū)四次中強(qiáng)地震震源區(qū)的三維密度結(jié)構(gòu)與地震分布特征(圖2)。

圖1 研究區(qū)融合布格重力異常（黑色點(diǎn)為陸地重力測(cè)點(diǎn)）

研究獲得取得的主要認(rèn)識(shí)包括：

（1）通過(guò)對(duì)地面實(shí)測(cè)剖面數(shù)據(jù)和WGM2012布格重力異常模型采用等效源方法進(jìn)行融合，得到的融合布格重力異常在測(cè)點(diǎn)分布區(qū)的空間分辨率可達(dá)7km，異常變化范圍-300mGal至-80mGal，馬邊、大關(guān)、長(zhǎng)寧地震震中都位于重力異常梯度帶區(qū)域。

（2）基于貝葉斯統(tǒng)計(jì)學(xué)模型，以地震接收函數(shù)結(jié)果為參考，反演獲得了川南地區(qū)地殼三維密度結(jié)構(gòu)，布格異常擬合殘差均值小于3mGal，密度參數(shù)不確定性最高達(dá)0.011g/cm3。

（3）對(duì)比研究區(qū)內(nèi)馬邊、大關(guān)、長(zhǎng)寧及瀘縣四個(gè)6級(jí)以上地震集中分布區(qū)的震源物性結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)馬邊和大關(guān)兩次地震震源區(qū)密度結(jié)構(gòu)不均勻性較強(qiáng)，長(zhǎng)寧地震震源區(qū)具備一定的不均勻性特征，但在瀘縣地震震源區(qū)及深部沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的密度不均體。

（4）2019年的長(zhǎng)寧Ms6.0地震和2021年瀘縣Ms6.0地震震級(jí)較大，除了斷層活化或誘發(fā)因素外，在震源區(qū)底部及周邊可能存在深部孕震構(gòu)造背景。

本研究反演獲得了川南地區(qū)的密度結(jié)構(gòu)特征，通過(guò)震源區(qū)特征比較，對(duì)馬邊、大關(guān)、長(zhǎng)寧以及瀘縣四次地震的發(fā)震機(jī)理有了更加清晰的認(rèn)識(shí)。

圖2 研究區(qū)四個(gè)6級(jí)以上地震震源區(qū)密度結(jié)果縱剖面與地震震源埋深分布圖

研究成果于2022年發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《地球物理學(xué)報(bào)》上（李永波, 陳石, 李紅蕾, 張貝. 2022. 四川南部中強(qiáng)地震震源區(qū)三維密度結(jié)構(gòu)特征對(duì)比分析. 地球物理學(xué)報(bào), 65(11): 4326-4340, doi: 10.6038/cjg2022P0728）。研究受中國(guó)地震局地球物理研究所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)( DQJB19A0121；DQJB22X12），國(guó)家自然科學(xué)基金（42004074，U1939205，U1839210）聯(lián)合資助。

【作者簡(jiǎn)介】

第一作者：李永波,男,1995年生,博士研究生,主要從事重磁位場(chǎng)反演理論與方法研究. Email: liyb@cea-igp.ac.cn

通訊作者: 陳石,男,研究員,主要從事時(shí)變重力位場(chǎng)數(shù)據(jù)處理與反演解釋研究. Email: chenshi@cea-igp.ac.cn