1958年2月茂汶-北川6级地震发震断层及其与汶川大地震关系研究

On February 8th, 1958, an M6 earthquake occurred near Longmenshan fault in the Maowen-Beichuan region, and this event provided valuable case for studying interaction with the 2008 Wenchuan Earthquake. However, due to very sparse seismic network and limited waveform data, source parameters of the earthquake was not well resolved and the ruptured fault plane was not known, hampering studies of its interaction with Wenchuan earthquake. We plan to install a few portable seismometers around the epicenter of the M6 event, and retrieve Green's function from ambient noise, then refine epicentral location; and we will also collect historical seismograms and digitize them to get waveforms and resolve rupture directivity and fault plane. Thereafter, we study the interaction of the M6 earthquake and the great Wenchuan earthquake. This project will also be helpful for studying other historical earthquakes many decades ago.

1958年2月8日（北京时间），在四川省茂汶-北川县发生了一次6级地震，距离龙门山断裂带很近，为研究历史地震对龙门山断裂带的影响及与2008年汶川地震关系提供了难得的案例。然而，当时地震台网非常稀疏、地震图纸未数字化，地震位置及震源机制解等震源参数精度不高，使得难以确定其发震断层、并研究其与汶川大地震的关系。本项目计划在此次地震附近架设5台宽频地震仪，进行2年的观测，基于背景噪声提取这些流动台与拉萨、昆明、北京等固定台之间的格林函数；搜集1958年北川地震的图纸记录，并进行数字化；对比地震波形与噪声格林函数，准确测定此次地震的位置；并利用波形测定震源深度、机制解、破裂性方向性，判断发震段层面；计算此次地震在龙门山断裂带上造成的应力变化，从而探讨其与汶川大地震的关系。同时也希望本项目能为历史上其它中强地震的震源参数准确测定及发震机理研究提供一个参考方案。

本项目聚焦于探究1958年发生在龙门山断裂带附近的M6北川地震与2008年M8汶川大地震关系的重要问题。但已有研究对于1958年北川地震的水平位置以及震源深度等参数存在较大争议，且对龙门山断裂带的影响尚不明晰。因此本研究围绕1958年北川地震震源准确位置的测定，开展了一系列的研究工作。.我们收集了1958年北川地震的历史地震记录并数字化，测量了波形记录清晰的体波面波不同震相的走时信息。针对如何获得震中至各个固定台的格林函数，完成路径校正，从而约束震源位置这个关键问题，我们展开了三方面工作：（1）计算震中附近区域的台站（包括震中附近布设的五个临时台站和多个四川省地震台）与远处固定台的背景噪声互相关函数，并测量噪声经验格林函数中不同周期面波群走时。（2）利用震中附近发生Mw>5地震作为参考地震事件，并测量P波和不同周期面波的走时差。之后我们利用相对定位方法，基于参考台站的经验格林函数以及参考地震事件中测量的不同波形震相走时差，对1958年北川地震的震中位置进行了约束。（3）根据一维水平层状结构理论计算远场体波格林函数，得到理论P波及其深度震相的走时差，与观测进行对比约束震源深度。.我们得到1958年北川地震震中位置位于北纬31.83°、东经104.40°，震源深度约13~14km，此次地震以逆冲为主。计算了此次地震对附近断层造成了0.1 bar量级的静态应力加载，远小于震源破裂前锋产生的动态应力加载量巨大可达几十、几百MPa，未能立刻引发整个龙门山断层的破裂发展成M8大地震。本项目研究为20世纪早期历史地震准确震源参数确定提供了有效方法，并为稳定大陆地区地震与发震断层机理研究提供了重要参考。