利用反射地震剖面探查隐伏同震破裂——以2018年台湾海峡南部M_(S)6.2地震为例

调查浅源地震在地表附近产生的同震破裂对研究地震发震构造、防御地震灾害具有重要意义。常规的地形地貌和探槽调查方法易受到盖层复杂多变的影响,在海域更是难以应用。为此,文中提出参考石油工业中时移地震的思路,用分别采集于地震发生前、后的2期反射地震剖面来识别隐伏同震破裂。2018年台湾海峡南部发生了M_(S)6.2地震,文中基于福建省地震局于地震发生前、后(2017年和2019年)在宏观震中西侧分别采集的2期多道地震资料,筛选出噪声残留、照明度、速度场、偏移算法等成像条件完全一致的2期数据体并进行互均化。经对比,同频段(20~50Hz)剖面的主要强反射波组相位相同且基本重合,满足检测地层变化的要求。对比发现,在宏观震中以西约25km、震源机制解反演得到的地震断层与反射地震剖面交叉处,断层F_(1)的形态在地震发生后无显著变化,但400m以下深度与之接触的各反射波组形态发生了显著变化,表现为标志层的极性反转、界面形态变化和基底反射波组移位。结合研究区的地质构造特征,推测此处断层的封闭性在地震发生时发生了快速改变(即同震滑动),孔隙流体沿断层面快速运移导致地层波阻抗剧烈变化。文中研究证明虽然以反射地震剖面的分辨率难以直接识别垂向同震位移,但隐伏同震破裂引起的流体运移可能使断层面附近地层的波阻抗发生显著变化,而在时移地震剖面上可以可靠地识别出这种变化。与传统的地表类调查方法相比,时移地震方法可以克服盖层对同震变形的吸收影响,扩展同震破裂的可识别范围。该方法为判别浅源地震的发震构造、滑动分布提供了新思路,对通常缺少地质调查和地表形变资料的海域地震研究尤为重要。