重復地震是指發(fā)生在同一斷層塊上由于反復加載和破壞而產(chǎn)生的一系列地震事件。全球已有觀(guān)測的重復地震主要分布于板塊邊緣的活動(dòng)斷裂帶與俯沖帶（圖1），是板塊運動(dòng)的一種表現形式。由于重復地震能夠用于估算斷層滑動(dòng)速率，監測地下介質(zhì)的屬性變化，和分析大震孕震過(guò)程等，相關(guān)的研究最近受到廣泛關(guān)注。近年來(lái)也有越來(lái)越多的研究發(fā)現板內重復地震的存在，比如在2008年汶川8級地震所在的龍門(mén)山斷裂帶。

　　海原斷裂帶是青藏高原東北緣一條重要的活動(dòng)斷裂，其主要表現為左旋走滑特征。沿著(zhù)海原斷裂帶發(fā)生了幾次大的地震，包括1920年海原8級地震，1927年古浪8級地震，1990年景泰6.2級地震，2016年門(mén)源6.4級地震。其中1920年海原地震與1927年古浪地震之間的區域由于沒(méi)有大的地震而被稱(chēng)為著(zhù)名的“天祝地震空區”。大地測量學(xué)發(fā)現在海原斷裂帶老虎山段存在淺層蠕滑現象，但是蠕滑的驅動(dòng)機制和深度，以及與地震的關(guān)系尚不清楚。

　　中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所地球內部結構及動(dòng)力學(xué)學(xué)科組鄧陽(yáng)凡特任研究員與佐治亞理工學(xué)院彭志剛教授，天津大學(xué)劉靜教授合作，利用2009-2018年該地區發(fā)生的兩萬(wàn)多次小地震事件波形，通過(guò)互相關(guān)獲得了青藏高原東北緣的重復地震分布。如果選擇互相關(guān)系數CC≥0.90，他們發(fā)現了9.7%的地震為重復地震，選擇CC≥0.92則有4.6%的地震為重復地震，選擇CC≥0.95則有0.6%的地震為重復地震。在海原斷裂帶老虎山段, 采用各種不同互相關(guān)系數，都能檢測到重復地震的出現，而且重復地震主要發(fā)生于大地測地學(xué)所觀(guān)測到的蠕滑區域的最大值附近（圖2）。重定位的重復地震普遍深于4km，與淺部蠕滑相對應，推斷這些重復地震位于淺層蠕滑區和深層閉鎖區之間的過(guò)渡帶，且重復地震能夠被淺層蠕滑所驅動(dòng)。

　　該研究也發(fā)現在古浪地震余震區有不少重復地震。該區至今仍有較強的地震活動(dòng)性，因此也被稱(chēng)為“古浪地震窗”，推測可能與該地區地震波速度較低，巖石強度較弱有關(guān)。該區也位于1927年古浪地震震后的長(cháng)期弛愈區域。重定位后的地震主要落在兩條南北向的條帶上，表明可能存在兩條隱伏的斷層。

　　對比全球其他板內大震的余震持續時(shí)間，本次研究推測海原斷裂帶附近的重復地震有可能與1920年海原地震和1927年古浪地震的震后長(cháng)期弛愈過(guò)程有關(guān)。未來(lái)在該區域會(huì )開(kāi)展更多的地球物理精細結構反演和地表斷層觀(guān)測等相關(guān)研究，進(jìn)一步了解重復地震，斷層蠕滑，和大地震周期的關(guān)系。

　　此外，本次研究也發(fā)現該地區也有大量的與采礦爆破有關(guān)的重復事件，它們具有與自然地震不同的波形，并且發(fā)震時(shí)間，發(fā)震震級，地表地形都有明顯特征。

圖1 全球發(fā)現重復地震的主要分布區域 (Uchida and Bürgmann, 2019)

圖2 (a) 青藏高原東北緣主要斷裂分布，M>3.5級地震的震源機制及GPS速率。藍色方框標出了海原斷裂的老虎山段。

(b)海原斷裂帶老虎山段的地震及重復地震分布。藍色方框標出了大地測量學(xué)所觀(guān)測到的蠕滑區域。

(c)大地測量學(xué)估計的沿著(zhù)斷層走向的平均蠕滑速度 (Jolivet et al., 2013)，0點(diǎn)位置為(b)中的黑色方框位置。

(d) 沿著(zhù)斷層走向隨時(shí)間變化的地震及重復地震分布。

　　本研究受到中國科學(xué)院先導專(zhuān)項B（XDB18000000）、中國科學(xué)院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )，中科院廣州地化所涂光熾優(yōu)秀青年人才和地震動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室的資助，相關(guān)研究2020年7月發(fā)表在地球科學(xué)主流期刊journal of geophysical research: solid earth上。

　　論文信息：Deng, Y., Peng, Z., & Liu‐Zeng, J. ( 2020). Systematic search for repeating earthquakes along the Haiyuan fault system in Northeastern Tibet. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 125(7) e2020JB019583.

    論文鏈接：https://doi.org/10.1029/2020JB019583.

（同位素地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室供稿）