《Tectonophysics》：Seismic evidence for a hidden segmented anticline beneath the epicentre of the 2019 M
W 5.8 Changning Earthquake: Implications for intense induced seismicity on the southern margins of the Sichuan Craton
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•剪切波速度图像揭示了局部背斜的一个隐藏分段•背斜分段表明克拉通四川盆地的应力水平较高•该分段解释了与区域应力场相矛盾的震源机制引言水力压裂等人类活动主要引发罕见且震级较低的诱发地震，但破坏性诱发地震已被反复观测到（Atkinson等，2020）。人们已在中度至强震附近的流体
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剪切波速度图像揭示了局部背斜的一个隐藏分段
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背斜分段表明克拉通四川盆地的应力水平较高
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该分段解释了与区域应力场相矛盾的震源机制
引言
水力压裂等人类活动主要引发罕见且震级较低的诱发地震，但破坏性诱发地震已被反复观测到（Atkinson等，2020）。人们已在中度至强震附近的流体注入点附近识别出中强地震（Evans等，2012；Ghofrani和Atkinson，2020；Keranen等，2013；Lei等，2019a、Lei等，2019b；McGarr，2014；Schultz等，2020），引发了对灾难性诱发地震风险的担忧。作为中国西南部诱发地震的全球典型高风险区，四川盆地南部，尤其是长宁页岩气储层附近，以群集性强的诱发地震为特征（Atkinson等，2020；Lei等，2019a、Lei等，2019b），地震震级从2017年MW 4.7筠连地震和2018年MW 5.2兴文地震逐步升级至2019年MW 5.8长宁地震（Li等，2021b）。在2019年长宁主震后18天内，震源区共发生了5次MS ≥ 5的余震（Yi等，2019）。该地震序列造成13人死亡、226人受伤（Hu等，2021），同时造成当地建筑物和道路受损（Jiang等，2020）。如此强烈的地震活动引发了广泛的科学关注，因为克拉通四川盆地南部边缘（Dou等，2024）长期以来一直被认为是构造稳定区域，具有较低的壳变形速率（R. Xu等，2024），且没有大型活动断裂（Jiang等，2020）。
长宁地震的地震波形最佳拟合为一个强非双力偶震源机制（J. Liu和Zahradník，2020），在3–4公里深度具有混合逆冲和走滑分量（J. Liu和Zahradník，2020；Yi等，2019）。其大部分余震线性分布在主震震中西南侧，走向约为120°（Yi等，2019），大致与长宁背斜的轴线重合。同震地表形变反演得到的断裂面走向与线性地震序列平行，向西南倾斜，倾角约为31–43°（Gao等，2022；Wang等，2020）。该断裂面在主震震源深度（约3公里）处以走滑运动为主，在较浅深度则过渡为逆冲滑动。不同研究获得的主压应力方向总体一致为东西向，其中震前数据集偏好NW-SE走向（Heidbach等，2010；Jiang等，2020；J. Liu和Zahradník，2020），同震数据集偏好SW-NE走向（Li等，2021b；Yi等，2019）。总体而言，关于长宁地震的多学科研究已达成一个共识：现今近东西向的构造挤压是长宁地震应力积累的原因，尽管关于确切触发机制仍有争论。
然而，尚不清楚为何在这样一个据称刚性的克拉通区域——即变形甚微的区域（R. Xu等，2024）——会发生如此大的地震。一个合理的假设是，克拉通四川盆地南部边缘的应力水平已经较高，但坚固的岩石圈和地壳使相关应变率很小。但在长期的东西向构造挤压下，较小的应变率也能随时间累积可观的变形（应变）。对MS ≥ 3.6余震的震源机制进行详细检查（Yi等，2019）揭示了一群指示NE-SW压缩的事件，这与区域平均主压应力近东西向的走向不一致。这些异常事件可能指示了局部变形改变应力场的位置。高分辨率地震成像可能捕捉到与局部变形相关的构造特征。然而，由于台站覆盖相对稀疏，以往的地震层析模型缺乏足够的空间分辨率（Y. Li等，2025；Liu等，2023；Zhang等，2020a；Zhao等，2023）。
在此，我们提出了长宁地震序列地下结构的高分辨率三维剪切波速度模型。该模型的分辨率高于以前的模型，因为我们的地震台阵平均台站间距为1公里，比先前研究中使用最密台阵的密度高出四倍（Y. Li等，2025）。我们的模型揭示了长宁背斜中先前未被识别的一个分段，支持了四川盆地南部边缘应力水平较高的观点，并通过局部应力场扰动解释了这些异常事件。
章节摘要
地质背景
我们的研究区位于四川盆地南部边缘，属于华南扬子板块的一部分。扬子板块北接华北克拉通，西邻青藏高原，东南与冈瓦纳板块相接（图1a）。多项研究表明，扬子板块在奥陶纪之前一直是一个稳定的克拉通，这从广泛分布的太古代和古元古代结晶基底可以得到证实（S. Zhang等，2006；Zheng等，
长宁地震台阵
我们使用了中国科学院青藏高原研究所于2021年9月20日至10月31日在长宁地区部署的密集地震台阵所记录的连续波形数据。该密集台阵由180个短周期地震仪组成，在5–150 Hz范围内具有线性频率响应。台阵覆盖了一个矩形区域，包含2019年Mw 5.8长宁地震及其余震序列，平均台站间距约为1公里（图2）。密集的台站
噪声互相关函数（NCF）
通过对180个台站的地震记录进行互相关，我们获得了16,110个NCF。对称NCF按0.5公里宽度分箱叠加后的结果显示出约2.5 km/s的平均面波速度（图6a）。对分箱叠加的NCF进行带通滤波后，揭示了0.2至5 Hz之间清晰的面波信号（图6b、c）。
与台阵东南角台站相关的原始NCF表现出不对称的波形，表明噪声源空间分布不均匀（
与基于局部地震层析的Vs模型的比较
此前长宁地区的区域速度模型是使用相对稀疏地震网络的局部地震层析（LET）构建的（Li等，2021a；Y. Li等，2025；Sun等，2021）。这些网络的覆盖面积大于2019年Mw 5.8长宁地震的震源区，平均台站间距大于4公里。相比之下，本研究中使用的密集台阵实现了约1公里的平均台站间距，从而能够在震源下方获得更高分辨率的速度模型
结论
利用密集地震台阵（间距约1公里）进行环境噪声层析分析，揭示了长宁背斜西段此前未被识别的分段。该分段证明了克拉通四川盆地南部边缘应力水平较高，为这一通常被认为构造稳定且地震静止区域中强烈的诱发地震提供了物理解释。该分段还容纳了区域东西向挤压，产生了一个局部化的NNE-SSW压应力
CRediT作者贡献声明
Yihe Xu：撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 初稿，可视化，软件，方法学，形式分析，概念构思。Shunping Pei：撰写 – 审阅与编辑，资源，项目管理，资金获取，概念构思。Hui Dou：撰写 – 审阅与编辑，可视化。Chuandong Xue：撰写 – 审阅与编辑。Chunmei Ren：撰写 – 审阅与编辑。Qiong Wu：软件，形式分析。Hanlin Liu：调研，数据整理。Lei Li：调研，数据
利益冲突声明
作者声明，他们不存在可能影响本文所报告工作的已知的竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本研究获得了国家自然科学基金（批准号：42130306和U2039203）和国家重点研发计划（批准号：2026ZD1012000）的经费支持。图表使用通用制图工具（Wessel等，2013）和Matplotlib包（Hunter，2007）制作。
Yihe Xu | Shunping Pei | Hui Dou | Chuandong Xue | Chunmei Ren | Qiong Wu | Hanlin Liu | Lei Li
