Abstract
- 研究通过使用密集的地震阵列和永久站点数据，构建了详细的微震目录，揭示了三江横向碰撞带（SLCZ）区域内的地震活动与地壳变形之间的密切关系。研究表明，S波分裂（SWS）数据可以有效地揭示上地壳各向异性，并且这种各向异性受到了应力场、断层及局部结构的多重影响。
1.Introduction
- 区域变形和应力分布的研究：
通过分析地震各向异性，揭示了SLCZ地区的应力场分布、断层分布和深部结构特征。地震各向异性是理解构造变形和物质流动的重要指标，能够揭示区域内的应力、深部复杂结构和动态机制。
- S波分裂分析（SWS）：
S波分裂分析是一种有效的技术，用于研究地壳和上地幔的各向异性特征。在SLCZ区域，快速S波的极化方向通常与最大主压应力平行，并且会受到附近断层的影响。此外，慢速S波的时间延迟（TDSS）提供了介质各向异性程度的定量信息。通过SWS参数分析，可以揭示区域应力和断层特性。 - 微震识别方法：
由于传统地震台网中的地震数据数量有限，微震识别方法被应用于提高有效记录的数量，并从中提取高质量的SWS参数。通过这一方法，能够获得更多小震事件的数据，这些数据对于研究上地壳各向异性和区域变形分布至关重要。 - 数据来源与研究方法：
本研究利用了三江阵列（SJ阵列）收集的连续地震记录，并结合微震识别方法增加了有效事件的数量。通过这些数据，提取了更多的SWS参数，进一步研究了SLCZ区域的地壳各向异性以及其与应力、断层和区域构造的关系。
2.Data
- 研究利用中国地震局地震预报研究所部署的密集SJ阵列收集的连续地震记录，阵列由26个临时站点组成，站点分布在SYB西部边界两侧，站点间距小于20公里。为了增强阵列的空间覆盖，本研究还结合了该区域的七个固定台。
3. Methods
3.1. Detection and location of microseismic events
- 微震事件检测与定位方法：基于机器学习的LOC-FLOW工作流进行微震事件的检测与定位（Zhang等，2022）。该工作流包括多个步骤：P波和S波相位拾取、相位关联、绝对定位和双差法相对定位。
- 相位拾取：使用RNN（递归神经网络）相位拾取模型来识别P波和S波的到达时间（Yu等，2022）。该模型通过数据点的置信度水平来进行相位拾取，输出对应的P/S波相位时间和类型。
- 相位关联：通过REAL（快速地震关联与定位）自动相位关联方法（Zhang等，2019）将拾取到的P波和S波相位关联到具体的地震事件，建立初步的微震目录。
- 绝对定位：使用HYPO-INVERSE方法（Klein，1978；Lienert等，1986）进行单事件的绝对定位，结合局部速度模型提供更准确的定位结果。
- 相对定位：使用hypoDD方法（Waldhauser和Ellsworth，2000）进行相对定位，通过减少对速度模型的依赖，精确确定事件间的相对位置，从而提高定位精度。
3.2. SWS analysis of microseismic events
- 使用系统分析方法（SAM）提取微震事件的SWS参数。
- 选择震级小于ML3.5且符合S波窗口的高质量S波波形进行分析。
- 通过旋转粒子运动轨迹到真北并消除时间延迟，成功分离出快速S波和慢速S波。
- 获得了参数（PDFS为167°，TDSS为0.09秒）。
4.Results
4.1 微震识别
- 在自动地震相位识别过程中，获得了6,442,622个P波和2,904,800个S波相位。地震事件的关联基于最早P波的站点，采用0.3°水平范围和30公里深度范围，网格大小为0.2° × 0.2° × 2公里。事件识别的标准包括至少六个相位，其中包含至少三个P波和一个S波相位，并且至少一个站点同时记录P波和S波。
- 使用Long等人（2021）提供的1D速度模型，经过选择间隙角小于300°和旅行时间残差小于0.5秒的事件，最终识别出20,174个事件，与121,154个P波相位和86,658个S波相位相关联。
- 通过双差定位法进行精确定位，设置事件-站点对距离不超过150公里，事件对距离小于15公里，每对事件至少有4对相位。最终，通过最小二乘共轭梯度法获得了包含11,495个事件的高精度相对定位目录。（3b）
4.2 S波分裂结果
- 通过应用SAM方法对新检测到的微震事件的波形记录进行分析，我们获得了31个站点的SWS参数，新增了729个有效记录。除了两个永久站点（YOS和YUL），其他站点均获得了新的SWS结果。图S2展示了所有站点的PDFS的等面积投影玫瑰图。
- 与之前的研究相比，本研究大大增加了有效记录的数量，总共获得了864个SWS参数，比之前研究的记录数量多了4.9倍。通过对比分析，发现大部分站点的PDFS一致性较高，少数站点（如SJ13和EYA）表现出复杂或双重主导的PDFS，可能与地质结构的复杂性有关。
- 表S1展示了所有站点的平均PDFS和标准化TDSS，标准化TDSS的范围为2.8到5.2 ms/km，反映了不同站点介质的各向异性强度。此研究提供了更多的微震事件数据，进一步验证了SWS参数的可靠性。
5. Discussions
5.1 不同地震目录的比较
- 通过四个微震识别过程（包括自动相位识别、地震关联、绝对定位和相对定位），我们获得了微震目录和相对定位目录。微震目录更注重完整性，而相对定位目录则选择了根据严格标准筛选出的高精度事件。
- 将微震目录与CENC目录进行比较，CENC目录包含1754个地震，而我们的微震目录在相同区域包含18,139个事件，数量是CENC目录的10倍以上。我们通过时间差小于5秒且震中距离小于10公里来判断两个目录中的地震是否为同一事件，匹配后的地震召回率达到82.2%。
- 图5展示了微震目录与CENC目录之间在时间、空间、震级以及震源深度方面的比较情况，结果表明两个目录的地震在空间和时间上的匹配度较高，震级差异较小，震中距离主要集中在1–3公里范围内。微震目录的震级-频率关系符合Gutenberg-Richter定律，且其完整性震级从CENC目录中的ML1.1降至本研究中的ML0.4（图6）。
5.2 微震事件的空间分布特征及隐伏断层识别（继承前人数据 → 验证前人假说 → 补充前人模型 → 提升研究方法）
- 研究基于高精度相对定位结果，揭示了微震事件在研究区的细致空间分布特征。事件主要集中于三个区域：LQF以东的NNE向活动带、WQF以西的NW向带状区及断层交汇的中部区域。震源深度集中于7–12 km，分布于上地壳。
- 通过沿主要断层布设的七条剖面分析，识别出WQF西侧存在一条倾向东北的隐伏断层，活动性强，可能与2021年漾濞地震序列有关；LXF断层在鹤庆盆地东、西边界均表现出走滑特征，控制构造块体边界；CHF为一条高角度左旋走滑断层，深部结构清晰。
5.3上地壳各向异性的空间分布特征
- 综合图 8 的快波极化方向分布、图 9 的标准化TDSS空间格局以及表 1 的定量统计结果，研究区上地壳各向异性表现出明显的构造分区特征与空间耦合关系。A 区主导PDFS方向为NNW，TDSS较高且稳定，受控于WQF与LYF等断裂；B 区构造最复杂，B1表现出PDFS双峰特征，B2靠近RRF，TDSS最高（4.5 ms/km），表明该区应力集中，各向异性最强；C 区方向多样，TDSS较低，各向异性较弱。图 9 显示的TDSS高值区主要分布于断裂及其交汇带，尤其集中在WQF西侧与RRF附近，且与微震活动分布高度重合，进一步印证了高各向异性强度与应力集中区、震源密集区之间的高度相关性。这一对应关系表明，SWS参数不仅可反映构造应力场与断裂几何，还能有效指示潜在地震危险区。
5.4上地壳各向异性的形成机制分析
- 研究区上地壳各向异性的成因机制表现出明显的区域差异，主要受区域应力、断裂几何、构造交汇和流体作用共同影响。A区与B2区的PDFS方向与主压应力一致，表明区域应力主导各向异性形成，局部断裂起辅助作用。B1区位于多断层交汇处，普遍存在双主极化方向，反映了局部应力扰动与断裂交互的叠加效应。C区PDFS方向虽偏离区域主应力，但与GNSS应变、P波各向异性及震源机制方向一致，说明以断裂主控的结构织构为主因。
- TDSS高值区与微震活动和主要断裂带密切重合，特别是在WQF西侧与RRF附近，表明各向异性可作为识别应力集中与破裂敏感区的重要指标。长期构造应力与热液活动可能导致介质弱化和孔隙率升高，进一步增强了断裂带的各向异性响应。双主极化方向还可用于估算断层的应力集中范围，其中LXF南段约10 km，RRF区域可达约20 km。
6 Conclusions
- 本研究在青藏高原东南缘横向碰撞带内，利用密集地震台阵与微震识别方法，构建了高完整性的微震目录（ML完整性降至0.4）与相对定位目录。地震多集中于上地壳（7–12 km），揭示了多个高倾角断裂。S波分裂分析获得864条有效S波记录，分辨率显著提升，使得PDFS方向的空间渐变特征得以解析。各向异性在ICB区表现为NNW向、受区域应力控制，在LHW区则表现为NNE与ENE方向、受结构主控，SYB西界则为应力-构造耦合的过渡带。双主极化方向揭示了断裂应力集中范围，TDSS高值区与微震密集区高度一致，表明上地壳各向异性与地震活动密切相关。此外，研究支持26°20′N构造界线源自上地幔的观点。
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