本文使用Vavryčuk等^[7]根据库伦—莫尔破裂准则而提出的断层不稳定系数I来甄别震源机制解2个节面中的发震断层面。I值最小为0对应最稳定断层面，最大为1对应最易发生滑动断层面。断层不稳定系数I可表示为^[8]：

式（1）中，τ_c，σ_c是发震断层面上的剪切应力和有效正应力（如图1中红色圆点）；τ，σ是待求解断层面上的剪切应力及有效正应力（图1中黑色圆点）。式（1）中的断层不稳定系数I独立于应力的绝对大小，只与摩擦系数μ、应力形因子R以及断层面法向n在主轴坐标系中的方向余弦有关。假设3个主应力分别为：

σ₁ =1,σ₂ =1 − 2R,σ₃ =− 1（2）

式（2）中的3个主应力以压缩为正，应力形因子R定义如下：

发震断层面上的剪切应力和有效正应力τ_c，σ_c可根据库伦破裂准则得到，即：

将式（4）、（5）代入式（1）：

其中：

通过式（6）、（7）和（8）可知，摩擦系数μ、应力形因子R和3个主应力方位与断层面法向n在应力主轴坐标系中的方向余弦共同约束了断层不稳定系数I。而计算震源区构造应力场可获得μ、R及3个主应力方向。

图1 断层不稳定系数的莫尔圆示意图Fig.1 Definition of the fault instability in Mohr’s diagram

本文对辽宁地区2001年1月1日至2022年12月31日的震源机制解资料进行发震断层面识别，也包括海城^[16]、岫岩^[13]，和灯塔^[14]3次5级以上地震的震源机制。其中2001年至2007年的资料从国家地震科学数据共享中心（http://data. earthquake. cn/）获取；2008年至2015年M_L3.0及以上地震的震源机制来自王岩等^[17]采用P波初动方法给出的结果；2010—2014年M_L2.5~M_L3.0的震源机制资料来自林向东等^[18]通过FOCMEC方法求解的结果；几次M_L≥4.5地震的震源机制分别由张博等^[19]，苏培臻等^[20]使用CAP方法计算得到。此外， 2016—2022年M_L≥3.0级地震震源机制本文根据戴盈磊等^[21]反演的辽宁地区最小一维P波速度模型（表1），基于P波初动极性方法^[22]进行计算，保证每个地震至少有15个初动极性符号，具体结果参数列于表2。

从表2可知，矛盾比为0.00的计算结果有6个，占到总数的12%；矛盾比在0.00~0.10之间的震源机制解15个，占30%；矛盾比介于0.10~0.20的结果18个，占36%；高于0.20的11个，占22%。

表1 辽宁地区最小一维P波速度模型Table 1 Minimum 1D P-wave velocity model in Liaoning area

表2 基于P波初动极性求解的辽宁地区2016—2022年ML≥3.0地震震源机制解Table 2 Focal mechanism solution of earthquakes with ML≥3.0 in Liaoning area from 2016 to 2022 based on P-wave first motion polarity

万永革^[23]提出了将地震震源机制水平应变花理论的面应变（A_S）作为震源机制类型划分的标准。正断型：-1≤A_S＜-0.7；正走滑型：-0.7≤A_S＜-0.3；走滑型：-0.3≤A_S≤0.3；逆走滑型：0.3＜A_S≤0.7；逆断型：0.7＜A_S≤1。避免了由于不确定型震源机制的存在给后续分析造成的困难。整理上述震源机制解数据共计253个，参照该方法进行分类（如图2）。其中，正断型（NF）地震有51个，占总体数量的20.16%；正走滑型（NS）地震29个，占总数的11.46%；走滑型（SS）地震有122个，占总数的48.22%；逆走滑型（RS）地震20个，占总数的7.91%；逆断型（RF）地震31个，占总数的12.25%。可见，辽宁地区的地震活动以走滑和正断类型为主，具体分布情况如图3。

图2 辽宁地区震源机制类型划分Fig.2 Division of focal mechanism types in Liaoning area

已有的研究^[24-26]表明，辽宁地区的地震活动性和构造应力场呈现明显的不均匀特征。因此，本文参考盛书中等^[9]在云南盈江地区反演各地震附近构造应力场的研究思路，并经过试算对比，分别以每个震源机制为网格中心，当震中距25 km范围内震源机制数量至少有6个时，计算该震源处的构造应力场，最多使用35个震源机制数据。若该范围内震源机制数量大于35，则选取距离最近的35个震源机制进行反演计算。此外，为了保证识别到全部M_L4.5及以上地震震源机制的发震断层面，将2016年5月22日朝阳M_L4.8地震的构造应力场反演震中距单独设置为100 km。在全部253个震源机制解中，共得到196个震源处的构造应力场（如图4）。由图4（a）可知，各震源区最大主应力σ₁方位以NEE向为主，倾伏角主要集中在水平和近直立2个区间内。戴盈磊等^[24]使用网格搜索方法给出了辽宁地区3个地质构造单元的构造应力场特征。其中，辽西隆起和胶辽台隆的最大主应力倾伏角较陡，华北断坳的最大主应力倾伏角较为水平，本文结果与此相近。中间主应力σ₂的方位分布相对分散一些，倾伏角多数较陡。最小主应力σ₃的优势方位为NNW向，有个别近NS向，其倾伏角大多小于σ₁。根据3个主应力的方位和倾伏角及图4（b）中的应力形因子R主要分布于0.5~0.8之间判断，辽宁地区的构造应力场属于走滑类型，且整体上处于拉张的应力状态。该计算结果与戴盈磊等^[25-26]先后使用不同数据和方法的研究结果一致。

图3 各类型震源机制空间分布Fig.3 Spatial distribution of various focal mechanisms

图4 每个震源处的构造应力场反演结果Fig.4 Inversion results of tectonic stress field at each source

根据以上震源机制数据和构造应力场结果，采用Vavryčuk^[6]的方法计算各震源机制解2个节面上的不稳定系数，将其相对较大的节面判定为发震断层面，所得结果见表3和图5。对选定的196个震源机制解发震断层面走向和倾伏角进行统计，具体结果如图6。

表3 辽宁地区ML≥4.5地震震源机制节面不稳定系数计算结果Table 3 Results of plane instability coefficient of focal mechanism of earthquakes with ML≥4.5 in Liaoning area

图5 发震断层面走向和断层不稳定系数分布图Fig.5 Seismogenic fault plane orientation and fault instability coefficient distribution

图6 发震断层面走向和倾伏角统计图Fig.6 Statistics of orientation and dip angle of seismogenic fault plane

1975年2月4日海城M_S7.3地震的发震断层识别结果为NWW向，即震源机制解的节面Ⅱ，与震中附近的海城河断裂较为吻合（图5）。邓起东等^[27]根据宏观调查、地质考察、深部结构探测及模拟实验等资料研究认为，海城7.3级地震的发震构造是一条左旋错动的NWW向构造；林邦慧^[28]研究发现海城7.3级主震的发震构造是NWW向断层；郑确^[29]的双差层析成像表明海城7.3级地震在构造上发生在海城河—大洋河与金州断裂的交汇；本文结果与之一致。

1999年11月29日岫岩M_S5.4地震发震断层识别为NWW向（图5）。高常波^[30]通过分析本次地震的区域地质构造背景，认为该地震是1975年海城7.3级地震的NW向发震构造再次活动引起的；李宇彤^[31]利用数值模拟的方法，研究海城7.3级地震和岫岩5.4级地震的共性和个性，认为二者处于同一发震构造的不同部位；郑确^[29]发现岫岩5.4级地震发生在海城河—大洋河断裂与康家岭断裂交汇处；这些说明本文的识别结果是合理的。

在2013年1月23日灯塔M_S5.1地震25 km震中距范围内，有震源机制解数据7个，识别到的发震断层是NWW向（图5）。有学者推断，该孤立型地震的发震构造是NE向的营口—佟二堡断裂^[32]；也有学者经过地震重定位研究发现，深部存在NW向的隐伏断裂^[33]；戴盈磊等^[14]的研究表明灯塔5.1级地震震源机制2个节面都处于剪应力加载状态；本文结果与之基本相符。

2008年11月14日海城M_L4.6地震、2015年11月23日大石桥M_L4.5地震和2017年12月19日岫岩M_L4.8地震的发震断层面识别结果分别为NNE向、NNW向和NWW向（图5）。杨士超等^[34]对2008年10月至2020年12月海城M_S7.3地震老震区M_L≥2.0地震进行的重新定位结果显示，老震区地震分为3个区段，即营口、海城，岫岩。海城区与岫岩区地震有明显空段。大石桥与岫岩区地震沿NW向分布，而海城震区除具有NW向展布的海城河断裂外，还存在沿海城—盖州NE向展布的隐伏断裂。以上3次地震正分别位于这3个地震区段内，且本文给出的发震断层与各自区段内的地震分布特征相吻合。

2012年2月2日盖州M_L4.7地震和2015年8月4日盖州M_L4.8地震属于盖州青石岭地震序列，发震断层面识别结果同为NWW向（图5）。与张博等^[19]通过地震重定位并结合区域地震地质资料分析该震群发震构造为NW向铲式正断层的结果一致。

将震中距设置为100 km后，共搜索到10个震源机制解，识别2016年5月22日朝阳M_L4.8地震发震断层面为NE向，符合辽西地区的地质构造格局（图5）。张帆等^[35]根据震源机制、震源深度、小震分布，区域构造特征等资料推断该地震发震构造为NEE向，也佐证了本文结果的可信度。

统计发现，根据震源区构造应力场识别的196个震源机制解发震断层面走向以NWW为主，NE-NNE向次之，且绝大多数的发震断层倾伏角较为陡立（如图6）。特别是在小震和震群活动较为频繁的海城、盖州等地区，识别的发震断层呈现共轭破裂，这与辽宁地区的主要发震、控震构造特征^[36]一致。同时，揭示出在整体NE走向的金州断裂分段处存在着NW向隐伏构造带，体现了辽宁地区中强地震的发生主要受到NE-NNE向断裂的控制，但发震构造基本上都是NW向断裂^[37]，NW向断裂与NE-NNE向断裂构成共轭格局^[38]。图5中，抚顺西北部的2次地震发震断层也与其附近的依兰-伊通断裂展布特征接近。