宋春燕 馬 瑾 冉慧敏 黃輔瓊

1)中國地震局地質(zhì)研究所，地震動力學(xué)國家重點實驗室，北京 100029

2)新疆維吾爾自治區(qū)地震局，烏魯木齊 830011

3)中國地震臺網(wǎng)中心，北京 100045

0 引言

北京時間2014年2月12日新疆于田縣發(fā)生7.3級地震，由于2008年于田7.3級地震發(fā)生后緊接著發(fā)生了汶川8級地震，此次地震與前次地震的關(guān)系及其發(fā)生的背景和趨勢備受人們關(guān)注。程佳等(2014)研究認為2014和2008年2次地震發(fā)生在阿什庫勒斷裂帶，存在相同的力源作用，2008年于田地震對本次地震有促進作用。宋金等(2014)計算了2008年以來于田地區(qū)4次MS5.5以上地震產(chǎn)生的靜態(tài)庫侖破裂應(yīng)力場變化，認為貢嘎錯斷裂中段及東北段、普魯斷裂中西段和龍木措－邦達錯斷裂帶存在一定的地震危險性。

圖1 2014年于田7.3級地震區(qū)的地貌影像圖Fig.1 Topographical images of Yutian M S 7.3 earthquake region.

2008年于田7.3級地震震中位于阿爾金斷裂西部帚狀構(gòu)造末端，阿爾金斷裂和康西瓦斷裂的交會區(qū)，距本次于田7.3級地震僅約110km(圖1)。2次7級以上地震的發(fā)震機制及其對阿爾金斷裂活動的意義是什么?有很多研究人員注意到7.3級地震余震有沿近SN方向分布的特征，但沒有進行深入分析;我們還發(fā)現(xiàn)7.3級地震周圍的5級以上地震沿近SN方向分布，這些SN向的地震活動對本次7.3級地震的發(fā)生有何影響，值得研究。Furuya等(2011)利用InSAR圖像對2008年于田地震進行同震位錯反演后，認為地震可能存在2個破裂面，本文研究發(fā)現(xiàn)2008和2014年于田地震有相似的地質(zhì)構(gòu)造背景和應(yīng)力條件，本次地震是否會存在2個破裂面，本文對這些問題進行了討論分析。

1 2014年于田地震的基本情況

據(jù)中國地震臺網(wǎng)測定，北京時間2014年2月12日17時19分48.3秒新疆于田縣發(fā)生MS7.3地震，震中位于(36.1°N，82.5°E)，震源深度12km;2014年2月11日10時14分于田發(fā)生的MS5.4地震是其前震。

1.1 余震空間分布特征

采用新疆臺網(wǎng)定位結(jié)果，地震定位時，新疆地震臺網(wǎng)選用了周邊省份的幾個地震臺和流動測震儀的數(shù)據(jù)，提高了余震的監(jiān)測能力，于田7.3級地震及其序列定位的精度為一類精度。截至2014年6月12日，7.3級地震的MS3以上的余震發(fā)生了64次，其中MS5.0～5.9地震2次，MS4.0～4.9地震16次，MS3.0～3.9地震46次，最大余震為2月12日17時24分的MS5.7地震。于田7.3級地震的余震大致沿NE向分布(圖1)，余震區(qū)的西南段呈近SN向分布，沿NE向較長，沿SN向較短;絕大部分余震與前震在余震區(qū)西南段密集分布(占序列總數(shù)的85%)，強余震(全部的5級和81%的4級地震)絕大多數(shù)都分布在這個區(qū)域，第1天的余震主要在這個區(qū)域呈近SN向分布，余震由西向東擴展。

由1900年以來震源區(qū)附近5級以上地震震中分布可以看出(圖1)，自1982年開始，在2014年于田7.3級地震近SN方向上發(fā)生過一系列的6級左右地震，即1982年11月1日5.5級、2011年9月15日5.5級、2012年8月12日6.2級地震，還有7.3級地震前1天的5.4級前震，這些地震沿N10°W方向分布，分布方向和余震區(qū)西南部分的地震分布一致。

1.2 7.3級地震前，SN方向破裂帶上的地震活動特征

圖2是7.3級地震震源區(qū)附近5級以上地震震中分布圖，由于這個地區(qū)1982年的地震監(jiān)測能力較弱，1982年的5.5級地震記錄到的余震較少，從MS3.0以上余震分布可以看出沿SN向分布的趨勢;2011年5.5級地震的余震很明顯沿SN向分布;2012

年6.2級地震在這組地震的最南端，與2014年7.3級地震的余震區(qū)有重疊部分，該地震的3級以上余震主要沿SN向分布。此次7.3級地震位于1982年5.5級和2012年6.2級地震之間，填補了此SN向地震帶的空段。

利用新疆地震局地震目錄，選取2005年以來，7.3級地震近SN向破裂帶 2級以上地震，基于 N－M、lg N－M圖像方法確立了于田地區(qū)2005年以來MS2.0以上地震的目錄是完整的。從2005年以來的震中隨時間遷移圖(圖3)可以看出，在這次7.3級地震前近SN向地震帶南部3級以上地震最先活動，產(chǎn)生應(yīng)變釋放區(qū);之后北部3級地震開始活動，2011年之后2級以上地震從南北兩端快速向中間發(fā)展，達到了協(xié)同化條件(馬瑾等，2014)，其后在應(yīng)變積累區(qū)發(fā)生2014年于田7.3級地震。

圖2 震源區(qū)附近5級以上地震震源機制及余震分布Fig.2 Distribution of earthquakes above M S 5 and their aftershocks and focal mechanism parameters.

1.3 震源機制解

1.3.1 2014年于田7.3級地震震源機制

新疆地震局唐蘭蘭采用初動加振幅比方法得到的震源機制結(jié)果與美國USGS、哈佛大學(xué)的結(jié)果基本一致(表1)，表明這次是以走滑為主并具有正傾滑分量的地震。P軸方位近SN，T軸方向近EW(圖4);節(jié)面I的斷層走向為近NE向，節(jié)面Ⅱ的斷層走向為NNW向。

圖3 沿SN向破裂帶震中隨時間遷移Fig.3 Temporal-spatial distribution of earthquakes along the NE-trend fault.

表1 于田7.3級地震震源機制解Table 1 Focal mechanism parameters of Yutian M S 7.3 earthquake

1.3.2 于田7.3級地震周圍5級以上地震的震源機制解特征

由于田7.3級地震周圍的5級以上地震的震源機制解(表2)可以看出，這些地震節(jié)面Ⅱ的走向為NW—NNW向(圖2);節(jié)面Ⅱ的滑動角顯示地震的破裂方式均表現(xiàn)出右旋走滑或正傾滑特征;P軸方位均為近SN向，T軸均近EW，具有相同的應(yīng)力條件。

圖4 于田7.3級地震震源機制圖解Fig.4 Focal mechanism parameters of Yutian M S 7.3 earthquake.

表2 震源機制解Table 2 Focal mechanism parameters

2 發(fā)震構(gòu)造討論

阿爾金斷裂是一條左旋走滑活動斷裂，西起藏北郭扎錯南，向東北經(jīng)東昆侖、阿爾金山延伸到甘肅金塔附近，全長約1 600km;該斷裂帶為青藏高原北部邊界，總體走向NEE，斷面向SE傾，傾角60°～80°，為全新世活動斷裂，左旋走滑和逆沖縮短十分明顯，由多層次的多條斷裂組合而成，排列形式有雁列、斜列和分支等多樣(國家地震局“阿爾金活動斷裂帶”課題組，1992)。根據(jù)斷裂的展布及活動特征，將該斷裂帶劃分為3段，西段斜穿昆侖山脈，將昆侖山劃分為以東和以西兩部分;中段沿阿爾金山脈，成為塔里木盆地和柴達木盆地的分界;東段截切祁連山脈。于田7.3級地震發(fā)生在阿爾金斷裂西段(庫牙克以西)，該段由1組斜接的分叉斷裂和“帚”狀斷裂組合，從東到西逐漸散開(圖5)。

圖5 阿爾金斷裂帶7級以上地震分布Fig.5 Distribution of earthquakes above M S 7 in Altyn Tagh fault zone.

7.3 級地震及其余震震中位于硝爾庫勒盆地南緣的分支斷裂上，斷裂性質(zhì)以張扭性左旋走滑－正斷層為主。阿爾金活動斷裂帶西南段構(gòu)造比較復(fù)雜，硝爾庫勒及其周邊的分支斷裂，呈左旋左階排列，易產(chǎn)生拉張作用，斷裂的左旋走滑運動，使夾持其間的塊體南北邊界受左旋剪切作用，容易形成張扭性分支斷層;前人在此(2014年于田7.3級地震以北)標(biāo)示了1條近NNW向的分支斷裂(國家地震局“阿爾金活動斷裂帶”課題組，1992)。

據(jù)震后高精度衛(wèi)星影像資料顯示，這次地震造成約10km長，NE走向的地表破裂帶，左旋位移量≤1m①大陸構(gòu)造與動力學(xué)國家重點實驗室，2014年2月12日新疆于田地震(M S7.3)發(fā)展構(gòu)造認識，http:∥www.cags.ac.cn/YWJX/2014/0221-2.html。。震后李海兵等②李海兵等，2014，2014年于田地震(M S 7.3)地表破裂特征及構(gòu)造意義:特殊的地表破裂帶，見“第七屆構(gòu)造地質(zhì)與地球動力學(xué)學(xué)術(shù)研討會”報告。對地震震中區(qū)進行了調(diào)查，查明了地震地表破裂的分布情況，現(xiàn)場考察在硝爾庫勒盆地南緣發(fā)現(xiàn)地震地表破裂帶，主要沿NE向左行破裂，地表破裂是錯開的不連續(xù)的2段，在破裂的西部沿NW向有較大規(guī)模的右旋破裂帶(X型破裂)，認為破裂帶附近是于田7.3級的位置。

綜上所述，結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造背景、震源機制解結(jié)果、余震分布和地表破裂特征，分析認為于田7.3級地震受NE向阿爾金斷裂帶構(gòu)造應(yīng)力影響，在西段硝爾庫勒拉分盆地受到局部近EW向的拉張作用力，首先沿近SN向破裂;這個構(gòu)造部位的解鎖，促使阿爾金斷裂左旋錯動，產(chǎn)生NE向破裂，應(yīng)力向E傳播。這與前人研究的該地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境和應(yīng)力條件相符(國家地震局“阿爾金活動斷裂帶”課題組，1992;尹光華等，2008;沈軍等，2013)。

3 2008年于田地震與本次地震的關(guān)系

2008年3月21日于田7.3級和2014年于田7.3級地震震中均位于阿爾金斷裂西段的帚狀分支斷裂，相距約110km。中國地震臺網(wǎng)測定2008年于田地震微觀震中在(35.60°N，81.60°E)。唐明帥等(2010)根據(jù)和田地震臺陣數(shù)據(jù)，應(yīng)用寬頻F－K分析方法，對2008年于田地震序列(2008年3月21日至8月31日的119次ML≥4.0余震)進行重新定位，定位的主震震中在35.70°N，81.43°E，位于阿什庫勒拉分盆地(圖6)，是西昆侖山康西瓦斷裂帶與阿爾金山斷裂帶的交會部位，余震呈近SN向分布，長約111km。眾多學(xué)者通過對該地區(qū)發(fā)震構(gòu)造的研究，分析認為位于阿什庫勒盆地的阿爾金斷裂西南分支阿什庫勒－郭扎錯斷裂是2008年于田地震的發(fā)震構(gòu)造(尹光華等，2008;李海兵等，2008;李志海等，2009;李杰等，2012;沈軍等，2013)。

2008年7.3級地震的震源機制為略帶走滑的正斷層，T軸近EW向(聶曉紅，2008)，與本次地震有相似的應(yīng)力條件。王凡等(2011)利用GPS觀測資料證實2008年于田地震存在顯著的左旋走滑分量。沈軍等(2013)對2008年于田地震進行了考察，發(fā)現(xiàn)的地震地表破裂長近31km，位于阿什庫勒盆地南緣的1條近SN向斷裂上，破裂帶總體走向近SN，但局部發(fā)育NNW向和NNE向共軛斷裂。說明2008年于田地震也是在阿什庫勒拉分盆地受到局部近EW向的拉張作用力，產(chǎn)生近SN向破裂，從而導(dǎo)致了地震的發(fā)生。

2008年和2014年于田地震的局部動力環(huán)境有所不同，前者地質(zhì)構(gòu)造和地震破裂方式較為復(fù)雜，地震發(fā)生區(qū)域由北部的康西瓦左旋走滑斷裂、西南部的喀喇昆侖右旋斷裂、東部的阿爾金左旋走滑斷裂、以及東南部的龍木錯－郭扎錯斷裂所圍，地震震源斷錯為左旋正斷層，屬于拉張型;2014年于田地震震中位于阿爾金斷裂西段的帚狀分支斷裂，地震震源斷錯為左旋走滑并具有正傾滑分量。但這兩次于田地震大的構(gòu)造環(huán)境和應(yīng)力條件相似(圖6)，地震都發(fā)生在拉分盆地及其附近，這個構(gòu)造部位的解鎖，有助于阿爾金斷裂的左旋錯動，2008年于田地震對2014年于田地震有觸發(fā)作用(萬永革等，2010;程佳等，2014)。

圖6 于田地震發(fā)震構(gòu)造示意Fig.6 Sketch map of seismogenic structures of Yutian earthquake.

4 阿爾金地震帶1900年以來7級地震活動及其對阿爾金斷裂帶的意義

有歷史記錄以來阿爾金斷裂曾發(fā)生過2次7級以上地震，分別為1924年民豐7級雙震，在本次地震以東約150km;2008年于田7.3級地震，距本次地震約110km。這幾次7級地震都發(fā)生在塔里木盆地南側(cè)、阿爾金斷裂帶西段。值得注意的是這些地震都分布在阿爾金斷裂帶的拉分盆地及其附近(圖7)。拉分盆地總是形成于走滑斷裂中次級走滑斷層錯列過渡的巖橋區(qū)，并且是巖橋區(qū)走滑斷層派生出來的局部拉張應(yīng)力作用的結(jié)果。當(dāng)處于左旋左階或右旋右階的排列型式時，巖橋區(qū)就會遭受拉張作用，從而出現(xiàn)不同型式的伸展構(gòu)造，即拉分構(gòu)造。這些構(gòu)造部位容易成為閉鎖地段，是大震孕育發(fā)生的場所。

阿爾金斷裂帶作為青藏高原的北部邊界，現(xiàn)今大震活動雖然不多，但古地震遺跡豐富，距今2 500～4 500a左右，先后發(fā)生過6次巨大地震(7.7級以上)(Washburn et al.，2001;國家地震局“阿爾金活動斷裂帶”課題組，1992)。對阿爾金斷裂帶上新冰磧和新沖洪積物斷錯研究表明(國家地震局“阿爾金活動斷裂帶”課題組，1992)，阿爾金斷裂帶主干斷裂的一些地段已經(jīng)相當(dāng)長的時間未強烈活動，仍處于閉鎖狀態(tài)，在積蓄能量。2008年7.3級地震之后，于田地區(qū)地震活躍，2011年、2012年先后發(fā)生幾次6級左右地震，接著發(fā)生2014年7.3級地震;阿爾金斷裂中東段2009、2012、2013年也接連發(fā)生4次5級地震，表明阿爾金地震帶現(xiàn)今地震活動仍處于活躍狀態(tài)。

利用中國地震局地震目錄選取1970年以來阿爾金斷裂兩側(cè)100km范圍內(nèi)的MS3.0以上地震資料，基于N－M、lg N－M圖像方法確認阿爾金地震帶MS4.0以上地震目錄是完整的，以下我們主要分析4.0級以上地震的分布特征。

由阿爾金斷裂帶1970年以來4級以上地震M－T圖(圖8)可以看出，阿爾金斷裂帶地震強度有起伏式、成叢性活動的特征，大致可以分為3個階段，1972—1981年、1983—2004年、2006年至今，在應(yīng)變釋放曲線上表現(xiàn)為3個明顯的應(yīng)變釋放階段。目前正處于第3個階段，已持續(xù)8a，這個階段釋放的應(yīng)變能遠大于前2個階段的總和，說明自2008年起阿爾金斷裂帶開始了1個地震活躍時期，據(jù)前兩個階段的特征分析，這個活動過程還要持續(xù)一段時間，可能會引起地震活動的進一步加強。

圖8 阿爾金斷裂帶1970年以來M S 4.0以上地震M－T圖和應(yīng)變釋放曲線Fig.8 M－T diagrams and strain release curve of M S≥4.0 earthquakes in Altyn Tagh Fault zone since 1970.

1924年以來的這幾次7級地震發(fā)生的構(gòu)造部位有許多共同之處，都發(fā)生在拉分盆地及其附近。阿爾金斷裂帶最普遍的組合型式為由一系列不同級別的次級斷裂構(gòu)成的羽列組合，因此不同規(guī)模的拉分構(gòu)造是阿爾金活動斷裂的典型構(gòu)造型式之一。從2014年于田地震的余震分布過程看，應(yīng)力有從西向東作用的過程，本次地震增強了阿爾金斷裂的左旋錯動。既然阿爾金斷裂的活動是通過這些盆地的連接和擴展來造成錯動，進一步有可能通過于田以東位于民豐庫牙克全新世盆地以及位于且末的賽爾庫勒全新世沉積盆地的地震造就阿爾金斷層的左旋錯動。阿爾金斷裂帶中東段有歷史記錄以來沒有發(fā)生過7級以上地震，需要我們密切關(guān)注。

5 結(jié)論和討論

(1)于田7.3級地震的余震主體上沿NE向分布，余震區(qū)的西南段呈近SN向分布，沿NE向段較長，沿SN向較短;絕大部分余震與前震在余震區(qū)西南段密集分布(占序列總數(shù)的85%)，強余震(全部的5級和81%的4級地震)絕大多數(shù)都分布在這個區(qū)域，主震后第1天的余震主要在這個區(qū)域呈近SN向分布，余震由西向東擴展。

(2)2014年于田地震SN向上自1982年開始發(fā)生過一系列的5級以上地震，本次地震恰好填補了其中的空段，震前該方向上的地震活動達到了協(xié)同化條件;震源機制解顯示這些地震的T軸均為近EW向，表明受到近EW向的拉張作用力。

(3)走滑斷裂中的次級走滑斷層錯列過渡的巖橋區(qū)，處于左旋左階或右旋右階的排列型式時，會形成拉分盆地，遭受拉張作用。2014年于田7.3級地震發(fā)生在阿爾金斷裂帶西段硝爾庫勒拉分盆地南緣，結(jié)合分析地質(zhì)構(gòu)造背景、震源機制解結(jié)果、余震分布和地表破裂特征，認為于田7.3級地震受阿爾金斷裂帶構(gòu)造應(yīng)力影響，在硝爾庫勒拉分盆地受到局部近EW向的拉張作用力，首先沿近SN向破裂，這個構(gòu)造部位的解鎖，促使阿爾金斷裂左旋錯動，產(chǎn)生NE向破裂，應(yīng)力向東傳播。

(3)2008年于田地震與本次于田地震有相似的應(yīng)力條件，是在阿什庫勒拉分盆地受到局部近EW向的拉張作用力，產(chǎn)生近SN向的破裂，從而促進阿爾金斷裂左旋，對2014年于田地震有觸發(fā)作用。

(4)1924年以來阿爾金斷裂帶的這幾次7級地震發(fā)生在拉分盆地及其附近，這種特殊的構(gòu)造容易造成斷裂閉鎖、聚積應(yīng)力而發(fā)震，是大震孕育發(fā)生的場所，其中東段類似的構(gòu)造是否還會引起地震活動的進一步加強，值得我們密切關(guān)注。