陳 杰 李 濤 孫建寶 房立華姚 遠 李躍華 王浩然 付 博

1)中國地震局地質研究所，地震動力學國家重點實驗室，北京 100029 2)中山大學地球科學與工程學院，廣州 510275 3)中國地震局地球物理研究所，北京 100081 4)新疆維吾爾自治區(qū)地震局，烏魯木齊 830000

2016年11月25日新疆阿克陶MW6.6地震發(fā)震構造與地表破裂

陳 杰1)李 濤2)孫建寶1)房立華3)姚 遠4)李躍華1)王浩然1)付 博1)

1)中國地震局地質研究所，地震動力學國家重點實驗室，北京 100029 2)中山大學地球科學與工程學院，廣州 510275 3)中國地震局地球物理研究所，北京 100081 4)新疆維吾爾自治區(qū)地震局，烏魯木齊 830000

新疆阿克陶MW6.6地震發(fā)生在帕米爾構造結北部木吉斷陷盆地西端附近，是公格爾拉張系自1895年塔什庫爾干7級地震以來發(fā)生的最大地震。對于此次地震的研究，不僅對理解帕米爾高原內部現(xiàn)今構造變形、 應力狀態(tài)及動力學過程等非常重要，也將為該區(qū)的未來強震趨勢預測提供依據(jù)。高分辨率衛(wèi)星影像解譯、 初步的野外考察、 InSAR數(shù)據(jù)分析以及主余震重新定位結果表明，阿克陶MW6.6地震破裂走向107°、 傾角76°，發(fā)震斷層是公格爾拉張系最北段的全新世活動轉換斷層——NWW走向的木吉右旋走滑斷裂。該地震破裂長度超過77km，可能包括了至少2次破裂子事件。沿木吉斷裂在2處(中國地震臺網(wǎng)測定的震中以東2.4km及其以東約32.6km附近)發(fā)現(xiàn)了數(shù)十米長、 走向95°～110°、 小規(guī)模右旋張扭地表破裂帶，走滑量10～20cm。這一結果與張勇等在震后2h給出的震源破裂過程一致。重新定位的主震位于木吉斷裂上，震源深度約9.3km。絕大多數(shù)余震主要分布在木吉斷裂南側1走向NWW、 長逾85km、 寬<8km、 深5～13km的條帶內。余震帶的北邊界上陡下緩，很好地限定了木吉斷裂的鏟形深部幾何結構。這次地震的發(fā)生表明帕米爾高原內部上地殼變形仍以近EW向拉張為主。

帕米爾 阿克陶地震 地表破裂 InSAR 余震 木吉斷裂

0 引言

北京時間2016年11月25日22時24分，在新疆克孜勒蘇柯爾克孜自治州阿克陶縣境內、 塔吉克斯坦共和國國境線附近、 帕米爾構造結北部木吉斷陷盆地西端發(fā)生了中強地震，造成1人死亡，數(shù)人受傷，不少危房倒塌。中國地震臺網(wǎng)(CENC)測定的震級為6.7，震中位于 39.27°N，74.04°E，震源深度約10km(http: ∥www.cea.gov.cn/publish/dizhenj/464/515/2016112523100 7712890916/index.html)。美國地質調查局(USGS)網(wǎng)站給出的地震初始破裂點(震中)位于39.238°N，74.047°E，震級為MW6.6，地震矩M0=8.746×1018NM，震源深度 (12.6±3.0)km，震源機制解斷層節(jié)面1走向199°，傾角84°，滑動角14°； 節(jié)面2走向107°，傾角76°，滑動角174°，為1次具拉張分量的右旋走滑錯動事件(http: ∥earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us10007ca5#executive)。中國地震局地球物理研究所韓立波等利用CAP方法認為這是1次走滑型地震(http: ∥www.cea-igp.ac.cn/tpxw/275080.shtml)，但給出的震源機制解斷層節(jié)面產(chǎn)狀與USGS的結果差別較大。據(jù)張勇等的震源破裂過程研究結果(http: ∥www.cea—igp.ac.cn/tpxw/275080.shtml)，該地震以單側破裂為主，從震中開始向E傳播，在震中(39.273°N，74.01°E)以東約35km附近地表破裂最大同震滑動量可達20～30cm。顯然，不同機構給出的地震破裂起始點位置、 斷層面解均有所不同。該地震發(fā)生在公格爾拉張系與帕米爾北緣逆沖推覆系的交會部位，發(fā)育有喀喇昆侖斷裂帶、 公格爾拉張系、 奧依塔克斷裂、 瑪爾坎蘇斷裂、 主帕米爾逆斷裂等一系列不同性質、 不同走向的斷裂(Streckeretal.，1995; Coutandetal.，2002; Robinsonetal.，2004，2007； 陳杰等，2011； Chevalieretal.，2011)，構造變形極為復雜。該地震發(fā)震構造屬于哪個構造系？究竟是哪條斷裂？

該區(qū)域歷史上強震活躍，震中100km范圍內曾記錄到17次6級以上地震，其中7級以上地震4次，距離此次震中最近的地震為1974年烏恰7.3級地震，相距19～25km； 時間最近的地震為2016年6月26日吉爾吉斯斯坦MW6.4地震，相距約58km。此外在帕米爾構造結，2015年10月26日曾發(fā)生了阿富汗興都庫什FarkharMW7.5中源地震(深約230km，圖1)； 在此次地震西南約160km的帕米爾中部曾于2015年12月7日發(fā)生過塔吉克MurghobMW7.2地震(Metzgeretal.，2016)。此次阿克陶地震與這些中強震是否有關聯(lián)？

圖1 帕米爾構造結東部及鄰區(qū)ETM衛(wèi)星影像、 主要構造帶及現(xiàn)今GPS速度場Fig. 1 LandSat ETM image showing major tectonic units，GPS velocities relative to Eurasia(after Yang et al.，2008； Zubovich et al.，2010)，and seismicity in the eastern Pamirs.AKF阿圖什-喀什褶皺帶； BB布倫口盆地； DKF Darvaz-Karakul斷裂帶； KES公格爾拉張系； KKF 喀喇昆侖斷層； KLF 卡拉庫爾地塹； KXF 喀拉喀什斷層； KYTS 喀什-葉城轉換帶； MB 木吉盆地； MF 瑪爾坎蘇逆斷裂； MPT 主帕米爾斷層； PFT 帕米爾前緣推覆系； TB 塔合曼盆地； TFF 塔拉斯-費爾干納斷層； THF 塔合曼正斷層； TSB 塔什庫爾干盆地； GPS速度矢量藍箭頭數(shù)據(jù)來自Yang 等(2008)，黃箭頭數(shù)據(jù)來自Zubovich等(2010)； 地震震中黑色圈代表歷史記載地震，紅色圈代表儀器記錄地震，黃色圈代表2008年以來的MW6.4以上地震

野外地震地質考察不僅可以驗證該地震的宏觀震中位置、 發(fā)震斷層、 地表破裂組合特征和運動學性質等，也有助于限定阿克陶地震的破裂過程、 討論其發(fā)震構造。同時對深刻理解帕米爾高原現(xiàn)今構造變形狀況以及動力學演化過程等問題也具有重要的科學意義，可為帕米爾高原的動力學研究提供約束。地震發(fā)生后中國地震局地質研究所立即啟動了Ⅲ級應急響應，并組隊于2016年11月27日至12月4日對震中區(qū)開展了地震地質科學考察。本文就該次科考的相關情況作簡要報道。

1 區(qū)域構造背景

帕米爾構造結是印度板塊向歐亞大陸碰撞的2個突出支點之一，是中國大陸受板塊動力作用最強烈、 地震活動最頻繁的地區(qū)之一，也是全球最為活躍的陸內中深源地震帶之一(Burtmanetal.，1993; Fanetal.，1994; Sippletal.，2013; Schurretal.，2014)?，F(xiàn)今GPS觀測資料(Reigberetal.，2001; Yangetal.，2008; Mohadjeretal.，2010; Zubovichetal.，2010，2016; Ischuketal.，2013; Zhouetal.，2016)揭示出該構造結現(xiàn)今整體向N的推擠速率高達(23±2)mm/a。構造結現(xiàn)今構造變形以前緣地殼縮短和走滑、 構造結內部拉張為特征，形成一系列向N凸出的弧形活動構造帶，包括Darvaz-Karakul左旋走滑斜沖斷裂帶(DKF)—主帕米爾逆斷裂帶(MPT)—喀什-葉城右旋走滑轉換帶(KYTS)和帕米爾前緣推覆系(PFT)，以及喀喇昆侖右旋走滑斷裂帶、 公格爾拉張系(圖1)。這些構造帶的強烈活動，在構造結內部形成了一系列高達4,500～7,700m的弧形山系和拉張盆地，如公格爾峰和慕士塔格峰、 卡拉庫爾與木吉-塔什庫爾干盆地等； 在構造結前緣形成了強烈沉陷的、 新生代沉積厚逾萬米的新生代盆地，如東側的喀什-葉城盆地和西側的塔吉克盆地。同時，這些活動構造帶控制著7級以上強震的發(fā)生。

長約1,200km的喀喇昆侖右旋走滑斷裂是帕米爾-喀喇昆侖山與青藏高原的分界斷裂。該斷裂第四紀滑動速率尚存爭議，其走滑速率高達7～12mm/a(Chevalieretal.，2005，2011，2012)或只有 4mm/a(Brownetal.，2002)。Robinson等(2015，2016)等的研究表明，塔什庫爾干盆地南部的喀喇昆侖走滑斷裂北段并未右旋斷錯各種晚第四紀地貌標志線及地質體，該斷裂北段晚第四紀已經(jīng)不再活動。該斷層(KKF)兩側GPS站點的應變速率在誤差范圍內一致，也說明現(xiàn)今KKF北段已基本不活動(圖1)。

圖2 2016年新疆阿克陶MW6.6地震InSAR干涉圖像、 區(qū)域地震構造、 精定位主余震平面分布以及沿經(jīng)向與緯向的深度剖面Fig. 2 InSAR deformation field and relocated hypocenters of the 2016 Arketao earthquake sequence shown in map view and projected onto a single longitudinal and latitudinal plane，respectively.前第四紀斷裂據(jù)盧書煒等(2014)庫爾干幅(J43C001002)地質圖，全新世活動斷裂據(jù)高分辨率Google Earth衛(wèi)星影像解譯及野外考察； 余震分布以精定位主震為界，以西為紅色圈，以東為藍色圈。絕大多數(shù)余震分布在地下13km以上

圖3 新疆阿克陶MW6.6地震區(qū)主要構造、 野外地質考察路線、 主余震(精定位主震以西至73.800 353°E范圍)緯向深度分布剖面Fig. 3 Field routes，locations of the traces of tectonic surface fault ing，and relocated earthquake sequence in map view and projected onto a single latitudinal plane(aftershocks between 73.800 353°E and the mainshock).余震包絡線表明木吉斷裂可能是1條上陡下緩、 S傾的鏟形斷裂

與東部青藏高原不同，現(xiàn)今地殼縮短并非彌散在整個帕米爾高原，而是集中于帕米爾北緣的Trans-Alai山、 阿萊谷地與中國的克孜勒蘇河一帶，阿萊谷地吸收的縮短速率高達(15±1)mm/a，中國境內帕米爾前緣推覆系(PFT)及南天山前陸盆地褶皺帶的縮短速率為6～10mm/a(圖1； Zubovichetal.，2010，2016; Ischuketal.，2013; Zhouetal.，2016)。帕米爾北緣逆沖推覆系自南而北由瑪爾坎蘇斷裂(MF)、 主帕米爾逆斷裂(MPT)、 帕米爾前緣推覆系(PFT)等疊瓦狀逆斷裂帶組成(Sobeletal.，2013； 圖1—3)。在中國境內，可見古生代地層沿主帕米爾逆斷裂(MPT)向N逆沖在中、 新生代地層之上，但未見MPT斷錯晚第四紀地層或地貌面，該斷裂晚第四紀可能已經(jīng)不再活動(陳杰等，2011； Lietal.，2012); 帕米爾北緣晚第四紀變形主要集中在全新世活動的帕米爾前緣推覆系(PFT)，近SN向縮短速率>6mm/a(Lietal.，2012)，是1985年烏恰MS7.3地震的發(fā)震斷裂。境外在72°-73.8°E之間，沿PFT在帕米爾山前發(fā)育了斷層陡坎及各種斷錯地貌(Burtmanetal.，1993; Streckeretal.，1995，2003)，全新世傾滑速率約為 6mm/a(Arrowsmithetal.，1999)。PFT是2008年10月5日吉爾吉斯NuraMW6.7地震(Sippletal.，2014)以及2016年6月26日吉爾吉斯MW6.4地震的發(fā)震斷裂(圖1)。

帕米爾高原內部的現(xiàn)今SN向縮短作用幾乎可忽略不計，其現(xiàn)今變形主要以近EW向拉張為主，拉張速率高達5～10mm/a(Zubovichetal.，2010; Ischuketal.，2013; Zhouetal.，2016)。由圖1 可見，以公格爾拉張系為界，以西所有GPS觀測點均有明顯的向W運動分量，以東的站點則顯示了向E的運動分量，且EW向拉張速率北部明顯大于南部。

帕米爾內部的活動變形分別以東部的公格爾山拉張系(Bruneletal.，1994; Robinsonetal.，2004，2007)和西部卡拉庫爾地塹的EW向拉張作用為主(圖1)。走向近SN的卡拉庫爾地塹(KF)EW向拉張量<3km，拉張速率為0.5～1mm/a(Streckeretal.，1995； Amidonetal.，2010)?？ɡ瓗鞝柕貕q可能屬于NE走向Sarez-Karakul左旋走滑斷裂北端的拉張區(qū)，該斷裂是1911年塔吉克SarezM7.2地震以及2015年12月7日塔吉克MurghobMW7.2地震的發(fā)震斷裂(Metzgeretal.，2016; Parsonsetal.，2016)。

位于高原東部的公格爾山拉張系長逾250km，總體走向NW-SE，傾向W，傾角20°～45°(Robinsonetal.，2004)，是1條全新世活動斷裂(陳杰等，2011； 李文巧等，2011； Chenetal.，2011; Chevalieretal.，2011，2015； Schoenbohmetal.，2011)。南起塔什庫爾干盆地南部的達布達爾，向北經(jīng)塔什庫爾干縣城、 塔合曼、 慕士塔格峰西麓、 公格爾山西麓、 布倫口至木吉盆地(圖1)。公格爾山拉張系控制了其西側4個斷陷盆地(木吉、 布倫口、 塔合曼和塔什庫爾干盆地)的發(fā)育(圖1)。拉張系的EW向拉張量總體上北大南小，在最北段的木吉盆地約為30km，在公格爾山和慕士塔格山附近分別為35km和20km，在最南段的塔什庫爾干盆地<3km(Robinsonetal.，2007)。

木吉盆地是1個東寬西窄的直角三角形新近紀晚期—第四紀斷陷盆地(圖1—3)，平均海拔>3,700m。 控盆斷裂包括北界木吉斷裂、 東界昆蓋山南麓斷裂北段以及木吉盆地西南邊界斷裂，三者均為全新世活動斷裂(Chenetal.，2011; 陳杰等，2011)。木吉斷層屬于公格爾山拉張系最北端的轉換斷層，沿昆蓋山南麓山前展布(圖1，2)，長逾100km，走向NWW，近直立，以右旋走滑為主，兼具正斷作用。斷層沿線發(fā)育壯觀的斷層三角面，多處可見被右旋斷錯的沖溝水系及冰磧地貌(Robinsonetal.，2004； 陳杰等，2011； Chenetal.，2011； Chevalieretal.，2011; Schoenbohmetal.，2011)。木吉斷層在其東端與昆蓋山南麓斷裂近正交。昆蓋山南麓斷裂北段走向近SN，斷面W傾，沿昆蓋山山前發(fā)育，錯斷了一系列全新世沖溝、 洪積扇或冰磧地貌，由多條坡向W的主斷坎和坡向E的反向正斷層斷坎組成1個地塹(在齊姆干一帶寬約1km)，是1條全新世活動的正斷層帶(陳杰等，2011; Chenetal.，2011; Schoenbohmetal.，2011)。木吉盆地西南邊界斷裂地表跡象不很清楚，我們在2005年野外考察中僅在木吉鄉(xiāng)以東木吉河大橋北岸坡向SW的烏魯河及兩岸河流階地與沖洪積扇面上發(fā)現(xiàn)了走向NW的斷層陡坎帶，長約9km，斷錯了現(xiàn)代河床及所有河流階地及洪積臺面，是1條全新世活動的正斷層帶(Kirby，2008)。

沿公格爾拉張系發(fā)生的最大歷史記錄地震為1895年7月5日的塔什庫爾干7級地震，是1次正斷型地震，使得慕士塔格峰正斷層南段的部分和整個塔合曼正斷層發(fā)生破裂，形成了長約27km的地震地表破裂帶，根據(jù)地表破裂規(guī)模估算其矩震級為7.0～7.3(馮先岳，1997； 李文巧等，2011)。

2 野外地震地質調查初步結果

震區(qū)位于平均海拔>3,500m的高寒區(qū)，自然條件極其惡劣，部分地區(qū)積雪厚逾30cm。由于交通不便，該區(qū)域活動構造研究程度較低。為了查明該地震的發(fā)震構造，在對該區(qū)高分辨率衛(wèi)星影像進行詳細解譯的基礎上，我們設計了5條野外考察路線(圖3)，以便查明震區(qū)相關斷裂在此次地震是否發(fā)生過地表破裂。

2.1 考察路線1

該路線南段從木吉鄉(xiāng)出發(fā)沿木吉盆地西南邊界展布，北段沿喀拉阿特河展布。在路線1南段沿線偶見居民羊圈、 漿砌片石房屋倒塌以及小規(guī)模巖崩，未發(fā)現(xiàn)任何地表破裂或裂縫。

沿考察路線1北段，在USGS測定的震中附近，開始出現(xiàn)小規(guī)模邊坡失穩(wěn)垮塌和巖崩等地質災害。向北在中國地震臺網(wǎng)測定的震中附近可見大量邊坡失穩(wěn)、 巖崩、 滾石以及裂縫等，在喀拉阿特河現(xiàn)代河床與兩岸以及簡易公路上遍布不同大小的滾石； 遠離中國地震臺網(wǎng)震中，這些地質災害規(guī)模漸小。簡易公路在橫穿奧依塔克斷裂、 瑪爾坎蘇斷裂、 主帕米爾逆斷裂帶時未見任何地表破裂或裂縫，沿這些斷裂走向也未發(fā)現(xiàn)晚第四紀地貌面或第四紀地層的任何斷錯跡象，表明這些斷裂晚第四紀可能已不再活動。

橫穿近EW走向木吉斷裂的近SN向簡易公路未見任何斷錯。公路以西可能是木吉斷裂的1個擠壓階區(qū)，由于邊坡失穩(wěn)及修路堆土，在階區(qū)東側未發(fā)現(xiàn)先存的木吉斷層陡坎。在階區(qū)東側較平坦的沖洪積扇與喀拉阿特河現(xiàn)代河床及兩岸河漫灘上(海拔高度約3,350m； 39.259,93°N，74.064,49°E附近)發(fā)現(xiàn)了多條規(guī)模較小、 新生的地震地表破裂和不同性質的地表裂縫帶； 形變帶寬約200m，長約500m。地表破裂帶總體走向105°～120°，表現(xiàn)為一系列走向95°～130°，右階斜列的張剪、 壓扭裂縫與擠壓鼓包、 張裂縫組合，右旋走滑位移為15～20cm(圖4a，b，c)，正斷分量不明顯。在河東岸的平坦河漫灘上(39.260,31°N，74.065,53°E附近)多處可見噴砂冒水等砂土液化現(xiàn)象(圖4d)，噴砂冒水多沿裂縫或泉眼發(fā)育。在河北岸木吉斷層谷地(39.269,41°N，74.053,66°E附近)沿線未見地表破裂。在公路以東的現(xiàn)代沖洪積扇面上未見任何地表裂縫，但沿近NWW走向沖溝陡立兩岸以及陡峭的山脊多處可見裂縫、 邊坡失穩(wěn)及垮塌等地質現(xiàn)象。

圖4 2016年新疆阿克陶地震地表破裂、 次生地質災害及發(fā)震斷層照片F(xiàn)ig. 4 Photos showing tectonic surface faulting，fractures，ground failures，sand blows of the 2016 Arketao earthquake，and the Muji fault striae and scarps.a 無人機航拍的張剪破裂與擠壓鼓包(39.259,96°N，74.064,33°E附近)，在張剪破裂西端發(fā)育一系列走向NW的張裂縫； b 總體走向95°的張剪破裂與擠壓鼓包(拍攝位置見a)； c 無人機航拍的左階斜列張剪破裂與擠壓階區(qū)(39.260,75°N，74.060,21°E附近)； d 喀拉阿特河南岸現(xiàn)代河漫灘上的噴砂冒水； e 阿克薩依溝木吉斷層面上的近水平擦痕； f 阿克薩依溝西岸南側反向坎上發(fā)育的上次強震遺留的新鮮地震地表破裂帶； g 考察點3附近木吉斷裂右旋斷錯冰磧地貌及沖溝形成的高逾70m的斷層陡坎； h 木吉斷裂陡坎坡頂處被震酥成碎塊狀，箭頭指示小沖溝被右旋斷錯約140m； i 沿木吉斷裂陡坎坡頂處發(fā)育的張剪破裂； j 考察路線4東端(39.134,69°N，74.384,43°E附近)發(fā)育的地裂縫

2.2 考察路線2

位于中國地震臺網(wǎng)震中以東17～19km的阿克薩依沖溝西岸。該處木吉斷裂由2～3條近平行的斷層陡坎組成，北側1～2條斷層坎坡向S，可能為主斷層； 南側的反向斷坎坡向N，不連續(xù)展布，與北側斷坎組成1個地塹，這表明該處木吉斷裂可能具負花狀結構。

阿克薩依沖溝兩岸所有河流階地均被木吉斷裂右旋斷錯，我們曾于2009年對該點進行了詳細的填圖、 地形測量與測年(Chenetal.，2011)，發(fā)現(xiàn)了近直立斷層面上清晰的近水平擦痕(圖4e)，表明該斷裂以水平走滑為主。 Chevalier等(2011)也對該點開展了研究，認為其最小右旋走滑速率>4.5mm/a。

沿路線2橫穿整個木吉盆地及木吉斷裂未發(fā)現(xiàn)任何地表破裂以及邊坡失穩(wěn)、 崩塌及滾石。此外沿該處木吉斷裂陡坎走向追蹤了約2km(海拔4,200～4,400m)，也未發(fā)現(xiàn)任何本次地震同震地表破裂及地震地質災害，但在坡向N的斷層坎上發(fā)現(xiàn)了非常新鮮的可能為上次強震形成的地震地表破裂帶(39.230,23°N，74.248,69°E附近； 圖4f)。

2.3 考察路線3

位于中國地震臺網(wǎng)震中以東31～33km處。該處木吉斷裂由數(shù)條近平行的斷層陡坎組成，坡向S的斷坎規(guī)模較大，右旋斷錯了不同時代的冰磧堆積及沖溝、 水系、 洪積扇，斷坎高逾70m(圖4g； 海拔4,030～4,150m)。在此陡坎頂部也發(fā)現(xiàn)了非常新鮮的可能為上次強震形成的地震地表破裂帶(39.197,37°N，74.406,20°E附近)。南側2條反向斷層陡坎(坡向N)相對規(guī)模較小，長只有1,000m，與北側主斷坎組成1個寬500～800m的地塹。

此次考察沿木吉斷裂北側主陡坎發(fā)現(xiàn)了斷續(xù)發(fā)育的小規(guī)模地裂縫(分布在海拔高度4,000～4,300m處)，長約2km，最寬處約1,500m。有2處先成斷層陡坎被震酥成碎塊狀(圖4h)。其中長約50m為地震地表破裂帶(海拔高度約4,036m； 39.197,33°N，74.405,99°E附近； 圖4i)，走向100°～115°，右旋走滑位錯量為10～15cm，垂直位移量(南盤下降)約為40cm(可能含重力作用)。

2.4 考察路線4

位于木吉鄉(xiāng)布拉克村以東(海拔高度3,550m)，發(fā)育數(shù)條斷續(xù)展布的地裂縫，新疆地震局最早發(fā)現(xiàn)并在微博上報道了這些地裂縫。我們沿這些裂縫追蹤了約2km，并未發(fā)現(xiàn)任何先存的活動斷層陡坎，在最東端疑似發(fā)育噴砂冒水。這些裂縫多發(fā)育在昆蓋山南麓沖洪積扇南緣與東流木吉河河漫灘交會處。這里巖性以砂與黏土為主且土質疏松、 地下水位較淺且發(fā)育有厚度<1m的季節(jié)性凍土層，不少裂縫的形成與局部地形重力垮塌、 砂土液化或凍土層在地震動中的破裂有關，初步認為這些裂縫帶為該地震造成的次生破裂(圖4j)。

2.5 考察路線5

位于木吉鄉(xiāng)以東，我們在2005年野外考察的基礎上重點對木吉盆地西南邊界斷裂陡坎進行了補充調查。在木吉河大橋北岸河流階地與沖洪積扇面上，該斷裂由數(shù)條斷層陡坎組成，其中最南側反向斷層陡坎為主斷坎，坡向N； 在烏魯河西岸，主斷坎北側發(fā)育1條坡向S的斷坎，與南側主斷坎帶構成1個寬約500m小地塹。該斷裂斷錯了現(xiàn)代河床及不同時期形成的河流階地及洪積臺面，階地愈老斷坎高度愈大，沿斷坎未見沖溝水系走滑斷錯，因此是1條正斷裂。該斷坎帶向SE延伸規(guī)模漸小，最后消失在高洪積扇面上。斷坎向NW延伸，進入木吉河谷后，仍隱約可見斷坎，在斷坎沿線發(fā)育串珠狀泉眼，泉眼直徑數(shù)米至數(shù)十米不等。此次考察沿所有斷層陡坎均未發(fā)現(xiàn)地表破裂及相關地質災害。

3 主余震重新定位初步結果

截至北京時間11月30日24時0分，新疆阿克陶地震共發(fā)生余震630次，最大余震為11月26日17時23分發(fā)生的MS5.0地震。采用雙差定位法(Waldhauseretal.，2000； Fangetal.，2015)對阿克陶地震的主余震序列進行了初步的重新定位。為了獲得較為可靠的定位結果，只選擇震相數(shù)≥6、 臺站數(shù)量≥3的余震進行重定位，滿足條件的地震有485個。重定位時使用的P波速度模型為CRUST1.0(Laskeetal.，2013)在震源區(qū)附近節(jié)點的速度模型，波速比設為1.73。

由于該地震發(fā)生在中國西部阿克陶縣與塔吉克斯坦國境線附近，目前僅收集到中國境內相關地震臺站的數(shù)據(jù)，這些臺站均分布在該地震以東，西側和西南側沒有地震臺站。在這種臺站布局下，區(qū)域臺網(wǎng)的絕對定位結果可能會出現(xiàn)較大的水平偏移。參考房立華等(2011)對2011年盈江MS5.8地震序列的精定位方法，將每個地震的初始位置加入均方差為6km的隨機誤差，然后進行重定位。重新定位后獲得了388個地震的位置，SN向、 EW向和垂直向平均定位誤差分別為1.0km、 0.9km和1.5km。圖2、 3是主余震序列的震中分布圖和緯向與經(jīng)向震源深度剖面圖。從圖中可看出，重新定位后的主震位于木吉斷裂上，震源深度約9.3km。絕大多數(shù)余震主要分布在木吉斷裂南側，總體走向NWW，長逾85km，余震帶寬度<12km，余震主要分布在地下3～15km范圍內。余震帶走向在主震EW兩側略有變化，在主震以西近EW走向，余震較密集且相對較淺較窄，主要分布在地下5～12km，在SN向剖面上余震帶寬<8km，呈直立狀分布在主震附近(圖3，5)； 主震以東余震帶走向明顯向S偏轉且大多分布在主震南側的木吉盆地，余震相對較稀疏且相對較深，主要分布在地下5～15km。

圖5 精定位主震附近的余震(74.009 732°～74.164 548°E)緯向深度分布剖面與發(fā)震構造木吉斷裂Fig. 5 A single latitudinal profile near the mainshock(yellow star)，the listric Muji Fault is outlined by the well-resolved south-dipping streak of seismicity and surface trace of the Muji fault scarp. Hollow circles represent relocated aftershocks between 74.009 732°E and 74.164 548°E. 余震范圍及剖面位置見圖3

由于此次地震序列的觀測臺站方位分布較差，且震源區(qū)速度結構復雜，后續(xù)工作中將加入境外臺站的震相數(shù)據(jù)，使用三維速度模型對主余震進行精定位，進一步提高此次地震序列的定位精度。

4 InSAR分析初步結果

阿克陶MW6.6地震后，截至2016年12月7日，歐洲空間局的哨兵一號雷達衛(wèi)星(Sentinel-1)先后獲取了跨越震區(qū)2條軌道的合成孔徑雷達數(shù)據(jù)(TOPS成像模式)，且都為升軌方向。其中軌道T100覆蓋了木吉盆地西側部分地區(qū)，震前震后的數(shù)據(jù)成像時間分別為2016年11月6日和2016年11月30日，但是形變場未能覆蓋木吉盆地和木吉斷層的東段。2016年12月7日獲取了覆蓋整個木吉盆地和木吉斷層的T027軌道雷達數(shù)據(jù)，該軌道震前數(shù)據(jù)的成像時間為2016年11月13日。利用歐洲空間局提供的干涉雷達處理軟件SNAP，我們處理了T027軌道的2個子幅(subswath)數(shù)據(jù)，并鑲嵌成覆蓋震區(qū)的InSAR同震形變場(圖2)。

InSAR數(shù)據(jù)初步分析結果(圖2)表明，本次地震破裂長度至少為77km，發(fā)震斷層的位置與木吉盆地北緣的木吉斷裂高度吻合。木吉斷裂南側有東、 西2個干涉條紋密集區(qū)，西部中國地震臺網(wǎng)儀器震中附近InSAR干涉條紋密集區(qū)(即形變區(qū))范圍明顯大于東側干涉條紋密集區(qū)的范圍，其最大雷達視線向(LOS)形變量約為10.5cm，而東部干涉條紋密集區(qū)的最大雷達視線向(LOS)形變量約為10.8cm。西部干涉條紋密度相對偏小，但是范圍大，顯示斷層破裂范圍可能較大、 較深。東部干涉條紋密集區(qū)位于中國地震臺網(wǎng)震中以東25～32km處，干涉條紋密度相對較高，但范圍明顯較小，說明斷層破裂范圍較小、 破裂位置較淺。東、 西2個InSAR密集條紋區(qū)表明地震破裂可能在這2個地點出露地表，這也與野外考察結果是相互吻合的。本次地震可能帶有一定的傾滑分量，而現(xiàn)有InSAR數(shù)據(jù)尚不能直接反映地面的3分量形變，確切的水平和垂直形變還需要降軌雷達資料的輔助才能解算。

由于去相干作用的影響，斷層北側山區(qū)的信號質量有所下降，但仍能清晰分辨出形變的量值和形變覆蓋范圍。根據(jù)雷達觀測的成像特點，斷層南側區(qū)域向靠近雷達傳感器的方向移動，而斷層北側向遠離傳感器的方向移動，據(jù)此可判斷發(fā)震斷層主要的活動方式為右旋走滑，這與木吉斷裂的活動性質是一致的。根據(jù)南側條紋比北側條紋密集的特點，可以初步判斷該斷層傾向S。另外，InSAR形變主要分布在發(fā)震斷層附近的區(qū)域，表明本次地震的破裂主要集中在地殼淺部。

5 初步發(fā)現(xiàn)與認識

(1)初步的野外地震地質考察，沿木吉斷裂在距中國地震臺網(wǎng)震中SEE方向約2.4km處以及以東32.6km兩處分別發(fā)現(xiàn)了長數(shù)十米的小規(guī)模右旋張扭地震地表破裂帶。前者右旋走滑位移為15～20cm，正斷分量不明顯； 后者右旋走滑量為10～15cm，垂直位移量(南盤下降)約為40cm(可能含重力作用)。

(2)哨兵一號雷達衛(wèi)星(Sentinel-1)升軌數(shù)據(jù)InSAR同震形變場分析初步結果表明，阿克陶地震破裂長度至少77km，發(fā)震斷層的位置與木吉斷裂高度吻合(圖2)； InSAR形變主要分布在木吉斷裂附近，表明本次地震破裂主要集中在地殼淺部。木吉斷裂南側有東、 西2個InSAR干涉條紋密集區(qū)，分別位于中國地震臺網(wǎng)震中附近和以東30km處。與東部干涉條紋密集區(qū)相比，西部干涉條紋密度相對偏小，但是分布范圍較大，其雷達視線向形變量值約為10cm。根據(jù)雷達觀測的成像特點判斷阿克陶地震的發(fā)震斷層為右旋走滑性質，斷面傾向S。這些認識與野外考察結果吻合，也與張勇等的震源破裂過程研究結果(http: ∥www.cea-igp.ac.cn/ tpxw/ 275080.shtml)一致。

(3)主余震重新定位初步結果表明，重新定位的主震位于木吉斷裂上，震源深度約9.3km。絕大多數(shù)余震主要分布在木吉斷裂南側1個走向NWW、 長逾85km、 寬<8km、 深5～13km的條帶內(圖2)。余震帶的北邊界上陡下緩(圖3，5)，很好地限定了木吉斷裂的鏟形深部幾何結構。

(4)2016年新疆阿克陶MW6.6地震的獨特之處在于具有特別長的InSAR干涉形變場(長逾77km)和余震帶(長逾85km)，至少包括2次破裂事件。該地震破裂走向107°、 傾角76°，發(fā)震斷層是公格爾拉張系最北端的全新世活動轉換斷層——NWW走向的木吉右旋走滑斷裂。木吉斷裂以右旋走滑作用吸收了公格爾拉張系北端的近EW向拉張量。

(5)阿克陶MW6.6地震是公格爾拉張系自1895年塔什庫爾干7級地震以來發(fā)生的最大地震，也是自2015年10月26日阿富汗興都庫什FarkharMW7.5中源地震以來發(fā)生在帕米爾的第4個中強震，這可能表明該區(qū)的地震活動日趨活躍。沿木吉斷裂發(fā)現(xiàn)了極為新鮮的上次強震造成的地震地表破裂帶，表明這條全新世活動斷裂未來仍有發(fā)生強震的可能性。

(6)此次阿克陶地震與其SE約160km處2015年12月7日發(fā)生的帕米爾中部塔吉克MurghobMW7.2地震(Metzgeretal.，2016)均為淺源走滑型地震，這反映了帕米爾高原內部上地殼現(xiàn)今構造變形仍以近EW向拉張為主，活動走滑轉換斷裂在其中扮演了重要角色。

此外，發(fā)生在帕米爾興都庫什的2015年10月26日阿富汗FarkharMW7.5中源地震是由于印度板塊向N推擠造成的，2015年12月7日塔吉克MurghobMW7.2淺源地震致使帕米爾中部的NE向Sarez-Karakul左旋走滑斷裂發(fā)生破裂(Metzgeretal.，2016; Parsonsetal.，2016)，沿帕米爾前緣推覆系(PFT)發(fā)生過2008年10月5日吉爾吉斯NuraMW6.7地震(Sippletal.，2014)以及2016年6月26日吉爾吉斯MW6.4地震(圖1)，阿克陶地震在時空上與這些中強震是否有關聯(lián)？該區(qū)未來大震趨勢如何？都是亟待研究的問題。

致謝 感謝阿克陶縣木吉鄉(xiāng)黨委及政府對野外科考的大力支持和幫助； 感謝評審人細致的修改建議。

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COSEISMIC SURFACE RUPTURES AND SEISMOGENIC MUJI FAULT OF THE 25 NOVEMBER 2016 ARKETAOMW6.6 EARTHQUAKE IN NORTHERN PAMIR

CHEN Jie1)LI Tao2)SUN Jian-bao1)FANG Li-hua3)YAO Yuan4)Li Yue-hua1)WANG Hao-ran1)FU Bo1)

1)StateKeyLaboratoryofEarthquakeDynamics，InstituteofGeology，ChinaEarthquakeAdministration，Beijing100029，China2)SchoolofEarthSciencesandEngineering，SunYat-SenUniversity，Guangzhou510275，China3)InstituteofGeophysics，ChinaEarthquakeAdministration，Beijing100081，China4)EarthquakeAdministrationoftheXinjiangUygurAutonomousRegion，Urumqi830000，China

TheMW6.6 Arketao earthquake，which occurred at 14:24:30 UTC 25 November 2016 was the largest earthquake to strike the sparsely inhabited Muji Basin of the Kongur extension system in the eastern Pamir since theM7,1895 Tashkurgan earthquake.The preliminary field work，sentinel-1A radar interferometry，and relocated hypocenters of earthquake sequences show that the earthquake consists of at least two sub-events and ruptured at least 77km long of the active Muji dextral-slip fault，and the rupture from this right-lateral earthquake propagated mostly unilaterally to the east and up-dip. Tectonic surface rupture with dextral slip of up to 20cm was observed on two tens-meter long segments near the CENC epicenter and 32.6km to the east along the Muji Fault，the later was along a previously existing strand of the Holocene Muji fault scarps. Focal mechanisms are consistent with right-lateral motion along a plane striking 107°，dipping 76° to the south，with a rake of 174°. This plane is compatible with the observed tectonic surface rupture.More than 388 aftershocks were detected and located using a double-difference technique. The mainshock is relocated at the Muji Fault with a depth of 9.3km. The relocated hypocenters of the 2016 Arketao earthquake sequence showed a more than 85km long，less than 8km wide，and 5～13km deep，NWW trending streak of seismicity to the south of the Muji Fault. The focal mechanism and mapping of the surface rupture helped to document the south-dipping fault plane of the mainshock. The listric Muji Fault is outlined by the well-resolved south-dipping streak of seismicity.The 2016 ArketaoMW6.6 and 2015 MurghobMW7.2 earthquakes highlight the importance role of strike-slip faulting in accommodating both east-west extensional and north-south compressional forces in the Pamir interior，and demonstrate that the present-day stress and deformation patterns in the northern Pamir plateau are dominant by east-west extension in the shallow upper crust.

Pamir，ArketaoMW6.6 earthquake，surface rupture，InSAR，aftershock，Muji fault

10.3969/j.issn.0253- 4967.2016.04.028

2016-12-21收稿，2016-12-26改回。

中國地震局地質研究所基本科研業(yè)務專項(IGCEA1623)與國家自然科學基金(41272195，41302172，41374040)共同資助。

P315.2

A

0253-4967(2016)04-1160-15

陳杰，男，1966年生，1995年于國家地震局地質研究所獲構造地質學專業(yè)博士學位，研究員，現(xiàn)主要從事新構造、 活動構造與年代學研究，電話： 010-62009093，E-mail: chenjie@ies.ac.cn。