王 超
(中國地震局地球物理研究所,北京 100081)
吉爾吉斯共和國位于中亞東北部,分別與哈薩克斯坦、塔吉克斯坦、烏茲別克斯坦以及中國接壤,國土面積19.99 萬km2,東西長900 km,南北寬410 km。至2019 年12 月31 日,吉爾吉斯常住人口登記數(shù)量為645.65 萬人,80%以上居民信仰伊斯蘭教,多數(shù)屬遜尼派。首都比什凱克(Bishkek,Бишкeк),南都奧什(Osh,Oш),屬于大陸性氣候,1 月平均氣溫-6℃,7 月平均氣溫27℃[1]。
吉爾吉斯共和國屬于山區(qū)國家,其國土平均高度2 750 m,其中約90%的領(lǐng)土處于海拔1 500 m 以上的高原,40%位于海拔3 000 m 以上。吉爾吉斯共和國的地貌以山地為主,有14 個山峰超過6 000 m[2],包括勝利峰(7 439 m)-該山峰是吉爾吉斯共和國的最高點(diǎn)。
吉爾吉斯地質(zhì)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。從吉爾吉斯地貌圖(圖1)可以看到,吉爾吉斯斯坦包括天山的中部和幾乎整個西部,最西南端還包括了帕米爾—阿萊山脈的一部分。凸起的山體由太古代和元古代變質(zhì)復(fù)合體組成。褶皺構(gòu)造是由古生代沉積和火山作用地層形成的[3]。兩條世界上最大的褶皺帶(從北向南的烏拉爾—蒙古褶皺帶和從南向北的高山—喜馬拉雅褶皺帶)在阿萊河谷(дoлинй peки Чoн-Aлaй)發(fā)生碰撞[4]。山區(qū)間洼地充滿了中新生代的松散地層?;鸪蓭r在吉爾吉斯的地質(zhì)結(jié)構(gòu)中起著重要作用,其中發(fā)展最廣泛的是貝加爾巖,喀里多尼亞巖和海西尼巖侵入的花崗巖,以及發(fā)展程度較小的主要成分是堿性巖[3]。
圖1 吉爾吉斯地貌圖(來源于http://map.ps123.net/world/20834.html)Fig. 1 Kyrgyzstan landform map
吉爾吉斯共和國境內(nèi),有各種高低起伏的山前長山丘(零亂丘陵地形),有被崎嶇荒地分割的低山地,有陡斜侵蝕性中山地,高山地還有高山山峰,冰斗,凹地,冰川谷地和冰磧山脊。吉爾吉斯的許多山峰有不對稱的結(jié)構(gòu)-南部圓形和北部平緩的斜坡。有超過20 個山間谷底和盆地,其中一部分已經(jīng)成為湖泊。河谷有巨大的高度落差,階梯式的地貌經(jīng)常使平坦的河灘地成為沼澤[2]。
吉爾吉斯共和國是世界上地震活動強(qiáng)烈的國家之一。當(dāng)?shù)貜?fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造和構(gòu)造過程的活躍,是其地震活動強(qiáng)烈的主要原因。崩塌、斷裂、山體滑坡等古代強(qiáng)地震的遺留信息,遍布吉爾吉斯共和國全境[4]。有記載以來,吉爾吉斯發(fā)生過多次大地震。
2009 年,受聯(lián)合國中亞國際減災(zāi)戰(zhàn)略秘書處(UNSDR)的委托,在歐洲委員會人道主義援助部(ECHO)的支持下,中亞應(yīng)用地球科學(xué)研究所的H. H.Mиxaйлoвa博士等編寫了《吉爾吉斯斯坦-比什凱克地震圖集—2009》[5],其中,統(tǒng)計(jì)時間為公元前250年—公元2008 年,吉爾吉斯共和國領(lǐng)土共發(fā)生5 級及以上地震411 次。2019 年,吉爾吉斯科學(xué)院地震學(xué)研究所統(tǒng)計(jì)了2015—2018 年底,共發(fā)生各級地震18 184 次(圖2)[6]??梢钥闯觯@些地震多發(fā)生在天山附近。如上所述,吉爾吉斯斯坦的高地震活動是由天山極其復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造和相應(yīng)的構(gòu)造過程所決定的[4]。據(jù)統(tǒng)計(jì),1716—1992 年,吉爾吉斯斯坦發(fā)生了14 次震級M≥7.0 的強(qiáng)震(表1)[5]。大地震的發(fā)生使吉爾吉斯共和國成為世界上地震災(zāi)害最嚴(yán)重的地區(qū)之一。
圖2 2015—2018 年吉爾吉斯斯坦境內(nèi)5 級以上地震分布圖Fig. 2 Distribution map of earthquakes of magnitude 5 and above in Kyrgyzstan from 2015 to 2018
表1 吉爾吉斯斯坦7 級及以上地震目錄Table 1 Catalog of earthquakes of magnitude 7 and above in Kyrgyzstan
1952 年在蘇聯(lián)科學(xué)院吉爾吉斯分院基礎(chǔ)上組建了地球物理學(xué)部,隨后更名為地震學(xué)部。1963 年,地震學(xué)部隸屬于吉爾吉斯科學(xué)院地質(zhì)研究所,進(jìn)行吉爾吉斯斯坦境內(nèi)地震活動性研究,水庫、水電站監(jiān)測,同時會同地質(zhì)學(xué)專家、構(gòu)造學(xué)專家編制首個吉爾吉斯地震區(qū)劃圖及城鄉(xiāng)小區(qū)劃圖。1970 年,薩雷卡梅什9 度地震發(fā)生后,提出組建國家地震研究所[7]。1975 年,在地震學(xué)部和兩個實(shí)驗(yàn)室(新構(gòu)造地質(zhì)學(xué)實(shí)驗(yàn)室和地震構(gòu)造實(shí)驗(yàn)室)的基礎(chǔ)上成立了吉爾吉斯科學(xué)院地震研究所,研究所的科技機(jī)構(gòu)由2 個中心(數(shù)據(jù)處理中心和地震監(jiān)測中心)和7 個實(shí)驗(yàn)室(地震構(gòu)造實(shí)驗(yàn)室、地震危險(xiǎn)性評估實(shí)驗(yàn)室、地震危險(xiǎn)區(qū)地球物理研究方法實(shí)驗(yàn)室、地球化學(xué)和流體動力學(xué)預(yù)測方法實(shí)驗(yàn)室、地震預(yù)報(bào)方法實(shí)驗(yàn)室、區(qū)域地震學(xué)實(shí)驗(yàn)室、工程地震學(xué)和地震區(qū)域劃分實(shí)驗(yàn)室)組成。
吉爾吉斯地震研究所主要工作為:地震危險(xiǎn)性評價和編制各種尺度地震區(qū)劃;進(jìn)行天山地區(qū)地震動態(tài)及區(qū)域地球動力學(xué)研究;進(jìn)行地震趨勢預(yù)測、編制潛在地震危險(xiǎn)區(qū)圖;地震風(fēng)險(xiǎn)評估;地震災(zāi)害減災(zāi)及建筑物抗震性提高對策研究等。
吉爾吉斯地震監(jiān)測體系,由測震臺、地磁臺、水化臺及水位地質(zhì)流動觀測點(diǎn)、數(shù)據(jù)加工中心和地震監(jiān)測中心組成。
表2 測震臺參數(shù)Table 2 Parameters of seismic platform
吉爾吉斯地震研究院有測震臺27 個(表2),由3 個建于不同時期的地震臺網(wǎng)組成(圖3),分別是:1991年由美俄吉聯(lián)建的吉爾吉斯斯坦遙測網(wǎng)絡(luò)(KNET);2008 年在全面禁止核試驗(yàn)條約組織(CTBTO)合作框架內(nèi),挪威地震局(NORSAR)援建的吉爾吉斯共和國數(shù)字網(wǎng)(KRNET)以及德國援建的地震和強(qiáng)震動臺網(wǎng)(CAREMON)[8]。其中,在KRNET 臺網(wǎng)中,所有臺站使用的設(shè)備為GURALP 公司生產(chǎn)的CMG-3ESP和CMG-DM24 數(shù)據(jù)采集器;在KNET 臺網(wǎng)中,所有臺站使用的設(shè)備為Streckeisen 公司生產(chǎn)的STS-2 地震傳感器和Reftek 公司生產(chǎn)的地震數(shù)據(jù)采集器;在CAREMON 臺網(wǎng)中,所有臺站使用的設(shè)備為GURALP公司生產(chǎn)的CMG-3ESP,CMG-5T,CMG-DM24S6+和CMG-EAM[5]。
圖3 吉爾吉斯測震臺分布圖(來源于http://www.seismo.kg/ru/sejsmicheskie-stantsii)Fig. 3 Distribution map of Kyrgyzstan’s seismic stations
吉爾吉斯地震研究院有5 個地磁臺(表3),主要位于吉爾吉斯北部(圖4)。
表3 地磁臺參數(shù)Table 3 Parameters of geomagnetic station
吉爾吉斯地震研究院有水文化學(xué)臺4 個,水文地質(zhì)流動觀測點(diǎn)5 個(表4),水位化學(xué)臺都位于吉爾吉斯北部,4 個水文地球動力觀測點(diǎn)設(shè)在吉爾吉斯北部,1 個設(shè)在西南部(圖5)。
地震監(jiān)測一直是吉爾吉斯共和國最緊迫的任務(wù)之一,獲得的正確的初始數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行科學(xué)分析是評估區(qū)域地震危險(xiǎn),采取適當(dāng)預(yù)防措施的基礎(chǔ)。吉爾吉斯測震臺站數(shù)據(jù)得到了廣泛的應(yīng)用。利用這些數(shù)據(jù),吉爾吉斯的科學(xué)家們,不僅制作完成了比什凱克、奧什、托克馬克、納林、卡拉科爾、賈拉勒·阿巴德、卡拉·巴爾塔、塔拉斯、巴特肯、基茲·基亞、烏茲根、塔什·庫米爾(1975—2003)城市地震微分區(qū)圖,還完成了吉爾吉斯共和國地震區(qū)劃圖,吉爾吉斯斯坦境內(nèi)2001—2005 年,2006—2010 年期間可能的地震災(zāi)害地圖,而且獨(dú)立完成或合作完成83 部專著,包括:天山巖石圈(合著),高亞洲新構(gòu)造(作者 I Sadybakasov),天山的地球物理場,深部構(gòu)造和地震活動(作者F N Yudakhin),地震構(gòu)造結(jié)構(gòu)和工程地質(zhì)條件對地震表現(xiàn)形式的影響(合著),吉爾吉斯斯坦東部詳細(xì)地震區(qū)帶(合著),天山的形態(tài)構(gòu)造和近期構(gòu)造成因(作者O K Chediya),天山地震:震級,地震矩和能級(作者E M Mamyrov),天山的地殼和上地幔與地球動力學(xué)和地震活動有關(guān)(合著),強(qiáng)震峰加速度圖集和震源區(qū)峰加速度衰減規(guī)律(合著),天山地震學(xué)(作者Korzhenkov A M),吉爾吉斯斯坦西南部和吉爾吉斯斯坦的地震活動和地震構(gòu)造變形分開的地區(qū)(作者M(jìn)uraliev),天山塔拉斯-費(fèi)加納斷層的地球動力學(xué)和中亞自然災(zāi)害(合著),以天山為例的洲際山區(qū)建筑和地震災(zāi)害(K E Abdrakhmatov)等[7]。
圖4 吉爾吉斯地磁臺分布(來源于http://www.seismo.kg/ru/sejsmicheskie-stantsii)Fig. 4 Distribution of Kyrgyzstan’s geomagnetic stations
表4 水化臺和水文地球動力觀測點(diǎn)參數(shù)Table 4 Parameters of hydration station and hydrogeodynamic observation points
綜上所述,從前蘇聯(lián)時代至今,吉爾吉斯地震科學(xué)院對吉爾吉斯共和國地震地質(zhì)構(gòu)造、地震活動性及地震監(jiān)測臺網(wǎng)的了解,不僅有助于深入探討天山地區(qū)地震活動規(guī)律、了解天山附近地震發(fā)生原因機(jī)理,而且對我國新疆地區(qū)的地震監(jiān)測也是一個有益的補(bǔ)充,同時吉爾吉斯共和國地處中亞的重要位置,協(xié)助其加強(qiáng)和完善地震監(jiān)測臺站布局,提高對地震、崩塌等災(zāi)害的監(jiān)測能力,能夠有效提升中國與中亞各國家的地震科技水平,助推“一帶一路”建設(shè)并為“一帶一路”項(xiàng)目實(shí)施提供保障。
圖5 吉爾吉斯水化和水位地球動力臺(來源于http://www.seismo.kg/ru/gidrogeokhimicheskie-stantsii)Fig. 5 Kyrgyzstan’s hydration and water level geodynamic station