天山北缘的地壳结构和1906年玛纳斯地震的地震构造

长86km、南北向横跨乌鲁木齐坳陷的深地震反射剖面，揭示了北天山山前地壳的薄皮构造特征．共深度点叠加剖面的石河子以南部分显示了天山北缘平行山体的第一和第二排背斜构造．与双程时间分别为2.5～3.0s和5.5～6.0ｓ的反射事件对应的滑脱构造，将地壳深部构造与地表逆断裂 褶皱构造联系在一起．玛纳斯断裂以铲形方式向下延伸，在2.5ｓ左右深度归并于第一滑脱面，向南与清水河断裂汇合．在5.5～6.0ｓ深度上为与玛纳斯下背斜相连的主滑脱面．它们最终汇集到准噶尔南缘断裂．石河子以北的坳陷沉积深度达12～14km．沿剖面的莫霍界面深度在准噶尔盆地为45ｋｍ 左右，往南加深至50ｋｍ．对该区域内的深地震测深剖面和布格重力异常资料的分析结果，与深反射剖面的地壳结构图象具有一致性．深地震反射剖面通过1906年玛纳斯7.7级地震宏观震中区，共深度点叠加剖面用于推断玛纳斯7.7级地震与北天山山前地壳构造之间的关系:玛纳斯地震属于一类褶皱地震，其发震构造是由准噶尔南缘断裂、清水河逆冲断裂、滑脱面和玛纳斯浅部断坡组成的断层系．      

北天山地区活动逆断裂-褶皱带构造与潜在震源区估计

北天山山前逆断裂－褶皱带是典型的大陆内部活动挤压构造,该地区的地表活动构造、隐伏活动构造及活动背斜都受地下深处近水平滑脱断层控制。对１９０６年玛纳斯地震（Ｍ７．７）的发震构造、地表变形与破裂特征和山前活动逆断裂带上古地震的研究表明,北天山山前隐伏活动深断坡具备大地震发生的构造条件,大致以金钩河为界分为东西两段,相应地构成两个大地震潜在震源（Ｍ８）。山前第２条玛纳斯逆断裂－褶皱带和第３条独山子逆断裂－褶皱带中的各个活动背斜,以及西湖隆起等可能是８个中强地震的潜在震源（Ｍ６）。     

中国新疆北天山的活动逆断裂褶皱带及其大地震的位置预测

发育在北天山山麓的活动断裂褶皱带属于向前扩展的薄皮构造，且所有的背斜都是在断裂扩展皱，主滑脱面距地表８～９ｋｍ深，距今２９２万以来，地壳缩短１３．５～１４．６ｋｍ缩短率是４．６２～５．０ｍｍ／ａ，自３００００年前至今，准噶尔南缘断裂和齐古逆断裂褶皱带的活动十分微弱，而独山子和玛纳斯逆断裂一褶皱带则是活动褶皱－断裂带，北天山地区普遍发育三级阶地，受活动逆断裂和褶皱的影响，均产生褶曲变形和错断，距今１     

托斯台逆断裂-褶皱带晚第四纪活动特征

托斯台逆断裂-褶皱带位于乌鲁木齐山前坳陷的西部,为近东西向展布的新生代逆断裂．背斜带。它主要由北单斜带、中部背斜带和南单斜带3个构造带组成,在各构造带均发育逆活动断裂。地震勘探资料显示,南单斜带与中部背斜带为滑脱体,逆断裂在深部沿滑脱面与清水河子深断裂相汇。研究表明,北单斜带与中部背斜带逆断裂断错了晚更新世堆积物,在晚更新世有显著的活动;南单斜带逆断裂断错了全新世堆积物,在全新世时期有最新活动。中部背斜带逆断裂晚更新世以来水平缩短速率为0．6～1．3mm／a;南单斜逆断裂全新世水平缩短速率为0．2～0．6mm／a。     

西南天山柯坪逆冲推覆构造带的地壳缩短分析

柯坪逆冲推覆构造带是西南天山山前晚新生代以来形成的活动逆断裂-褶皱带,由5~6排近平行的弧形褶皱带组成,出露地层为寒武系—第四系。背斜形态多为复式箱状背斜和不对称的斜歪背斜,分别与断层弯曲背斜和断层扩展背斜的几何形态一致。地震勘探资料显示,各褶皱带前缘活动逆断裂在深部归并于统一的、由寒武系中的石膏层组成的滑脱面。滑脱面深度具有南浅北深、东浅西深的特点,皮羌断裂西侧滑脱面深度约为9km,东侧滑脱面深度为5km。在柯坪逆冲推覆构造中部的皮羌断裂东西两侧各5km和8km的位置,以断层弯曲褶皱和断层扩展褶皱构造模型为指导,用线长平衡的方法完成了2条长度分别为78km和73km的平衡地质剖面,恢复到变形前的形态后计算出这2条剖面上的地壳缩短量分别为40km和45km,缩短率为33%和37%。由于对柯坪逆冲推覆构造开始形成时间的证据较少,所以要计算长期的缩短速率是比较困难的。对比天山南麓库车活动逆断裂-褶皱带的形成时代,以及柯坪逆冲推覆构造与印干断裂的关系,认为柯坪逆冲推覆构造形成于第四纪早期的西域砾岩沉积阶段,按距今2.5Ma计算,柯坪逆冲推覆构造的地壳缩短速率是15.4~17.3mm/a     

活动推覆构造区潜在震源的边界和震级上限——以1902年阿图什8(1/4)级地震构造区为例

1902年阿图什81/4级地震发生在西南天山山前推覆构造体中,逆冲推覆构造由推覆体的根部断裂、推覆体、滑脱断层和前缘逆断裂-褶皱等组成,大地震的发震断裂往往是推覆构造的根部断裂,而地震地表破裂和同震褶皱隆起则位于山前逆断层-褶皱带内。高震级的潜在震源区(MU7.5)对应于低速的天山地块和高速的塔里木地块之间的根带断裂,其长度对应于推覆体根带断裂的长度,宽度对应于根带隐伏逆冲断裂在地表的投影宽度。推覆体前缘的每个活动逆断裂-背斜对应于一个潜在震源(MU≤7.5),其长度与活动逆断裂-背斜的长度相等,宽度应覆盖活动褶皱的两翼。潜在震源的矩震级上限由W-C统计关系式确定,其中发震断裂的面积为活动褶皱的长度与隐伏断坡宽度的乘积。     

天山山前主要推覆构造区的地壳缩短

利用平衡地质剖面方法研究天山山前主要褶皱带的地壳缩短,其中3条平衡剖面分别横跨天山南簏的柯坪逆断裂-褶皱带和库车逆断裂-褶皱带,2条剖面横跨天山北簏的玛纳斯活动逆断裂-褶皱带,其余1条剖面横跨吐鲁番中央隆起逆断裂-褶皱带。柯坪活动逆断裂-褶皱带、库车逆断裂-褶皱带、玛纳斯逆断裂-褶皱带和吐鲁番盆地的地壳缩短量分别为40~45km、27~37km、8·5~10·5km和6~7km。天山山前活动逆断裂-褶皱带在EW向上互不重叠,它们的缩短量大致代表了该经度上新生代的最小地壳缩短量,反映出天山地壳缩短由西向东减小的趋势。假定天山山前活动逆断裂-褶皱带开始形成的时间为距今2·5Ma的西域砾岩沉积期,考虑到博阿断裂、塔拉斯-费尔干纳断裂在SN向上的缩短活动分量,上述4个地段的最小缩短速率分别为15·4~17·3mm/a、12·7~16·5mm/a、3·8~4·5mm/a和2·3~2·7mm/a。活动走滑断裂在天山内部特定位置向左偏转,走向由NW转为NWW,在断裂转折的部位走滑活动量转化为天山SN向的缩短变形     

乌鲁木齐城市活断层发震构造模型初探

根据地表活断层资料、深地震反射剖面资料、石油地震剖面资料、流动地震观测和小震精确定位资料,通过与北天山山前典型发震构造的对比及逆断裂-褶皱与推覆构造的基本结构特征,初步建立了乌鲁木齐目标区发震构造模型。乌鲁木齐目标区可分为2个主要的地震构造,它们均是逆冲推覆构造。西侧为北天山山前逆冲推覆构造,由根部逆断裂、中部滑脱面和前缘挤压褶皱隆起带组成,根部逆断裂及前缘挤压褶皱带上发育全新世活断层,滑脱构造具有自南向北扩展的特点,未来的7级强震可能发生在根部断裂附近,而前缘挤压褶皱隆起构造,即西山隆起及其相伴生的西山断层和王家沟断层组、九家湾断层组,不具备发生大于6.5级地震的条件。东侧为博格达弧形推覆构造的西翼,其发震构造也由根部逆断层、中部滑脱层和前缘挤压褶皱隆起带组成,推覆构造具有自南向北扩展的特点。现今的推覆体前缘为阜康南断裂和古牧地背斜。该推覆构造带内部的雅玛里克断层、白杨南沟断层、碗窑沟断层和八钢-石化断裂,不是全新世活动断层,不具备发生大于6.5级地震的条件。     

《天山活动构造》一书简介

天山是我国和中亚地区最主要的新生代再生造山带之一 ,是一个强烈新活动的挤压缩短和隆起带 ,最高海拔达 70 0 0 m以上 ,平均海拔亦达 40 0 0～ 5 0 0 0 m。在山体两侧的山前坳陷地区发育多排活动逆断裂—背斜带 ,晚第四纪以来的活动褶皱受活动逆断裂控制 ,形成于不同深度的多重水平滑脱面和逆冲断坡之上 ,属于断裂—扩展褶皱。山体内部则发育了由逆断裂控制的压陷盆地。天山地区的地震活动即受这些活动构造所控制。邓起东、冯先岳等 2 0 0 0年 7月出版的新著《天山活动构造》对天山南北缘和内部的活动构造进行了全面研究 ,其中包括对北天山…     

库车坳陷活动构造的基本特征

简要介绍了南天山山前库车坳陷的主要活动逆断裂-背斜带的分布特征、构造样式、最新活动证据等资料。平面上库车坳陷呈一“眼”状,由南北两大背斜带构成。北部靠近南天山为一套向南逆冲的逆断裂-背斜系统,最新活动的逆断裂-背斜带为喀桑托开逆断裂-背斜带;南部靠近塔里木盆地的是一套向北逆冲的逆断裂-背斜系统,最新活动的主要是秋里塔格逆断层-背斜带及其以南的亚肯背斜等新背斜;南北两大背斜系统夹持着拜城盆地。坳陷区北部的喀桑托开断裂与坳陷区南部的秋里塔格断裂带是区内最主要的活动断裂,前者长逾60km,后者长近200km,沿这两条断裂带均发现了清楚的断裂露头和古地震形变带。此外,在秋里塔格背斜带以南发育了更新的、规模较小的背斜,表明库车坳陷区的褶皱作用继续向盆地方向扩展。石油地震剖面资料显示,库车坳陷南北两侧的褶皱作用均受盖层与基底之间的滑脱断层控制,属于山前的薄皮构造。滑脱面的深度可达10km左右。这是库车坳陷主要的发震层     

盲断裂、褶皱地震与新疆1906年玛纳斯地震

１９０６年玛纳斯７．７级地震时沿准噶尔南缘断裂产生的地表破坏是由非构造成因的振动和重力效应而形成的。天山山前第二排逆断裂和褶皱带是这次地震的发震构造，沿带已发现了长约１３０ｋｍ的断续的地表破裂和最新隆起带。所以１９０６年玛纳斯地震是沿北天山主逆断裂带发生在深部的一次盲断裂地震。地表变形主要以褶皱隆起为主，是一次典型的“褶皱地震     

中国西南天山山前的晚新生代构造与地震活动

天山是研究现今陆内造山作用及过程、陆内变形、陆内强震及其预测等大陆动力学问题的理想实验场。西南天山和塔里木之间的新生代褶皱－逆断裂带基本上由一南冲弧形推覆构造系统和一向北反冲的构造系统组成，由北而南主要由以下4个运动学单元组成：（1）新生代复活的喀拉铁热克山－天山南脉古生代造山带，其快速变形和抬升可能起始于23－26Ma前，持续至13－16Ma前。（2）向南逆冲的西南天山前陆薄皮主冲断带，包括木兹杜克弧形薄皮推覆体和依柯冲断带，前者代表了向南薄皮逆掩的天山型岩系，地表主要表现为一系列的飞来峰群，在14Ma前曾有过大规模活动，最小缩短量约为20－35km，最小缩短速率为1．4－2．8mm/a；后者代表了向南叠瓦状薄皮逆冲推覆的前陆古生代基底（塔里木地台型沉积岩系）卷入构造，其西段在距今14Ma时曾有过强烈活动。两者共同组成了一复杂的双重构造；新生代地层也卷入变形。（3）喀什－阿图什弧形反冲褶皱－逆断裂带，由3排向北（天山）反冲的左阶雁列展布的第四纪地表滑脱褶皱组成，仅在大山口以西发育。该构造带形成于距今约1．4Ma以后。依什拉克喀拉乌尔断裂以南，博古孜河剖面的最小缩短速率约为5．8mm/a，翁库尔剖面的最小缩短速率约为8．6mm/a。（4）塔里木克拉通下盘块体，向北西方向缓倾，内部变形较小。里木块体西北存在明显的不均匀性，其学问基底高角度逆断裂和走滑断裂控制了盆地新生代沉积的厚度，导致西南天山前陆冲断带的地形地貌、地层、构造变形样式、变形时间以及变形缩短量沿走向的巨大差异性。迈丹－喀拉铁克断裂和阿图什断裂带均为岩石圈规模断裂，研究区的中强地震主要发生在这两条断裂带以及它们之间的西南天山前陆冲断带上。     

1906年新疆玛纳斯大震区的多层次逆冲构造与深部结构

通过对天山北麓 190 6年玛纳斯 7 7级地震区的浅层地震探测资料、石油地震反射剖面、二维电性结构剖面、深地震反射剖面的研究 ,发现玛纳斯地震区多层次活动构造系统的根带 ,它通过脆 -韧转换带与天山活动构造块体内上地壳中的低速、高导层连为一体。低速、高导层可能是天山地壳内正在活动的韧性剪切带 ,而齐古逆断裂 -褶皱带下的脆 -韧转换带是连接深部活动韧性剪切带与地壳浅部脆性破裂的枢纽 ,也是现今孕育和发生大地震的重要构造部位。 190 6年玛纳斯地震发生在脆韧转换带的底部 ,地震区的活动逆断裂和褶皱只是部分记录了深部韧性剪切带活动的信息     

北天山中段微震活动检测及其活动性和孕震构造分析

北天山地震带地处中国大陆强震高发区, 孕震构造复杂, 近年来陆续发生了2016年呼图壁M_S6.2地震和2017年精河M_S6.6地震。 由于测震台网相对比较稀疏, 该区域微震监测能力较弱。 本文主要采用波形模板扫描法对北天山中段(43.5°N~44.5°N; 85°E~87.5°E)进行微震事件检测, 并反演精细的一维速度结构, 重新定位地震; 深入分析该区域的地震活动性和孕震构造特征。 经过微震检测, 得到该地区2014年1月至2018年9月期间57902个地震事件, 是原地震目录的10倍, 完备震级从1.2降至0.5。 结果显示, 北天山中段地震十分活跃, 主要分布在北天山山前霍尔果斯—玛纳斯—吐谷鲁背斜带南翼的浅部和南玛纳斯—齐古背斜带深部, 呼图壁地震震后地震活动性有增强的趋势。 研究期间沿背斜构造带走向地震分布不均, 霍尔果斯—玛纳斯—吐谷鲁背斜带西段地震活动多于东段, 南玛纳斯—齐古背斜带东段地震活动显著强于西段。 经过重定位, 发现研究区的地震事件主要发生在褶皱内部的“盲断层”上, 这些隐伏断裂与区域活动断裂和背斜构造共同组成的断层系孕育了北天山山前活跃的地震活动, 并可能成为未来强震的发震构造。     

焉耆盆地北缘和静逆断裂-褶皱带第四纪变形

焉耆盆地是塔里木盆地东北缘天山山间的重要坳陷区,盆地北缘发育的和静逆断裂-褶皱带是一条现今活动强烈的逆断裂-褶皱带,对其第四纪以来缩短量和隆升量的计算有利于分析该区域的构造活动情况,对缩短速率和隆升速率的估计可以与天山造山带其他区域的活动速率进行横向对比,从而反映出焉耆盆地在天山晚新生代构造变形的作用。在深部资料不足的情况下,对背斜形态完整、构造样式简单的和静逆断裂-褶皱带,利用地表可获得的地层和断层产状,通过恢复褶皱几何形态,计算褶皱的缩短量、隆升量和断层滑动量,得到逆断裂-褶皱带早更新世晚期(1.8Ma)、中更新世(780ka)和晚更新世中期(80ka)以来的缩短量分别为1.79km、0.88km和26m,初步估计的缩短速率分别为0.99mm/a、1.13mm/a和0.33mm/a。显示和静逆断裂-褶皱带自开始形成以来构造活动强度并不一致。与地壳形变观测结果对比,作为南天山东段最主要的坳陷区,焉耆盆地吸收了这一区域(86°～88°E)的大部分地壳缩短,且主要表现为盆地北缘新生逆断裂-褶皱带的强烈变形。     

帕米尔北缘木什背斜第四纪滑脱褶皱作用与北翼逆断裂的生长

发育在帕米尔弧形推覆构造带最前缘的木什活动背斜是一南缓北陡的第四纪滑脱褶皱,背斜的最小地壳缩短量为0.7km,构造隆升幅度可达1.5km.木什背斜北翼逆断层由一系列坡向北的反向断层陡坎组成,不同断坎间垂直位移分布呈现此消彼长的特征,不论是整个北翼逆断层西段还是单条断坎,其垂直位移均呈东高西低的不对称分布,位移梯度东高西...     

西南天山地表三维位移场及断层位错模型

利用1992—2012年间西南天山GPS观测和2003—2009年EnviSAT卫星InSAR图像,构建西南天山与塔里木盆地间(喀什坳陷)震间变形的三维位移场,约束区域内滑脱断层运动模型.结果显示:位于喀什坳陷基底与沉积盖层间埋深为12~18km的主滑脱断层进入西南天山(迈丹—喀拉铁克断裂带以北)沿高角度断坡深入天山底部至23~33km,并北倾1°~2°延伸至天山内部,从完全闭锁到自由蠕滑,滑动速率9~10mm·a-1.依据断层位错模型,1902年阿图什M8大地震可能从铁列克断层根部23km左右开始破裂,沿高角度断坡断层扩展25~30km的距离至科克塔木背斜南翼托特拱拜孜—阿尔帕雷克断裂.1902年阿图什地震可能导致阿图什背斜下方埋深2~12km的高角度断坡断层以2~3mm·a-1速率持续蠕滑,蠕滑过程释放的应力等价于一次Mw6.7左右的中强地震,西南天山及喀什坳陷基底滑脱断层控制了西南天山及前陆地带的现今变形和地震活动.     

乌鲁木齐活动构造系的构造过程及其地震危险性评价意义

北天山山前构造和地震活动非常强烈.呼图壁以西,山前变形以薄皮构造为特征,形成几排典型的逆断层扩展褶皱和冲断带;阜康以东,变形则以厚皮构造为特征,博格达山体沿高角度断裂直接逆冲到山前戈壁砾石层之上;之间的乌鲁木齐一带,则以北倾的单斜构造为特征,既有褶皱-逆断又有正断和走滑变形,且晚更新世以来部分断裂的活动性质可能已负反转.     

焉耆盆地北缘和静逆断裂-褶皱带中晚第四纪变形速率

焉耆盆地为南天山内部的一个山间盆地,盆地北缘发育1排第四纪新生褶皱带,即和静逆断裂-褶皱带。中晚第四纪以来,由于和静逆断裂-褶皱带的持续活动使得在褶皱生长过程中形成的多期洪积地貌面发生反向掀斜变形。利用高精度差分GPS,对褶皱带中部哈尔莫敦背斜区内的多期变形地貌面的地形形态进行了测绘,判定背斜的生长主要以翼旋转为主。利用背斜北翼不同地貌面的反向掀斜角度,分别计算了不同期次地貌面的隆升和缩短变形量。结合原地宇宙成因核素深度剖面法和光释光测年法,对背斜区内的F4,F3b,F2洪积台地面和T1阶地面的形成年龄进行了测定,发现背斜在距今约550ka、428.3+57.6-47.2ka和354.3+34.2-34.8ka不同时段的平均隆升速率从0.31±0.24mm/a下降至0.15±0.02mm/a,同时背斜北翼的翼旋转速度也呈逐渐减小的趋势。但背斜自起始变形开始,缩短速率却大致保持恒定为约0.3mm/a。而这一恒定的缩短速率与现今横跨和静逆断裂-褶皱带所观测的GPS速率具有很好的一致性,说明在天山内部的哈尔莫敦背斜区,短尺度的GPS速率可以代表长尺度的地壳应变速率,同时反映出山体内部一系列断层和褶皱构造在吸收和调节整体变形量时也起到一定的作用。     

天山南北两侧山前坳陷带中新生代构造特征与地震

形成于中新生代的南天山库车山前坳陷带和北天山乌鲁木齐山前坳陷带表现出类似的几何学、运动学和动力学特征 ,即坳陷内都发育 4排近东西向展布的逆断裂 -背斜带 ;新生代 (特别是第四纪以来 )表现出强烈的由山体向盆地的逆冲活动 ;逆断裂 -背斜带的形成、演化和发展都受控于统一的近南北向构造应力场。然而 ,南北两个山前坳陷在变形强度、地球物理细结构、地球动力学环境等方面存在着明显的不同。对这些不同点进行了讨论 ,认为正是这些不同点的存在 ,使得天山南北两侧山前坳陷内的现今地震活动性显示出不对称性 ,即南天山库车山前坳陷 5级以上地震基本都分布在第 3排 (秋里塔格 )逆断裂 -背斜带上 ,而北天山乌鲁木齐山前坳陷 5级以上地震基本都分布在坳陷南部准噶尔南缘断裂附近及其以南的天山内部