新疆伽师强震群的震源破裂特征

利用国内外短周期P波初动符号及全球数字地震台网 (GDSN)的宽频带数字记录资料 ,研究了 1997年 1月 2 3日至 1997年 11月 4日伽师强震群的震源机制解和伽师强震群中的 5个强震、后续地震及其周边地震的震源破裂过程。从震源机制解来看 ,伽师强震群主要有走滑和正倾两种破裂类型 ,主压应力轴方向主要为NNE向和近垂直 ,而主张应力轴为NW向并近水平 ,与区域构造应力场方向存在差异 ,具有明显的局部特征。从破裂过程看 ,伽师强震群的破裂过程相对简单 ,破裂面积不大 ,上升时间较短 ,是由一点向四周快速扩散的脆性破裂 ,无明显的伸展方向 ,与阿图什地震完全不同。研究结果表明 ,伽师强震群与震源附近的地壳结构在垂向和横向上的非均匀变化有着密切关系 ,而阿图什地震与塔里木盆地的现今构造运动关系密切。伽师强震群是在震源区附近地壳上部垂向和水平向力共同作用下发生的多次沿NNE向的快速脆性破裂 ,从而形成了以张性破裂和左旋走滑为主的震源特征     

由震源谱推断1997年新疆伽师强震群破裂特性

分析了1997年伽师强震群中12次MS5.0地震的Ｐ波和Ｓ波位移谱,用遗传算法和目测法联合计算了这些地震Ｐ,Ｓ波震源谱的拐角频率,并由此推算出这些地震的震源尺度和静态应力降（以下简称应力降）．根据观测震源谱拐角频率的方位性变化特征,对相关地震的破裂方向进行了估算．主要结果如下:① 伽师强震群中６级强震的震源破裂尺度在10～16ｋｍ,５级地震的破裂尺度在6～10ｋｍ,个别５级地震的破裂尺度超过10ｋｍ;② 伽师强震群中,中、强地震的应力降均在0.1ＭＰａ左右,这种显著偏低的应力降特性表明,该强震群震源区积累的应力释放缓慢,这意味着伽师强震群活动还将持续相当长时间;③ 应力降大小与相应地震震级大小存在统计正相关关系．同时还可清楚地看出,正断层型地震的应力降整体低于走滑型地震的应力降;④伽师强震群中６ 级强震的震源谱拐角频率有一定的方向性,震源谱拐角频率方位分布图显示出这组强震的破裂机制较为复杂,无一致的破裂方向．      

利用钻孔应变资料预报新疆伽师强震群

介绍了利用钻孔应变资料预报１９９７年新疆伽师强震群的基本情况,分析了钻孔应变异常的基本特点．伽师地震前距震中２５０ｋｍ的乌什钻孔应变趋势变化一反常态并且短临阶段的应变值出现突跳．     

伽师强震群活动过程的应力触发作用研究

2003年2月24日位于1997~1998年伽师震区东南约20km的新疆巴楚-伽师地区发生了MS6·8地震,其余震丰富、强度大。1997~1998年伽师强震群的发生是否会对2003年巴楚-伽师MS6·8地震产生触发作用?1996年阿图什发生MS6·7地震,时隔10个月距其70km处又发生了伽师强震群,1996年阿图什地震的发生是否有利于1997~1998年伽师强震群的发生?1997~1998年伽师震区接连发生9次6级以上地震,伽师强震群中各强震之间会产生怎样的影响?针对上述问题,本文结合伽师周围地区地震活动特征分析研究了自1996年阿图什MS6·7地震及1997~1998年伽师强震群至2003年巴楚-伽师MS6·8地震在整个伽师强震群活动过程中的应力触发作用。研究结果表明:1996年阿图什MS6·7地震在一定程度上有利于1997~1998年伽师强震群的发生;伽师强震群中先发生的6级地震产生的累加静态库仑破裂应力变化对后续6级地震有一定触发作用;1997~1998年伽师强震群折合为1次地震产生的静态库仑破裂应力变化表明,其对2003年巴楚-伽师MS6·8地震触发作用明显。     

新疆伽师强震群与其他典型强震群对比研究

对比研究了国内、外9次6级以上强震群,发现强震群序列具有强度大、频度高、中强余震频繁、余震衰减起伏大、持续时间长、中强震前小震活动显示平静的特点。与主余型地震相比震群型地震b值大、p值小,最后一次主要地震发生后序列衰减变慢,多数地震的余震具有共轭分布特征,主要地震的震源深度和破裂方向呈多样性,地震破裂具有继承性。新疆伽师强震群与乌兹别克斯坦加兹里强震群不但在分段上极为相似,而且随时间的发展在能量释放的分配形式上也极为相似,且余震都呈共轭分布,主要地震迁移呈多侧扩展型,强震前中、小地震表现平静。从频度及强度上看,这两次强震群第一组强震发生后余震频度及强度较低,第二组强震发生后余震频度及强度较高,第三组强震发生后余震频度及强度最高。     

新疆伽师强震群区的横波分裂与应力场特征

利用在新疆伽师地区布设的流动台阵记录到的地方震波形数据,研究了伽师强震群附近各台站横波分裂现象,给出了相应的快波偏振方向的平面场分布. 发现在台阵的塔里木盆地一侧,波偏振方向为近SN向,与塔里木盆地的区域主压应力方向一致,但在塔里木盆地北部边缘的褶皱变形带内,快波偏振方向变为近EW向,特别是在柯坪断裂附近,快波偏振方向与阿图什地震的震源断层方向基本一致. 由于快波偏振方向平行于主压应力方向,给出的快波偏振方向反映了相应的主压应力场特征. 结果表明,伽师强震群的成因很可能是塔里木盆地北缘横向非均匀变形造成的局部张性剪切应变能的释放.     

伽师强震群震源机制与区域应力场特征

利用所搜集新疆地震台网各种短周期Pg 和Pn 波初动方向资料和中国数字地震台网(CDSN)、全球数字地震台网(GDSN)及中亚地区部分资料,计算了新疆阿图什1996年6. 9级和1998年6. 0级地震、伽师1997~ 1998年6次强震,以及M_S≥ 4. 0中小地震震源机制解48个。结合伽师强震群地震时空分布、地震烈度,对该区域应力场进行了探讨。结果表明,该区域应力场主压应力方向为SW-NE向。     

h值在新疆伽师强震群趋势判断中的意义

仅就h值在新疆伽师强震群趋势判断中的作用进行了分析讨论。在传统的h值判定原则的基础上,利用序列活动自相似的客观存在,提出了自强震发生后从其后较大中强地震起算的h值判别准则。两种算法的结合在伽师强震群预报过程得到了较好的验证。同时对预报过程中出现的问题,如h值的算法问题、强震及强震群中震级的估算问题进行了分析讨论。     

新疆伽师强震群区的横波分裂与应力场特征

利用在新疆伽师地区布设的流动台阵记录到的地方震波形数据,研究了伽师强震群附近各台站横波分裂现象,给出了相应的快波偏振方向的平面场分布. 发现在台阵的塔里木盆地一侧,波偏振方向为近SN向,与塔里木盆地的区域主压应力方向一致,但在塔里木盆地北部边缘的褶皱变形带内,快波偏振方向变为近EW向,特别是在柯坪断裂附近,快波偏振方向与阿图什地震的震源断层方向基本一致. 由于快波偏振方向平行于主压应力方向,给出的快波偏振方向反映了相应的主压应力场特征. 结果表明,伽师强震群的成因很可能是塔里木盆地北缘横向非均匀变形造成的局部张性剪切应变能的释放.     

1997-1998年伽师强震群震源区应力场特征

利用1997-1998年伽师强震群中强地震震源机制系统聚类及震源区应力场反演,得到以下主要结果:(1)伽师强震群中强地震主要以走滑和正断层为主,伽师震源区主压应力方向为NNE或近NS向,与相邻的柯坪块体区域构造应力场方向不一致;伽师强震群的破裂面沿NEE方向,属左旋破裂;(2)4~5级中强地震应力场反演得到最大主压应力轴为NNE向,最小主压应力轴为NWW向,中等主应力轴倾角为65°,比较直立;(3)伽师强震群震源区应力场在强震前后经历了一系列变化。最后对所得结果进行了一定的讨论。     

伽师强震群的深部动力学条件

根据天山造山带及其两侧的塔里木盆地和准噶尔盆地的岩石圈二维速度结构、二维密度结构、二维电性结构、壳幔过渡带的详细结构以及大地热流和震源深度的分布,再结合对新疆西北部的蛇绿岩带、高压变质带和岩浆岩分布的综合分析,建立了天山造山带的地球动力学“层间插入消减”模型。该模型认为,塔里木板块的中上地壳在库尔勒断裂附近向天山造山带的中下地壳层间插入;而下地壳连同岩石圈地幔向天山造山带的上地幔俯冲消减。在天山的西段（哈萨克斯坦境内）,费尔干纳地块由北向南插入到南天山之下约180km的深处,在其东段（中国境内）,塔里木盆地由南向北插入南天山之下。这两个具有不同方向的下降板片的接触部位为费尔干纳走滑断裂。我国的伽师、喀什、乌恰地震区均落在这两个具有不同俯冲方向板块的结合部位附近,有着特殊的深部构造背景。南、北两大板块的双向挤压必定产生强大的应力,在地震区附近,这种应力的积累与释放具有4个显著的特点：（1）板片的俯冲消减速度约高达每年22mm左右;（2）应力的积累与释放速率加快;（3）应力释放较容易;（4）应力释放较为集中。这4个特点可能是伽师地区在较短的时间内连续发生数次强震的构造因素。     

伽师强震群与加兹里强震群对比研究

对比研究了新疆伽师强震群与乌兹别克斯坦加兹里强震群,发现两者不但在分段上极为相似,而且随时间的发展在能量释放的分配形式上也极为相似,且余震都呈共轭分布,主要地震迁移呈多侧扩展型,强震群序列中各次主要地震的发生表现出一定的的继承性特征,强震前中小地震出现平静。从频度及强度上看,两次强震群第一组强震发生后余震频度及强度较低,第二组强震发生后余震频度及强度较高,第三组强震发生后余震频度及强度最高。     

The Strong Earthquake Swarm in Jiashi, Xinjiang in 1997 and Three Successful Predictions of Impending Earthquakes

A strong earthquake swarm including 7 earthquakes with M≥6.0 occurred in Jiashi, Xinjiang region from January to April, 1997, which is rare for intraplate seismicity. They occurred in Tarim Basin which is relatively stable, has no discovered surface rupture and where the deep-seated tectonics are not clear. The Seismological Bureau of Xinjiang Region has made three successful impending predictions for the strong aftershocks and succeeding earthquakes in Jiashi. The injuries and deaths of people have been greatly reduced because of effective measures taken by the local government, and the social and economic results are remarkable. The article introduces a summary of the strong earthquake swarm and the main processes of the prediction, sums up the scientific bases of an impending prediction, and shows that the occurrence of the Jiashi strong earthquake swarm revealed some important scientific problems which should be studied further. The practice of the Jiashi earthquake prediction indicates again that     

Consistent Distribution of Stress before Strong Earthquake from Focal Mechanisms

At some stage of a strong earthquake preparation,the focal mechanisms of small earthquakes have roughly the same direction with the tectonic stress field.According to this feature,we define the angle between P,B and T axis of focal mechanisms and the three stress axes of tectonic stress field as the consistency parameter a in studying the dynamic changes of stress fields in earthquake preparation areas.We mainly analyze the changes of the consistency parameter a of the MW8.3 Kuril island arc earthquake and the MW8.4 Peru earthquake.Our study shows that before the strong earthquakes,the earthquake area saw a low consistency,and the focal mechanisms of a series of small earthquakes had small differences in the directions with the tectonic stress field,which means the foreshocks were under the control of the stress field.On the other hand,a higher consistency means the focal mechanisms of their aftershocks are scattered and have big differences in the directions with the tectonic field,which indicate that the control of background stress field starts weakening.     

大震前显示的地震震源机制趋于一致的变化

在构造应力场的制约下强震孕育过程中特定阶段, 震源区中小地震震源机制与构造应力场的方向大体一致, 根据这一特点, 定义各个震源机制解的P轴, B轴, T轴和构造应力场的3个应力主轴在3维空间的夹角之和为一致性参数a, 研究强震前应力场变化特征。 对2006年11月15日千岛岛弧M_W8.3地震和2001年6月23日秘鲁M_W8.4地震研究表明, 大震发生前孕震区一致性参数a比较低, 震源机制与构造应力场的差异较小, 说明这些前震受到了震源区应力场的统一作用, 而主震发生之后震源机制解的一致性参数比较高, 说明后续发生的地震的震源机制散乱, 表明背景应力场的控制作用开始减弱。     

Study on Stress Triggering During the Activity Process of the Jiashi Strong Earthquake Swarm

The Bachu-Jiashi earthquake of Ms6.8 occurred on February 24, 2003, about 20km from the southeast of the 1997 - 1998 Jiashi seismic region in Xinjiang, and its aftershocks are rich and strong. Did the 1997 - 1998 Jiashi strong earthquake swarm trigger the Bachu-Jiashi Ms6.8 earthquake？ The Atushi earthquake of Ms6.7 occurred in 1996, and the 1997 - 1998 Jiashi strong earthquake swarm occurred about 70km from the Atushi earthquake 10 months later. Did the Atushi earthquake of Ms6.7 encourage the 1997 - 1998 Jiashi strong earthquake swarm？ There were 9 earthquakes with Ms6.0 from 1996 to 1997 in the Jiashi seismic region, how did they act on each other？ To answer the above questions, the article studies the triggering effect of the activity process of the whole Jiashi earthquake swarm from the 1996 Atushi earthquake of Ms6.7, the 1997 - 1998 Jiashi strong swarm to the 2003 Bachu-Jiashi earthquake of Ms6.8, and analyzes the seismicity characteristics around the Jiashi region. The results show that the 1996 Atushi earthquake of Ms6.7 encouraged the 1997 - 1998 Jiashi strong swarm to some extent, the accumulative Coulomb stress change from the previous M6.0 earthquakes of the Jiashi strong swarm had certain triggering effects on the following M6.0 events, and the Coulomb stress change converted from the Jiashi strong swarm strongly encouraged the 2003 Bachu-Jiashi earthquake with Ms6.8.     

营口—海城地区震群的震源机制一致性特征

采用P波初动方法计算1999年以来营口—海城地区5次震群序列的中小地震震源机制解,并定义震源机制一致性参数θ为中小地震震源机制解3个正交的应力主轴与华北地区构造应力场3个应力主轴在三维空间的夹角之和。计算结果显示:营口—海城地区震群中较大地震发生前10天~2个月,θ都有一个持续低值的过程;1999年岫岩前震序列的θ变化幅度在20°~30°之间,且大部分小于65°。相比用震源机制P轴取向趋于一致来判定震源区应力状态,θ更有其优越性。     

2020年1月19日伽师6.4级地震强震动记录特征分析

以新疆强震动台网获取的伽师6.4级地震的42组126条原始加速度记录为依据,对强震动记录时程、幅值、频谱三方面进行分析。结果表明,此次地震获取的最大加速度峰值为633.3cm/s²,仪器地震烈度为Ⅸ度;在震中距200km以内两水平向与垂直向加速度峰值比在1~3之间,速度峰值比在0~4之间。分析此次地震三分向加速度峰值衰减关系,0~50km范围内地震峰值加速度观测值在分区地震动衰减关系(Yu13)长轴预测值误差范围之内,高于南天山西段土层衰减关系(Zhang)预测值;水平向加速度反应谱卓越周期主要集中在0~0.5s,垂直向集中在0~0.2s。65XKR台水平向反应谱高于Ⅷ度罕遇地震设计反应谱,峰值卓越周期为0.48s;垂直向反应谱高于Ⅷ度罕遇地震设计反应谱,峰值位于高频段。