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。     

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     

1997～1998年伽师强震群小地震震源机制解系统聚类分析

用P、S波最大振幅比法计算1997~1998年伽师强震群MS2.5~3.7小地震震源机制解,对小地震震源机制解进行系统聚类分析。结果表明,伽师小地震主要以走滑和正断层为主,与该时段发生的伽师6级强震具有相似的断错性质。1997年伽师小地震主压应力P轴方位为北东或近南北向,与1997~1998年6级强震主压应力P轴方位一致。1997年4月6日6.4级和1998年8月2日6.1级两次6级正断层地震前出现地震空段现象。     

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.     

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.     

2003年6月青岛震群地震震源机制与震源区应力场特征

利用山东数字地震台网记录的2003年6月青岛震群波形资料,由P波、SV波、SH波初动和它们之间的振幅比,联合计算了ML≥2.9地震的震源机制解。结果表明,震群发生前期,震源机制较为一致,P轴与北东东(80°)近水平方向的区域应力场主压应力方向一致,震群发生后期震源机制变化相对较大。上述现象相对于强震P轴方向与区域应力场主压应力方向一致,而余震P轴絮乱的现象有一定的相似性。但相对于强震在震后引起的主压应力方向变化(约40°~96°)来说,青岛震群地震引起震源区P轴的变化(约45°)并不显著。     

1997年伽师强震群序列特征和震源机制的初步研究

分析研究了新疆伽师强震群的序列特征和震源机制解．结果表明,6.6级地震前,序列频度衰减系数hh>1.6级强震前序列地震能量释放特征为持续增强或剧增;5级地震前序列频度呈现平静特征．震源机制结果是：强震群震源断错以右旋走滑为主,具有张扭性特征．     

伽师强震群区震源细结构的深地震反射探测研究

穿过伽师强震群的深地震反射剖面提供了研究区从地表直至莫霍界面的地壳细结构图像.探测结果表明：研究区上、下地壳分界面埋深约20～30 km,莫霍界面埋深约52～58 km.上地壳内部存在着两种截然不同的反射图像.上地壳上部为沉积盖层,厚度约8～9 km,盖层内部反射成层分布,显示了稳定而连续的沉积特点;上地壳下部则为“反射透明”背景下存在的叠层状反射带.下地壳内部呈现明显的反射性质,具体体现在上、下地壳分界面和莫霍间断面都表现为具有一定持续时间的多循环反射叠层结构特征.时间剖面上所有反射事件由北东向南西下倾的整体图像直观地反映了塔里木盆地地壳变形而向西昆仑下插入的事实.剖面47km桩号附近,上地壳下部至壳幔过渡带以上地壳范围内存在一条高倾角的深断裂,具有走滑性质,本研究认为该深断裂与1997年伽师强震群的发生密切相关,推断它为伽师强震群的发震构造.而时间剖面上壳幔过渡带反射的连续性则说明该断裂没有向下穿过莫霍面.存在于上地壳上部的两条高倾角的浅部断层可能对应于地质推测的麦盖提—下苏洪断裂带,它们与位于其下方的地壳深断裂构成了伽师强震群可能的深、浅构造关系.     

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．      

伽师强震群序列的破列特征

分析了伽师强震群序列中13次5级以上地震的震源机制解资料，其中有8个走滑型地震、5个倾滑型地震。走滑型地震的北北西向节面与Ms≥5．0级地震震中分布的斜列线一致，伽师强震群序列可能是北北西向右旋走滑断层及与其斜交的张性正断层共同作用的结果。     

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。     

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.     

Focal Mechanism Solutions and Stress Field Inversion of Moderately Strong Earthquakes in the Northern Tianshan Area

Using the focal mechanism solutions of 24 moderately strong earthquakes in the northern Tianshan area, we carried out system cluster and stress field inversion analysis. The result indicates that, the focal mechanism solutions of moderately strong earthquakes are mainly dipslip reverse faulting in the northern Tianshan area. The principal rupture planes of earthquakes are NW-oriented. It is basically consistent with the strike of earthquake structure in its adjacent area. The direction of the principal compression stress P axis is nearly NS, and its inclination angle is small; while the inclination angle of the principal extensional stress T axis is large. It shows that the regional stress field is mainly controlled by the near-NS horizontal compressive stress. The direction of the maximum principal stress shows a gradation process of NNE-NS-NW from east to west.     

2003年伽师6.8级地震序列特征和震源机制的初步研究

在位于1997-1998年新疆伽师9次6级地震分布区域的东南端，2003年2月24日又发生6．8级地震。结合伽师6．8级地震序列震源机制解结果，对该地震序列的基本特征和震源区应力降等进行了对比分析。结果表明，6．8级地震断层是在北西向的区域应力场挤压作用下产生的倾滑逆断层，震源以单侧破裂为主，破裂方向与极震区走向，以及北西向的主压应力方向一致。震前震源区应力显著增强，震后应力释放较为彻底。中强余震震源机制解与主震有明显差异，表现出震源区应力场处于不稳定的调整阶段，余震震源机制的差异为震后地震趋势的判定提供了依据。     

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。     

Research into the Regional Characteristics of the Tectonic Stress Field in Jiashi, Xinjiang and Its Surrounding Areas

Jiashi and its surrounding areas are composed of many structural zones. Using the focal mechanism solutions of 59 moderately strong earthquakes in Jiashi and its surrounding areas, and combining these with the calculation results of system cluster and stress field inversion, we analyzed the evolvement characteristics of the stress field for different times and different regions. The results were as follows: The earthquakes in Jiashi are mainly strike-slip. However, those of the Kalpin block are mainly reverse events, showing an obvious thrusting. The regional characteristics are different from other areas. The direction of the regional principal stress field is near NS. However, under different tectonic backgrounds, the directions of the stress fields are different. The direction of the principal compress stress is near NS in the Kashi-Wuqia area. But before and after the 3 earthquakes with M7.0, dynamic evolution from NW to NS and then to NE with time process was observed. The Kalpin block has been dominated by a consistent stress field in the NW direction for a long time. However, the direction of the stress field of the Jiashi region is NE. Since 1996, the direction of the regional stress field has changed obviously. The direction of the P axis was deflected towards the NE, and the plunge angle increased. The result shows clearly the regional characteristics and variation of the distribution pattern of the stress field in different tectonic environments.     

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。     

2018年9月4日伽师5.5级地震序列震源机制解及震源处应力场特征

本文采用新疆测震台网数字波形记录，利用CAP和P、S波初动和振幅比方法计算2018年9月4日伽师5.5级地震序列中M_S≥2.5地震的震源机制解，结合地震烈度等震线和双差重定位后的地震序列空间展布等特征分析了此次地震的发震构造，反演了震源处应力场。结果表明，伽师5.5级地震呈NE向的节面I为发震断层面，属于左旋走滑断层，震源深度为9km，发震构造可能为浅部超基底断裂；地震序列中有21次为走滑型，4次为正断型，说明绝大多数序列的破裂方式与主震相近，表明余震应力场主要受主震震源应力场控制；P轴方位在NNE向有明显的优势分布且倾伏角较小，T轴方位在NWW向有明显的优势分布且倾伏角较小，说明震源处主要以NNE向水平挤压和NWW向水平拉张作用为主；此次伽师5.5级地震序列表现的浅部应力场与已有研究得出的震源区深部应力场基本一致，应力形因子R的最优解为0.17，说明震源处近NE向中间主应力σ₂有一定挤压成分。     

1997年伽师强震群活动的近场定点形变异常特征

对１９９７年伽师强震群前后的近场宁点形变资料和卡尔曼滤波结果的前兆异常进行了分析,结果表明,震前短临异常较为明显。通过密切跟踪,在后续强震的预报中发挥了重要作用。文中还对异常与孕震构造和应力场的关系进行了讨论。