新疆及周缘构造破裂特征及地震序列类型①
2016-04-07李莹甄
李莹甄, 张 博, 殷 娜, 沈 军, 邵 博
(1.防灾科技学院,河北 燕郊 065201; 2.新疆维吾尔自治区地震局,新疆 乌鲁木齐 830011)
新疆及周缘构造破裂特征及地震序列类型①
李莹甄1,2, 张博1, 殷娜1, 沈军1, 邵博1
(1.防灾科技学院,河北 燕郊 065201; 2.新疆维吾尔自治区地震局,新疆 乌鲁木齐 830011)
摘要:横亘新疆境内的天山及其周边的西昆仑、阿尔金和阿尔泰是中国大陆著名的强构造运动区和地震活动带。在对新疆构造区应力环境、动力过程、断层运动变形特征和地震序列分析讨论的基础上,对新疆及其周缘主要构造区地震破裂方式和序列类型进行研究,得出如下结论:(1) 西昆仑构造区受来自青藏块体和塔里木块体NS和NW向水平压应力和垂向力的作用,构造运动呈现出走滑与逆冲特征,震源破裂以走滑型为主,数量较少的逆断型地震主要分布在西昆仑帕米尔一侧的深震挤压区,正断型地震主要出现在西昆仑与阿尔金交汇的拉张盆地及附近。该区主余型地震占63%,6级以上地震序列也存在多震类型。(2) 阿尔金断裂带位于西昆仑北缘断裂和北祁连断裂过渡带,受青藏块体向北和向西的推挤,断裂本身的左旋位移量通过两端逆冲挤压而转化,使得青藏高原北边界不断向外扩展。在此力源下,阿尔金断裂带震源破裂以走滑为主,也有少量的逆冲型地震。地震序列中主余型和孤立型地震占比相同(占44%)。(3) 在印度板块和亚欧大陆碰撞效应影响下,天山地区产生近NNE向水平压应力,构造运动显现出带旋性特征的逆冲和走滑,震源破裂方式与之相吻合。而天山构造大跨度的空间展布、扩展形式的多样性和地震破裂的两重性,又影响到地震序列类型的多样性,使得主余型、孤立型和多震型地震在不同构造部位呈现优势分布。(4)阿尔泰的构造运动可能受到了来自印度板块与亚欧板块碰撞的远程效应和西伯利亚块体南向运动的双向影响,形成NNE和SW向水平挤压力,主要大型发震断裂做右旋剪扭错动,而一些深断裂则以逆冲运动为主。震源破裂呈现出走滑(占64%)和部分的逆冲(占27%),6级以上地震序列主要为主余型, 5级左右地震则多为孤立型。
关键词:震源机制; 地震序列; 新疆周边; 地震活动性
0引言
新疆地震构造区位于欧亚大陆的中部,南与世界屋脊青藏高原毗邻,区内发育着挤压特征显著的大陆内部新生代再生造山带和压陷盆地,组成挤压型盆岭构造。西昆仑与阿尔金-塔里木盆地-天山-准噶尔盆地-阿尔泰山是新疆最典型地貌与构造区域。在这些再生造山带内发育具有调节纵向不均匀缩短并传递变形的NW向和NE向大型剪切断裂,分属右旋和左旋走滑断裂,在其边缘的山前坳陷内发育了近EW向的逆断裂及其控制的活动褶皱带。此外,受近EW向活动逆断裂控制,在再生造山带内发育了许多山间压陷盆地[1-2]。
西昆仑、阿尔金、天山和阿尔泰是中国大陆著名的强震活动带。据不完全统计,1800年以来西昆仑地震带发生7级地震4次,6级地震15次,最大地震为1895年7月5日塔什库尔干7.5级地震;阿尔金地震带1900年以来发生8级地震1次,7级地震4次,6级地震8次,最大地震为2001年11月14日昆仑山口西8.1级地震;天山地震带1700年以来发生7级地震25次,8级地震3次,最大地震为1889年7月11日阿拉木图8.3级地震;阿尔泰地震带发生8级地震1次,7级地震3次, 6级地震5次,最大地震为1931年8月11日发生在我国富蕴的8.0级地震。
新疆强烈地震活动与其特殊的构造区位密切相关。西昆仑、阿尔金、天山和阿尔泰活动构造主要继承了该区的新构造运动,是自晚始新世至渐新世印度次大陆与欧亚大陆碰撞以来,印度板块继续向北推挤的远程效应及其在兴都库什强烈挤压的结果。在塔里木地块、哈萨克地台、准噶尔地块和西伯利亚-蒙古地块的阻挡下,西昆仑、阿尔金、天山、阿尔泰岩石圈变形强烈,断层滑动速率增大,导致地震活动强烈、频繁[3]。
震源破裂方式和地震序列类型是研究地震活动性的重要参数,两者不仅是震区介质及应力状态、动力过程和发震断层几何性状的具体体现,而且受区域构造格局的制约,也反映了区域构造运动的过程和结果[4]。本文从分析新疆及其周缘应力场及构造运动特征入手,对上述区域强震发震构造力学性质和地震学参数等方面进行对比分析,以期为新疆地震活动研究与预测提供帮助。
1新疆及其周缘主要构造区及破裂格局
图1简要绘出新疆构造区和主要的活动断裂。在区域构造应力场的作用下,这些活动断裂的分布、运动方式和破裂格局决定了新疆地区的地震活动。
天山构造带由南天山、北天山和二者夹持的山间盆地组成。构造运动表现为水平挤压下的地壳垂向缩短、斜向剪切转换变形和向两侧盆地的横向扩展变形,形成主脉根部的高角度逆断层控制的厚皮推覆构造和前陆盆地内低角度逆掩断裂控制的薄皮推覆构造,以及调节纵向不均匀缩短并传递变形的大型剪切断裂[1]。现代破裂体系主要由以NE向柯坪推覆体和EW向库车推覆体为代表的逆冲断裂发生的旋扭性破裂和以近NW向博-阿断裂、费尔干纳断裂为代表的右旋走滑断裂发生的剪切破裂组成[5-7]。另外,受印度板块向北推挤的西动力源(帕米尔)的影响,在西昆仑与天山交汇部位形成复杂的构造运动和特殊的受力环境,以及多样的破裂格局[5]。
1:走滑断裂;2:逆冲断裂;3:推覆断裂;4:推覆方向;5:韧性剪切带;6:断裂编号; 断层编号:F1:可可托海-二台断裂;F2:库尔特断裂;F3:额尔齐斯断裂;F4:克拉麦里断裂;F5:东天山北缘(二道沟)断裂;F6:博格达南缘断裂;F7:吐鲁番盆地中央断裂;F8:博罗科努-阿其克库都克断裂;F9:伊梨盆地北缘-喀什河断裂;F10:恰克博河断裂;F11:那拉提-包尔图-黑尖山断裂;F12:却勒塔格-拜城盆地-北轮台断裂;F13:塞里克萨依断裂;F14:柯坪断裂;F15:塔纳斯-费尔干纳断裂;F16:柯岗断裂;F17:康西瓦断裂;F18:喀喇昆仑断裂;F19:车尔臣断裂;F20:阿尔金北缘断裂;F21:阿尔金南缘断裂;F22:吐拉-昆仑山中部断裂图1 新疆断裂系统略图Fig.1 The fault system in Xinjiang
西昆仑造山带位于青藏高原的西部,喜马拉雅帕米尔西构造结的东北部,印度板块和欧亚板块的结合部。新生代以来西昆仑受到SW方向青藏高原和塔里木地块的双向对冲作用(图2),在西昆仑山山前形成与山体走向一致的纵向活动断裂,使得NW向高角度的喀喇昆仑断裂发生右旋走滑运动,形成剪切破裂;NWW向高角度的康西瓦断裂发生显著的逆冲运动,形成大量冲断破裂。在60~40 Ma之后,康西瓦和阿尔金左行走滑断裂连接起来,形成中亚最大的走滑断裂;NW-EW低角度的西昆仑北缘断裂(铁克里克断裂) 则发生了逆冲和左旋走滑运动,形成剪扭性破裂[9]。这三组断裂共同构成了西昆仑现代破裂格局。
图2 青藏块体与塔里木块体在西昆仑 的相向俯冲碰撞(据高锐[10])Fig.2 Subduction and collision of Qinghai-Tibet Block and Tarim Block at West Kunlun (After GAO Rui[10])
阿尔金和西昆仑及北祁连构造带共同构成青藏高原的北部边界。在NS向水平压应力的作用下,青藏块体北向运动受到塔里木块体阻挡后,开始沿阿尔金断裂和高原中北部大型走滑断裂做侧向挤出运动,阿尔金构造带起到连接和转换作用[9-10]。阿尔金断裂带在大陆碰撞以后的前期属于挤压-走滑运动,而现今则以左旋走滑运动为主,在阿尔金与西昆仑的交接转换部位则还存在张剪性作用[11]。
阿尔泰位于哈萨克斯坦板块和西伯利亚板块的缝合线附近,喜马拉雅运动使山体沿北西向断裂发生断块抬升,形成现今阿尔泰山地貌。在西伯利亚块体南向运动的影响下,阿尔泰受到NE方向水平挤压力的作用,形成以富蕴地震断裂带为代表的一组NNW向右旋走滑运动,产生扭动剪切破裂,组成其现代破裂格局[12-14]。
2新疆及其周缘地震破裂特征
现代构造应力场是驱动地壳断裂构造活动并孕育发生地震的基本成因,震源机制解是研究区域构造应力场的基础资料和常用方法。对震源机制解的统计分析,可以再现区域应力场基本特征及其震源破裂特征,有助于对发震断层及区域活动构造与应力场之间的关系进行研究。
2.1资料与方法
依照第1节构造区的范围与命名,划分出天山、西昆仑、阿尔金和阿尔泰4个研究区。
本文震源机制解资料主要来源于:(1)新疆地区历史中强地震的震源机制解[15];(2)2000年以后部分5级左右地震采用P波初动符号和振幅比法求得震源机制;(3)哈佛大学CMT目录。本文共收集到震源机制解288个。图3显示了这些震源机制解的分布,其中阿尔泰12个,天山127个,新疆其他地区89个,西昆仑45个,阿尔金12个。图4显示了新疆地区主压应力P轴方位分布。
图3 1931-2005年新疆5级以上地震震源机制解Fig.3 Distribution of focal mechanisms of M≥5.0 earthquakes in Xinjiang from 1931 to 2005
图4 新疆地区主压应力P轴方位图Fig.4 Azimuth of principal compressive stress P-axis in Xinjiang area
在一个具有均匀应力场的区域,每一次地震都将会沿断层面上的剪切应力的方向产生滑动,采用多次地震的震源机制解就能反演出区域构造应力场[16-18],地震的破裂方式则可以通过应力轴倾角的变化加以界定。根据马文涛等[19]提出的三角形图解法,将地震破裂类型分为4类: 正断型,P轴倾角≥45°;逆断型,T轴倾角≥45°;走滑型,N轴倾角≥45°;过渡型,三个应力轴倾角<45°。
由图4可见,新疆地区P轴方向基本上与该区主要的构造走向垂直,大多数P轴方位为NNW、NS方向,P轴、T轴优势倾角均小于30°,N轴优势倾角则在60°~70°。可见新疆地区主要受NNE向水平压应力的作用。王盛泽等[20]认为新疆地区仍以NS方向为主,辅以NNE、NW方向,呈大扇形分布;近些年高国英等[21-22]也提出新疆近期构造应力场方向为NNE与NW方向。本文与前人所得结论较为一致。
表1对新疆228个震源机制解统计显示,走滑型地震约占47.37%,占绝大多数,其次是逆断型地震,占35%,正断型和过渡型地震比例较低。这与水平压应力环境下断层较多地表现出走滑与逆冲的运动特性相一致。可以认为,新疆应力区力源主要来自青藏块体向北的推挤,区内最大主压应力方向以近NS向为主,震源破裂方式以逆断型和走滑型为主。
表 1 新疆地震破裂类型统计
2.2构造分区应力场特征和震源破裂类型
图5 西昆仑、阿尔金、天山和阿尔泰地区震源机制参数归一化玫瑰图Fig.5 Normalized rose map showing parameters of focal mechanism in West Kunlun,Altun,Tianshan,and Altai
相较于中小地震震源破裂方式的随机性,较大地震的震源机制解更能近似反映区域构造应力场的特征,其地震破裂方式也较能反映区域构造的运动特征。本文从上述资料中选取195个5级以上地震的震源机制解,采用统计学方法,对震源机制参数(P,T和N轴方位、P,T和N轴倾角)进行计算,绘制震源机制解参数归一化玫瑰图(图5),讨论西昆仑、阿尔金、天山和阿尔泰地区构造应力场特征、地震破裂特性及动力学依据。各区平均应力场如图5所示,印度板块向北碰撞挤压欧亚板块,导致青藏高原抬升,使其西北缘的西昆仑受到NW向,阿尔金受到NE向力的作用,形成大量左旋走滑断层;位于印度板块西动力源前方的天山在NNW和NS向水平力的作用下,右旋走滑和带有旋性特征的逆冲断裂发育;而阿尔泰受准噶尔地块和蒙古高原-阿拉善地块的阻拦,在南下西伯利亚板块的影响下,形成NE-SW向的构造应力场。
由表2对比西昆仑、阿尔金、天山和阿尔泰地震破裂,发现以走滑型破裂为主,约占50%以上,其次是逆断型破裂,约占30%左右。以阿尔金走滑型地震比例最高,几乎达到70%;阿尔泰和西昆仑次之,走滑型破裂分别占63%和60%,天山地区最少,仅占45%。
天山地区逆冲型地震比例显著上升,达到38%,阿尔金显著下降,仅占8%,阿尔泰和西昆仑分居三、四。对比还发现,青藏高原北缘、天山和阿尔泰正断型地震较少,仅占7.7%,主要分布在南天山西段和西昆仑弧形构造顶端或两组构造转换的拉张部位。以走滑和逆断型为主要组合特征的过渡型地震在各区的比例约占8.7%。
表 2 西昆仑、阿尔金、天山、阿尔泰地区地震类型统计
可以看出,在近南北向构造应力的作用下,西昆仑、阿尔金、天山和阿尔泰及其交汇部位具有构造运动复杂、强震频发、地震破裂方式多样的特点。
3新疆及其周缘地震序列类型
3.1地震序列资料与判定方法
本文用于地震序列类型研究的地震序列目录,来自于收集整理的1970-2010年新疆MS≥5.0地震序列,共130个[23]。序列类型的判定采用了蒋海昆[24]序列判定准则,即统一以序列主震M0与3个月内最大余震M1之间的震级差ΔM=M0-M1进行序列类型划分,分出孤立型、主余型及多震型(双震型归并到多震型)三类。具体划分标准为:孤立型,ΔM>2.4,对于没有余震的单发式中等地震,也命名为孤立型地震;主余型,0.6 <ΔM≤2.4;多震型,ΔM≤0.6。1970年以来新疆5级以上地震序列类型分布见图6。
图6 1970年以来新疆5级以上地震序列类型分布Fig.6 Distribution of types of MS≥5.0 earthquake sequences in Xinjiang since 1970
从图6可以看出,新疆地区地震序列类型多样,涵盖了主余型、孤立型和多震型等不同类型的地震。由表3统计显示,5级以上中强地震以主余型为主,占据全部序列类型的一半以上,其次是孤立型地震,占39%,多震型地震较少,约占9%。从震级分布看,5.0~5.9级地震中孤立型地震较多,超过主余型,占到48%;6.0~6.9级地震以主余型居多,占到71%,震群型地震也较为突出,占到19%;7级以上地震几乎全部为主余型。同样按照第1节构造区范围与命名,划分出天山、西昆仑、阿尔金和阿尔泰4个区进行地震序列类型的对比分析。
表 3 新疆地区地震序列类型统计
3.2构造分区地震序列类型对比
由表4可知,5级以上地震序列西昆仑区有24个,阿尔金区9个,天山区91个,阿尔泰区6个。对比地震序列类型可以看出,四个构造区主余型地震所占的比例一般在50%以上,孤立型地震排行第二,约占38%。主余型地震以西昆仑区最高,可达到63%;阿尔金区最低,只占44%。孤立型地震以阿尔金区最高,可以达到44%;西昆仑区最低,仅为29%。四个构造区多震型地震所占比例较低,约为9%,且较为集中分布在南天山西段。
表 4 西昆仑、阿尔金、天山和阿尔泰地震序列类型统计
一些研究认为,地震序列类型空间分布特征主要与构造的应力水平和介质的不均匀性、区域构造运动方式、深部介质环境、震级及历史地震活动等有关[25-28],如震群型往往与共轭构造或多组构造交汇相联系,而简单断层端部的进一步扩展大多产生孤立型。新疆地区孤立型及多震型主震震级均小于6.5级,绝大多数6.5级以上地震的序列为主余型;多震型大多分布在历史大震震中区附近(现代构造运动强烈地区),这种地震序列特征可能与上述因素有关。由于新疆地区深浅部介质特性、区域构造运动细节研究并不全面深入,因而还无法就地震序列的类型成因做一一对应解释,本文仅在结论部分对南天山西段震群型地震的成因做了个别讨论。
4结论与讨论
区域构造运动特征和地震序列类型是判定区域地震活动性和地震趋势发展的一项重要基础工作。结合新疆地区地球动力背景、震源机制和地震序列的研究结果,并考虑地震破裂方式和序列类型的影响因素,对新疆及其周缘构造破裂特征及地震序列类型进行对比,综合分析认为:
4.1西昆仑区地区
西昆仑为帕米尔弧之东翼,主压应力P轴优势方位为NS和NW向,主张应力T轴优势方位为NE及EW向,中等应力轴N优势方位为SE向;P轴和T轴倾角在10°~20°最为集中,N轴倾角主要集中在40°~60°,显示该区活动断裂受到来自青藏块体和塔里木块体NS和NW向水平挤压应力的作用,且受到较强的垂向力的影响。西昆仑北缘的构造样式以走滑与逆冲共同组成的挤压转换为特征,构成西昆仑在新生代剧烈隆升的主要机制[10],导致近现代一系列强震发生。
该区走滑型地震占据优势,约占60%,其次是逆断型和正断型,分别占18%和13%。逆断型地震主要分布在西昆仑帕米尔一侧的深震区;正断型地震主要发生在西昆仑与阿尔金交汇的阿什库勒盆地及附近。该区主余型地震占63%;孤立型地震次之,占29%;多震型占8%。6级以上地震主要为主余型和个别的多震型。由主余型为主的地震活动特征推断,西昆仑目前仍处于较强应力状态,介质破裂强度属中等。在断裂的某些段落现今中小地震活动微弱,可能存在闭锁单元或障碍体。
4.2阿尔金地区
受青藏块体向北和向西的推挤,阿尔金现今主压应力P轴优势方位为NE,T轴优势方位为SE方向;P轴倾角约30°,T轴倾角约10°,N轴倾角约70°。由阿尔金断裂带和喀喇昆仑断裂带形成的逃逸楔,一方面使西昆仑北缘断裂和北祁连断裂逆冲作用通过阿尔金断裂带逐渐过渡,另一方面阿尔金断裂带的左旋位移量,通过两端逆冲挤压而转化,在东西端部造成北祁连和西昆仑的弧形弯曲,从而实现整个高原的北部边界向外扩展过程[29]。在深部构造上,阿尔金构造带存在1.2 s左右的各向异性,可能源于上地幔物质在垂直面内发生的水平剪切流动[11]。
在上述构造应力、地震断层扩展及深部构造运动方式等作用背景下,阿尔金断裂带地震破裂以走滑为主,也有少量的逆冲型地震。地震序列中主余型和孤立型地震占比相同(占44%)。孤立型地震多为6.5级以下,主要发生在低破裂强度的区域。2014年于田7.3级地震属于走滑破裂,地震序列类型为主余型,较好地符合了这一地区的构造特征和序列类型。但2008年于田7.3级地震属于正断破裂,这次地震发生在阿尔金断裂西南端NE向张剪切段邻近区域,发震断层归属于阿尔金断裂西南尾端的张性区构造,反映出昆仑-柴达木-祁连块体存在向东滑移的现象[30]。
4.3天山地区
天山主压应力P轴方位基本与构造走向垂直,优势方位NNW和NS向,P轴、T轴优势倾角均小于30°,N轴则在60°~70°,显见天山地区主要受NNE向水平压应力的作用。印度和亚洲大陆碰撞及随后陆陆汇聚产生的远程效应,是造成天山两侧山前新生代构造变形在南北方向上相似性和差异性的主要原因;而天山山体内部先存的相对刚性地块和大型断裂,则导致了新生代构造变形的东西向分段差异性特征[31-32]。在上述动力环境下,天山总体表现为水平挤压下的地壳垂向缩短、斜向剪切转换变形和向两侧盆地的横向扩展变形,活动断层多为具有旋性特征的逆断层和走滑断层[1],这也使得走滑型和逆断型地震占据相当的数量(分别占46%和38%)。
在强的挤压环境下,天山断层走向、扩展形式的多样性和地震破裂的两重性,又影响到地震序列类型的多样性。该区主余型地震占50%,孤立型地震约占40%,多震型地震约占9%。个别构造段地震序列类型差别较大,如天山东部(石河子-库车以东的地区)中下层地壳呈现低速块体被高速块体包裹低破裂强度区[33],现代5级左右地震活跃,几乎都为孤立型,且多分布在扩展断裂的端部;而南天山西段构造交错,运动强烈,强震群活跃。
南天山西段断裂带地震活动频度高、强度大,尽管分布有许多主余型,但震群型地震活动在该区最为突出,如1955年4月15日乌恰西7.0级双震、1961年巴楚西6级强震群、1997-1998年伽师6级强震群和2008年10月乌恰6级强震群等。伽师强震群发生在塔里木盆地西北缘与天山接壤的边缘部位, 该区地壳向西南急剧下倾插入西昆仑山下,伽师地区正处于地壳厚度急剧变化的地带,莫霍面在伽师下方一定的区域范围之内形成一个明显的、局部性的上地幔隆起,其壳内速度结构也存在强烈的非均匀性(图7),致使在伽师及其邻区形成了复杂的构造运动和特殊的受力环境[34],这些因素为该区强震群的孕育发生提供了动力来源。由于伽师震区处在强烈的构造活动环境之中,其抗剪能力较弱的震源体介质不易积聚较强的应力而发生强度更大的地震[35],从而决定了伽师地区独特的震群型发震特点。另外该构造带由多条次级新生断层组成,呈斜列或共轭展布,共轭构造活动可能是伽师强震群频繁发生的另一个重要因素。
图7 南天山西段S波二维速度结构图 (据赵金仁[36])Fig.7 The 2D S-wave velocity structure in the western segment of South Tianshan (After ZHAO Jin-ren)
4.4阿尔泰地区
阿尔泰地区主压应力P轴主体方位NNE。主压应力P轴仰角平缓,中等应力N轴较陡,在NNE和SW向水平挤压力下,该区主要的发震构造如富蕴断裂和额尔齐斯断裂均做右旋剪扭错动,而一些深断裂如恰尔斯克断裂、北塔山断裂则以逆冲运动为主[13-14]。该区走滑型地震占64%,逆冲型占27%,1931年富蕴8级大震就是在区内NNE向水平挤压力下发生剪扭性错动的典型震例。
该区6级以上地震序列主要为主余型。1990年哈萨克斯坦斋桑7.3级和2003年中俄交界地震序列属于主余型;该区孤立型地震占33%,主要为5级左右中等地震;多震型占16%。
通过地震序列和强震震源机制研究表明,就新疆全区而言,地震断层基本为逆断和走滑型,地震破裂也以这两种类型为主,地震序列以主-余震型为主,这与新疆所处的大地构造区位、活动块体以及主要活动断裂的动力学、运动学以及几何学特征相一致,在这样的大背景下,新疆几大构造区又受各自构造运动、介质、深部环境及应力场的控制形成特殊的地震破裂方式和地震序列类型。
如果将天山、阿尔泰等视为一级地震构造分区的界限,那么对于监视地震孕育过程更为重要的是进一步的分区,如天山东、西两段地震断层性质不同,南天山西段基本为逆冲和走滑型,地震序列主要为主余型和多震型,而天山东段以逆冲型地震为主,地震序列为孤立型,因此有必要对天山构造区进一步细化,深入探讨不同构造段落在不同力源作用下相对独立的孕震过程,此项研究将另文论述。
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Tectonic Rupture Characteristics and Earthquake Sequence Types in Xinjiang and Its Adjacent Areas
LI Ying-zhen1,2, ZHANG Bo1, YIN Na1, SHEN Jun1, SHAO Bo1
(1.InstituteofDisasterPrevention,Yanjiao065201,Hebei,China;2.EarthquakeAdministrationofXinjiangUygurAutonomousRegion,Urumqi830011,Xinjiang,China)
Abstract:In this study, we analyzed the characteristics of different types of earthquakes occurring in the north rim of the Tibetan Plateau, Tianshan, and Altai in view of regional geodynamic background, focal mechanisms, and research results of seismic sequences of the Xinjiang area considering the effect of earthquake rupture and sequences.
West Kunlun is located in the eastern wing of Pamir arc, with a tectonic style of extrusion conversion system consisting of both strike-slip and thrust structures, thus indicating upliftment of West Kunlun in the Cenozoic.In the area, earthquakes have a combination of characteristics of strike-slip and major-after earthquakes, with the dominant strike-slip characteristics accounting for 60% of the sequences, and major-after characteristics accounting for 63% of sequences. Earthquakes with magnitudes greater than 6 are primarily major-after and individual multiple-shock type earthquakes. Seismic activity characteristics of major-after earthquakes indicate that the stress state of West Kunlun is strong and the rupture strength is medium.
The Arkin fault has been pushed to the north and west by the Qingzang Block. The escape wedge formed by the Arkin and Karakoram faults causes the thrust of northern West Kunlun and North Qilian faults to gradually transit through the Arkin fault zone. On the other hand, the sinistral displacement of the Arkin fault transforms through both-end thrust extrusion, resulting in an arc bending at the eastern and western end of the West Kunlun and North Qilian. Therefore, the northern border of the whole plateau extends outward. Similarly, earthquake sequence types in the Arkin fault are characterized by strike-slip, major-after, and isolated earthquakes. Strike-slip ruptures are dominant in the area, and major-after and isolated earthquakes each account for 44% of the seismic sequence. Isolated earthquakes typically have a magnitude below 6.5. The 7.3 magnitude Yutian earthquake that occurred in 2014 conformed to the characteristics of this type of earthquake.
Owing to the effect of India-Asia continental collision and its effect on the later continental convergence distance, Tianshan shows complete vertical crust shortening under the horizontal compressive, oblique shear transform deformation, and lateral deformation expanding on both sides of the basin. Active faults include reverse and strike-slip faults with rotating characteristics. Seismic rupture mode of Tianshan is complex, with strike-slip and thrust earthquakes being dominant (46% and 38%, respectively). Contact ways of tectonics in different directions and movement characteristics add to the complexity and diversity of seismic sequence types in the Tianshan region. Major-after earthquake sequences account for 50% of seismic sequences, whereas isolated earthquake sequences account for approximately 40% of sequences. In individual regions such as the western part of south Tianshan, tectonics crisscross with strong movement, and the earthquake sequence shows multiple aftershocks.
The Altai fault exhibits dextral shear dislocation under NNE and SW horizontal extrusion, and some of the deep fractures experienced significant thrust movement with obvious fracture topography. Strike-slip, thrust and major-after, and isolated combined earthquake seismic types are formed under different conditions such as regional tectonic stress and fault movement. Isolated earthquakes are primarily medium earthquakes with a magnitude of approximately 5.
Key words:focal mechanism; earthquake sequence; adjacent areas of Xinjiang; seismic activity
DOI:10.3969/j.issn.1000-0844.2016.01.0036
中图分类号:P315.2
文献标志码:A
文章编号:1000-0844(2016)01-0036-10
作者简介:李莹甄(1968-)女,副研究员,主要从事自然灾害学、地震预测研究与教学。E-mail:15097624665@163.com。
基金项目:新疆维吾尔自治区自然科学基金课题(2011211A105);科技部国际合作专项(2012DFR20440K02);中央高校基本科研业务费专项基金(ZY20140201)
收稿日期:①2015-03-04