2020年新疆伽师MS6.4地震震源区微震检测与目录完备性分析

中强地震发生后,地震检测因受到尾波的干扰可能会遗漏部分微震事件,影响地震目录的完备性。文章利用波形模板匹配方法对2020年新疆伽师MS6.4地震序列开展微震检测,相比原始的中国地震台网中心统一地震目录,新检测出1 756个微震事件,地震数量增加了1.3倍。基于检测后的余震目录计算最小完备震级为ML1.2,地震活动性b值为0.76,较原始目录的ML1.6和0.77均有所降低。通过伽师震源区地震序列活动特征分析,结果表明前震序列在主震前短时间内(前36小时)出现地震活动的密集增强,相应的b值显示为低值;主震发生后地震序列完备震级较高,随着时间的推移,完备震级缓慢降低并趋于稳定,并且呈周期性的波动。本研究提高了伽师震源区地震目录的完备性,为精细化描述该地区地震序列时空演化特征提供了关键数据基础。

2020年1月19日新疆伽师M_(S)6.4地震震源及邻区震后构造应力场特征

收集2020年1月19日新疆伽师M_(S)6.4地震周围及柯坪逆冲推覆构造附近震源机制解资料,应用MSATSI软件包中阻尼最小二乘法反演该地震震中周围的构造应力场。结果表明,研究区主压应力轴方向呈近NS向且整体一致性较好,西段最大主应力方向为NNW向,东段为NNE向,但西段中的喀什、巴楚等靠近塔里木块体边缘地区主压应力方向为NNE向。柯坪逆冲推覆构造带所在区域的主压应力方向呈NNW向,主张应力方向呈NNE向,与此次地震的震源机制解P、T轴方向相同,表明该地震的发生受区域构造应力场影响。研究区整体张轴的非均匀性明显,方位分布范围较大,但地震震中周围主压应力轴倾伏角一致性特征明显,反映了该区域以逆冲为主的应力特征。

伽师震源区中等强度地震矩张量反演及其应力场特征

使用区域数字地震台站记录的宽频带长周期波形资料,在时间域反演了1997～2004年伽师震源区52次中等强度地震的矩张量.反演结果揭示,在小尺度的伽师震源区内,震源机制解的P轴、T轴和N轴呈现出明显的分区特征.本文进一步把伽师震源区分为东区和西区,分别反演了东区与西区的应力场.应力场反演结果表明,东区的应力场主压应力轴走向为321°,基本水平.最大主张应力走向68°,倾角40°.截至2004年7月,伽师震源区西部的应力场一直较为稳定,最大主压应力方向为12°,最大主张应力方向282°,二者都基本水平,中等主应力轴基本直立.自西向东,伽师震源区最大主压应力轴逆时针旋转了49°,并且西区张应力的水平作用较为显著,东区压应力的水平作用显著.应力场的这种非均匀变化特征与GPS观测得到的地壳运动速率的空间分布以及塔里木盆地边界附近的地形地貌特征有很好的一致性.震源区深部结构的陡变以及位于震源区东部边界规模较大的NW走向的普昌断裂和色力布亚隐伏断裂可能对产生这种横向非均匀的局部应力场起了重要的作用.

2020年新疆伽师M_(S)5.4、M_(S)6.4两次中强地震发震构造探讨

2020年1月,新疆伽师连续发生M_(S)5.4、M_(S)6.4两次中强地震,震中分别位于天山南麓和塔里木盆地交界的推覆构造前缘。基于地震精定位和震源机制解揭示褶皱和逆冲带的深部几何结构对于理解这两次中强震发生机理具有重要的作用。本文利用18个区域固定地震台站资料,对2009年1月1日至2021年7月31日期间的地震展开重定位研究,并对伽师M_(S)5.4前震、M_(S)6.4主震以及7次4级以上余震开展震源机制求解,进一步反演得到震源区构造应力场。地震定位结果显示,整个地震序列呈NNW和EW2个优势方向分布,前震序列和余震序列在时空分布上存在明显差异,前震序列主要沿着NNW向展布,而余震主要在近EW向的奥兹格尔他乌断裂上展布,并表现出双层分布特征;震源机制反演结果表明,2020年1月18日伽师M_(S)5.4前震为一次走滑型地震事件,而伽师M_(S)S6.4主震和7次余震均为逆冲型事件;另外,应力场反演显示主震震源区为近NS向挤压特征,与该区域地表应力状态基本一致。结合上述结果以及周边地质构造背景,我们认为M_(S)5.4前震和M_(S)6.4主震的发震构造不同:1月18日M_(S)5.4前震发震构造为NNW向具有走滑性质略向W倾的隐伏断层,为“类转换断层”;而M_(S)6.4主震的发震构造为柯坪塔格推覆体中的EW向隐伏推覆盲逆断层,且触发了不同深度的发震断层面。M_(S)5.4前震和M_(S)6.4主震发震断层面走向和倾角的差异,反映了天山地区近NS向不均匀的构造挤压作用。。

考虑区域特征的地震动模拟——以2020年伽师M_(S)6.4地震为例

为研究伽师地区地震动的区域特征,提高地震动预测的可靠性,文中利用伽师地区近10a收集的强震动观测记录,采用非参数谱反演方法分离了地震动的震源、传播路径及场地影响,建立了反映伽师地区地震动区域特征的路径衰减、路径持时、场地线性反应等经验模型,并给出了伽师地区46次地震的震源参数(矩震级、拐角频率和应力降)。文中确定的伽师M_(S)6.4地震的矩震级为5.893、拐角频率为0.362Hz、应力降为6.684MPa。伽师地区地震动的近场路径衰减较慢,而远场更快的路径衰减与显著的非弹性衰减有关,文中将伽师地区的路径衰减近似地描述为双段线性几何扩散经验模型和品质因子Q=60.066f 0.988表示的非弹性衰减项的叠加;伽师地区地震动的路径持时较长,明显高于四川地区;对比SS14场地线性反应模型,伽师地区局部场地对10~30Hz频段地震动的线性放大效应很弱,其他频段的场地线性反应与SS14模型接近,在此基础上提出了适用于伽师地区的SS14调整模型。文中进一步将伽师地区地震动区域特征应用于伽师M_(S)6.4地震的地震动模拟,震源破裂过程采用随机产生的震源运动学破裂模型表示,通过对比观测和模拟记录的峰值和反应谱,检验了区域特征的可靠性,最后给出了伽师M_(S)6.4地震的地震动场。

新疆伽师M_(S)6.4地震震源深度测定研究

利用CAP波形反演法、PTD方法、近震深度震相sPL测定、sPn与Pn震相走时法和远震深度震相法,对2020年1月19日新疆伽师M_(S)6.4地震震源深度进行精确测定。结果表明,5种方法测定的震源深度基本一致,该地震震源深度为17 km。伽师地震震源深度的准确测定可以为深入研究伽师震源区的发震构造和深部动力学环境提供参考依据。

2020年1月19日新疆伽师M_(S)6.4地震序列的活动特征和发震构造

文中利用新疆地震台网固定台站和流动台站的观测资料研究了2020年1月19日新疆伽师M_(S)6.4地震序列的活动特征和发震构造。重定位结果显示,地震序列呈NNW和近EW 2个优势方向分布,其中NNW向余震条带长约20km,近EW向余震条带长约40km。NNW向条带的发震断层倾角较陡,倾向W;近EW向条带的发震断层西侧倾角较陡,向E逐渐变缓,略S倾。M_(S)6.4主震深度为14.9km,地震序列优势分布于10~20km深度,近EW向的余震深度呈现由西向东逐渐变浅的特征。震源机制解结果表明,M_(S)6.4主震和2次5级以上余震的震源机制以逆冲为主,2020年1月18日M_(S)5.7前震以走滑为主。利用ISOLA方法对M_(S)6.4主震进行多源模型反演,结果显示主震由走滑和逆冲性质的2个子事件组成。推测M_(S)6.4地震发生在柯坪逆冲推覆构造带滑脱面以下的中下地壳,主震由NNW向W倾的高角度隐伏断裂和近EW向S倾构造先后破裂组成。

2020年1月19日伽师6.4级地震发震构造的初步研究

文中基于新疆区域数字地震台网观测资料,采用CAP方法反演了2020年1月19日伽师M_(S)6.4主震、前震和部分M_(S)≥3.6余震的震源机制解和震源深度,利用多阶段定位方法对本次伽师6.4级地震序列进行了重新定位,并在此基础上分析了伽师6.4级地震序列的震源深度、震源机制和震源破裂面特征,探讨可能的发震构造。初步结果显示,利用CAP方法得到6.4级地震的最佳双力偶机制解为:节面Ⅰ,走向190°,倾角32°,滑动角31°;节面Ⅱ,走向74°,倾角73°,滑动角118°,震源深度为12.1km,表明其为一次逆冲型地震事件。而5.4级前震为一次走滑型地震事件,震源深度为17.1km,震源机制解为:节面Ⅰ,走向83°,倾角78°,滑动角173°;节面Ⅱ,走向174°,倾角83°,滑动角12°。根据重新定位结果,结合震源区附近构造地质背景推断,5.4级前震的发震构造为NNW向高倾角走滑断裂L 0,其可能为1997—1998年伽师震群NNW向发震构造体系的分支断裂。由于绝大多数余震分布在L 0断裂东侧,判断L 0及相关断层对余震分布可能具有一定的控制作用。根据主震的位置和余震的空间分布特征及震源区断裂的产状特征推测,伽师6.4级主震的发震构造为SN向的缓倾角破裂,其滑动可能主要集中在柯坪塔格推覆构造滑脱面附近的区域,但伽师6.4级地震可能引起了柯坪塔格推覆构造多条断裂同时活动。