2016年M6.2呼图壁地震发震构造及其对天山构造带隆升的启示:来自中近场钻孔应变观测的证据

天山山脉在新生代经历了强烈的构造隆升和地壳缩短作用,其周缘发生的地震活动是了解这一构造模式的窗口.对2016年呼图壁地震的发震构造有两种解读:向南倾斜的低角度逆断层和向北倾斜的高角度逆断层.中近场四台钻孔应变仪记录到了本次地震的同震响应,本文采用均质模型对IGP-CEA和USGS震源机制解进行模拟,结果显示发震断层为向北陡倾的反冲断层,15个原始方位和8个N-S、E-W方位观测值全部与预测值一致.对比天山北缘常见的低角度逆冲断层,反冲断层对构造隆升的贡献更有效,以断层倾角70°和19°计算,二者对隆升和缩短贡献比例分别为2.89:1和1:2.76.这一结果表明天山构造带内部的反冲构造同样具有单独发震的可能性,它们对天山现今的隆升高度同样起着不可忽视的作用.

单位附属绿地景观设计初探——以新疆呼图壁地震台站为例

以新疆维吾尔自治区地震局呼图壁台站为例,对其单位附属绿地进行踏勘、研究、景观设计,为有特殊地理位置、地形的单位附属绿地如何做景观设计寻找设计思路。

2016年新疆呼图壁6.2级地震房屋震害及成因浅析

对2016年12月8日新疆呼图壁6.2级地震灾区范围内不同结构类型房屋的震害资料进行了整理,分析了震害原因,探讨了该次地震中房屋震害的特征,得到了一些初步结论,并对地震灾区的恢复和重建提出了相关建议。

呼图壁MS6.2与精河MS6.6地震前的地形变异常特征

利用2012-2018年跨断层流动水准观测资料,提取北天山地区的断层形变趋势累积率和灰色关联度指标,结合2009-2017年GPS速度场数据,分析呼图壁MS6.2与精河MS6.6地震前的地形变异常特征。结果表明:①呼图壁地震位于GPS压性变化最高值区边缘,断层形变趋势累积量较大的测线相对集中在震区附近;精河地震位于压应变较高值区和增强区,震区附近也出现巴音沟、伊宁等跨断层高逆断趋势累积背景异常。②2次地震中,震级较大的精河地震前跨断层灰色关联度指标异常较为显著,震中周边半径200,300,500 km范围内均出现"逆断加速"中短期-短期异常;且距震中越近,异常幅度越大。

2016年新疆呼图壁6.2级地震前b值异常特征研究

利用2009年以来中国地震台网中心地震编目资料,以2016年新疆呼图壁6.2级地震作为研究对象,采用最大似然法进行b值空间扫描计算,获取震前震中及其邻区地震b值的空间图像。研究结果显示,2016年呼图壁6.2级地震发生在震前显著低b值区域,该异常特征可能反映了地震孕育的应力积累过程,印证了b值的物理意义。

2016年12月8日呼图壁M_S6.2地震序列重定位与发震构造

基于新疆区域数字地震台网震相观测报告,采用HypoDD方法精确定位了呼图壁M_S6.2地震序列中ML≥1.0地震的震源位置,采用CAP方法反演了主震和余震序列中部分M_L≥4.0地震的震源机制,从而综合分析了呼图壁地震序列的空间分布特征、震源机制和可能的发震构造。结果显示,主震位置为43.775 9°N,86.363 4°E,初始破裂深度约15.388km,震源矩心深度约17km。地震序列沿NWW向单侧扩展,展布长度约15km,震源深度主要分布在5~15km范围。深度剖面显示发震断层面倾向N,运动性质以逆冲为主。主震最佳双力偶震源机制解节面Ⅰ:走向292°/倾角62°/滑动角80°,节面Ⅱ:走向132°/倾角30°/滑动角108°,表明该地震为1次逆冲型地震事件。节面I倾角与震源深度剖面倾角具有较好的一致性,结合余震分布推断节面I为本次地震的发震断层面。综合地震序列空间分布特征、震源机制以及震源区地质构造情况,初步推测呼图壁6.2级地震发震构造可能为齐古背斜以南深部隐伏逆冲断坡上的1条反冲断层。本次地震是天山向准噶尔盆地扩展的应力作用下发生的1次"褶皱型"地震。

2016年12月8日新疆呼图壁M_S6.2地震发震构造初步研究

2016年12月8日呼图壁县发生MS6.2地震,由于初始定位误差较大,余震序列分布离散,对呼图壁地震的发震断层尚不清楚。本研究采用CAP方法反演主震及余震中MS≥3.5地震的震源机制解,并采用双差定位方法对余震进行重定位,得到了637个地震的震源参数。结果显示,呼图壁地震主震的最佳双力偶节面解为:节面Ⅰ走向82°,倾角18°,滑动角61°;节面Ⅱ走向292°,倾角74°,滑动角98°。其中节面Ⅱ为本次地震的破裂面。重定位后,主震的震源位置被重定为(86.36°E,43.79°N),震源深度14km,根据余震的分布特点、震源机制解特征和区域构造特征,呼图壁地震的发震断层并不是南倾的准噶尔南缘断裂,而是在其北边的霍尔果斯—玛纳斯—吐谷鲁断裂带上的一个反冲断层。在北天山区域内,由于构造反转的作用,存在诸多倾角在45°~55°之间的北倾的断层。根据GPS的资料显示,天山北部地区的应力在新生代晚期已开始积累,这增加了天山北部前缘的发震概率。

2016年12月8日呼图壁M_S6.2地震余震序列精定位研究

使用双差定位法对2016年12月8日新疆呼图壁M_S6.2地震及693个余震进行了重新定位,获得了477个地震的震源位置参数。结果表明:余震主要呈近东西向分布在准噶尔盆地南缘断裂的北侧,与准噶尔盆地南缘断裂的走向一致,余震集中分布在主震的西部,重定位后主震与准噶尔盆地南缘断裂的距离明显缩短。根据震源机制解和余震序列的空间分布特征可以初步推断,准噶尔盆地南缘断裂是呼图壁地震的主要发震构造。

2016年12月8日呼图壁M_S6.2地震序列特征及震前部分地震学异常

介绍了2016年12月8日呼图壁M_S6.2地震基本参数、地震构造背景、震源机制解、地震序列特征和震前部分地震学异常。研究表明:(1)呼图壁6.2级地震发生在北天山山麓地带,地震的发震断层可能为NWW走向、具有逆冲性质的清水河子断裂。(2)本次地震破裂以逆冲为主,与发震构造清水河子断裂的断错性质一致。(3)呼图壁6.2级地震序列类型为主余型。(4)呼图壁6.2级地震前存在围空、异常增强区和条带等中短期地震活动性异常,但是没有短临异常。

基于GPS技术的2016年呼图壁M_S6.2地震形变特征研究

利用2013~2017年3期GPS观测资料,通过结合区域构造背景分析呼图壁MS6.2地震震中及附近区域水平运动速率、主应变率、面膨胀率及最大剪应变率动态变化特征。结果表明,呼图壁地震前发震构造南部区域地壳速率高于北部区域运动速率,造成发震构造两盘运动速率不同,地壳能量积蓄。呼图壁地震释放了区域积蓄的应变能量,由于区域构造因素,影响范围较小。震前震中附近区域处于压缩环境,易于聚集应变能量;震时震中区出现面膨胀等值线密集高梯度带,是地壳应变能量交换和释放剧烈区域。震中区最大剪应变变化不大,反映呼图壁地震逆冲性质,最大剪应变高值区对地震危险性有预示作用。

2016年12月8日呼图壁M_S6.2地震库尔勒体应变异常分析

选取2015~2016年库尔勒铁门关钻孔体应变资料,经直线拟合,通过小波变换方法中尺度为4的趋势和细节分析。结果表明:提取的趋势和细节曲线形态、周期均发生明显的异常变化,与异常结束后1个月内发生新疆呼图壁M_S6.2地震有关。

基于小波分析的2016年12月8日呼图壁M_S6.2地震地下流体异常提取

利用小波方法,梳理2016年12月8日呼图壁M_S6.2地震前新疆地下流体资料,发现震前水位、水温、逸出气体等均出现异常变化。分析了异常的时间分布、空间展布和异常成因。结果表明,地下流体的中期异常不是源兆,而是与区域构造活动密切相关。

呼图壁MS6.2地震跨断层形变场地资料异常变化分析

对北天山地区2016年12月8日呼图壁MS6.2地震周边300 km范围内跨断层精密水准资料进行分析,运用二倍均方差对异常进行判定,计算出2012~2016年断层的趋势累积率Dc,认为地震前存在着一定范围的应力积累、加速运动、尖点突跳等中短期前兆异常,地震发生在形变异常显著及断层形变趋势累积率高值区域。

2016年12月8日新疆呼图壁M_S6.2地震震害调查分析

2016年12月8日,新疆呼图壁县发生6.2级地震,造成3人轻伤。地震灾区主要涉及昌吉回族自治州昌吉市、呼图壁县、玛纳斯县等市、县的共25个乡、镇(团场)及呼图壁县城、玛纳斯县城等城市的部分区域,灾区面积12450km^2。本文在概述震区地震构造环境及地貌特点的基础上,依据《地震现场工作(第4部分):灾害直接损失评估》等规范,介绍了各结构类型房屋和生命线系统的破坏情况及震区地震地质灾害的类型,分析表明此次地震直接经济损失以土木结构和砖木结构的破坏为主,安居富民工程在地震中起到了关键的减灾作用。

2016年12月8日呼图壁M_S6.2地震震前流体异常

介绍了2016年12月8日新疆呼图壁6.2级地震周围流体监测能力以及震前出现的流体趋势异常和中短期异常。研究结果显示:呼图壁6.2级地震前的流体异常项数较少,但流体异常测项时空演化特征明显,具有单一方向性。

2016年12月8日呼图壁M_S6.2地震序列谱振幅相关系数和震源机制一致性研究

基于新疆区域数字地震台网记录的2016年12月8日呼图壁M_S6.2地震序列的数字波形资料,计算了本次地震序列的滑动平均谱振幅相关系数,并对地震序列地震震源机制解进行聚类分组。结果表明:(1)呼图壁M_S6.2地震后,滑动平均谱振幅相关系数在主震后发散,维持在低值。表明震后震源机制紊乱,后续将以离散的中小地震活动为主。(2)呼图壁M_S6.2地震序列主要以逆冲型地震为主,主压应力轴呈近NS向,与近NS向的构造应力场结果基本一致,一定程度上显示了呼图壁地震前北天山受NS向水平挤压应力作用明显。(3)呼图壁6.2级地震后震源机制解一致性较差,显示出区域应力场应力有所降低。

利用GPS数据探讨北天山东段现今地壳应变场演化特征--重新认识2016年呼图壁M_(S)6.2地震

利用2009—2011、2011—2013、2013—2015年GPS形变资料,借助最小二乘配置方法、位移与应变的偏导关系,计算获得北天山东部应变场的动态演化结果,重新认识北天山东段构造区的现今活动特征,探讨应变场三个周期空间分布特征与2016年呼图壁6.2级地震的内部联系。结果表明:(1)区域地壳运动速率与应变场强度在时间上表现为“弱-强-弱”的变化特征,主应变率以NNW或NNE向的主压应变为主,第一、三周期N-S向主压应变较小,约(1~2)×10^(-8)/a,第二周期变化显著增强,约(1~6)×10^(-8)/a,第三周期滑动速率显示北天山东段呈“强[(2.2±0.4)mm/a]-弱(不明显)-强[(3.0±1.0)mm/a]”的右旋走滑特征;(2)地震可能更易发生在面应变率场等值线四象限中心区域或正、负过渡区的高密度梯度带内部,这可能是地震孕育过程中利用GPS资料观测到的形变前兆;(3)强震更易发生在剪应变率(最大剪应变率)的高值区或边缘区;(4)相对于面应变率与最大剪应变率等应变场物理量,主应变率更适用于在块体运动方向与性质上给出解释。

新疆呼图壁Ms6.2级地震前形变特征分析

利用新疆区域多年的流动重力和流动水准资料对新疆呼图壁6.2级地震进行形变分析研究,结果表明:在呼图壁6.2级地震前,呼图壁半年尺度和一年尺度流动重力均由正值区域变为零值线附近;流动水准观测表明,呼图壁附近的2条测线在不同部位同步出现量级较大的形变过程,断层活动有加强趋势。

呼图壁MS6.2地震前后重力变化特征分析

文中基于北天山地区2013-2018年期间的流动重力观测资料,详细分析了2016年12月8日呼图壁MS6. 2地震前、后区域重力场的时空分布特征及其与地震发生的关系,结果表明:1)重力变化等值线与断裂的走向基本一致,震前震中附近存在四象限分布,呼图壁MS6. 2地震发生在四象限分布的中心附近;2)区域重力变化及点值时间序列显示震中区域积蓄的能量在地震后得到了释放,震中附近区域震后逐渐趋于稳态;3)震前区域重力场的时空演化图像表现为"稳态—区域性重力异常—四象限分布特征性异常—反向变化发震"的系统演化过程。

2016年新疆阿克陶M_S6.7地震和呼图壁M_S6.2地震的余震触发研究

基于断层位错产生的静态位移计算理论,首先计算了2016年11月25日新疆阿克陶M_S6.7地震及2016年12月8日新疆呼图壁M_S6.2地震产生的库仑破裂应力变化,在此基础上,与余震活动的空间分布进行对比,分析了这2次主震对余震的应力触发作用。结果表明:阿克陶M_S6.7地震的余震活动主要发生于主震产生的库仑破裂应力的应力减小区域内,而呼图壁M_S6.2地震95%以上的余震都发生在震中附近的应力增加区域内。呼图壁M_S6.2地震产生的库仑破裂应力对地震活动有显著的应力触发作用,而阿克陶M_S6.7地震的对余震的应力触发作用不明显。