新疆天山中段的震源机制解与构造应力场特征分析

文中收集了新疆测震台网2009—2018年记录的492个MS2.5以上的地震事件,以MS=3.5为界,分别用CAP方法和FOCEMEC程序计算其震源机制解,并收集了GCMT记录的该区域历史地震事件的震源机制解结果。按照全球应力图分类标准对计算得到的震源机制解数据进行分类,发现区域内中强地震主要以逆冲型为主,兼有一定的走滑分量。采用阻尼区域应力场反演方法获取新疆天山中段的构造应力场空间分布特征,结果表明研究区内最大主压应力轴由西向东呈扇形旋转,自西段的NW向逐渐转为NE向,仰角近水平,最大主张应力轴近EW向,仰角近直立。受喀什河断裂、那拉提断裂、博阿断裂、准噶尔南缘断裂和北轮台断裂等大型断裂带的影响,局部区域应力场呈现出复杂的多样性。在帕米尔和塔里木块体持续向N挤压的影响下,天山整体被挤压缩短,但由南向北、由西向东缩短速率逐渐降低,应力形因子自西向东逐渐增大,且中间主压应力轴由偏压缩成分转为偏拉张成分。研究区南侧最大主压应力轴方向为N15°E,而北侧则为近SN向,这与塔里木块体的顺时针旋转有直接关联。区内近期发生的2次MS6.6地震均造成区域应力场的逆时针旋转,震后应力场与主震震源机制解趋于一致。

新疆天山中段小震月频次分布特征研究

采用新疆地震台网目录,利用Kolmogorov-Smirnov分布检验法,对2007~2018年新疆天山中段各分区的小震活动月频次分布进行了检验并对月频次累积次数和月频次之间的关系进行拟合。结果表明,研究区内小震月频分布接近正态分布,但不符合泊松分布;北天山西段小震月频次累积次数和月频次之间存在单对数线性关系,这种关系与震级-频度关系类似,对小震月频次分布的峰度K_u、偏度S_k、C_V、σ等统计学参数随时间变化进行分析。结果表明,天山中段中强地震前,月频次统计参数均表现明显的变化,这些变化可为震情研判提供依据。

新疆天山中段地壳和上地幔顶部P波速度结构研究

天山造山带一直以来是研究盆山耦合作用的理想场所,深入理解这一地区的壳幔结构对认识天山造山带深部动力学过程具有重要意义.本研究基于2009—2020年新疆区域数字地震台网固定台站、震后架设应急流动台站以及部分宽频带流动地震台站记录到的MS≥1.5地震到时资料,采用双差地震层析成像方法反演获得了新疆天山中段精细的地壳和上地幔顶部三维P波速度结构和地震震源参数.结果显示:新疆天山中段具有复杂的深浅构造关系,地壳浅部及上地壳P波速度结构与地表地质构造密切相关,高速异常区对应于天山造山带,低速异常区对应于沉积盆地.研究区中东段中地壳和下地壳存在较大范围低速区,与两侧准噶尔盆地和塔里木盆地上地壳和中地壳低速区相连,且准噶尔盆地和塔里木盆地下地壳及上地幔顶部双向均向新疆天山中段下方倾斜.结合前人诸多研究成果推测,在南北向构造挤压作用下,塔里木盆地与准噶尔盆地双向向天山造山带壳幔岩石圈发生"层间插入与俯冲削减".重定位后地震分布显示,地震震源深度优势范围为0~25 km,主要沿断裂带、盆山结合部以及不同块体接触部位分布,且与壳内低速体有较好的相关性.这些结果可能为研究新疆天山中段地壳和上地幔顶部速度结构和动力学过程提供参考依据.

北天山中段地壳三维速度结构与地震重定位

天山作为世界上最大、最活跃的板内造山带之一,在新近纪以来经历了显著的地壳缩短和隆升,其地壳变形和结构一直受到研究者的高度关注。前人对天山地区的深部结构开展了诸多研究,但受限于地震台站的分布,较为精细的地壳三维速度结构结果尚比较缺乏。文中利用新疆测震台网在新疆北天山中段架设的14个固定宽频带地震台站近10a的观测数据及4个流动台站的观测资料进行了近震走时层析成像,获得了地壳的三维速度结构,并利用三维速度结构对该区域的近震事件进行了重新定位。反演结果显示,新疆天山中段的速度结构呈现出明显的纵向不均匀性:天山浅层为高速带,准噶尔盆地一侧为低速带;在10km深度处,研究区基本以高速异常为主;在20km深度处,区内在昌吉附近呈现近SN向的高速异常,在准噶尔南缘断裂带附近也表现为高速异常;在中下地壳,区内以准噶尔南缘及博格达弧形断裂附近的低速异常为主,该低速带可能是区域内大型韧性剪切系统所致。地震重定位结果显示,在盆山结合处,特别是博格达弧形构造附近,中下地壳地震时有发生,震源深度较大的特征指示该区域的地温梯度较低,同时该区域的波速比和P波波速均相对较低,构造变形强烈。此外,2016年呼图壁M_(S)6.2地震的余震重定位分布特征显示,呼图壁地震发生在准噶尔南缘断裂带上,余震分布形态指示该断裂可能为S倾,倾角约为50°;同时震源位于高速异常区,这为地震的孕育和发生创造了条件。

基于小波分析提取地倾斜异常特征

利用小波分析方法在时间域和频率域具有较高分辨率的特性,选取db4小波基、细节6阶为各台站地倾斜整点值数据的研究对象,建立了小波分析异常提取方法。利用该方法提取了2011年以来新疆天山中段地区2次6级地震前地倾斜形变异常。结果表明,在MS≥6.0地震前,震中附近（〈300km）不同台站记录到了相同频段、周期的异常信号;异常主要集中在震中150~300km范围内,震中附近观测资料异常并不明显;不同方位台站对地震异常信号的接收时间具有一定指示意义。