伽师强震群震源破裂特征的初步分析

为深入研究1997年新疆伽师地区连续发生的强震群的震源破裂特征,利用全球数字地震台网(GDSN)宽频带数字资料及区域台网资料,较详细地研究了伽师强震群的震源机制及震源破裂特征.结果表明:伽师强震群的震源机制解主要有走滑和正倾两种破裂类型,其共同特点是主压应力轴方向沿北北东向,主张应力轴沿北西向,与区域构造应力场方向存在差异,具有明显局部特征;从震源破裂特征来看,伽师强震的滑动尺度、上升时间和持续时间均较小,震源破裂面积不大,是由一点向四周快速扩散的脆性破裂,无明显伸展方向;伽师强震群的破裂断层面为北东向,与震源深度梯度变化带、地壳接触变形梯度变化带、等烈度线以及地震扩展方向吻合;伽师强震群是在近南北向挤压环境下,在震源区附近剪切和张扭应力作用下发生的多次沿北东向的脆性快速破裂,从而造成了伽师强震群以张性破裂和左旋走滑为主的震源特征.     

伽师强震群震源破裂特征的初步分析

为深入研究1997年新疆伽师地区连续发生的强震群的震源破裂特征,利用全球数字地震台网(GDSN)宽频带数字资料及区域台网资料,较详细地研究了伽师强震群的震源机制及震源破裂特征.结果表明:伽师强震群的震源机制解主要有走滑和正倾两种破裂类型,其共同特点是主压应力轴方向沿北北东向,主张应力轴沿北西向,与区域构造应力场方向存在差异,具有明显局部特征;从震源破裂特征来看,伽师强震的滑动尺度、上升时间和持续时间均较小,震源破裂面积不大,是由一点向四周快速扩散的脆性破裂,无明显伸展方向;伽师强震群的破裂断层面为北东向,与震源深度梯度变化带、地壳接触变形梯度变化带、等烈度线以及地震扩展方向吻合;伽师强震群是在近南北向挤压环境下,在震源区附近剪切和张扭应力作用下发生的多次沿北东向的脆性快速破裂,从而造成了伽师强震群以张性破裂和左旋走滑为主的震源特征.     

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。     

1997-1998年伽师强震群震源区应力场特征

利用1997-1998年伽师强震群中强地震震源机制系统聚类及震源区应力场反演,得到以下主要结果:(1)伽师强震群中强地震主要以走滑和正断层为主,伽师震源区主压应力方向为NNE或近NS向,与相邻的柯坪块体区域构造应力场方向不一致;伽师强震群的破裂面沿NEE方向,属左旋破裂;(2)4~5级中强地震应力场反演得到最大主压应力轴为NNE向,最小主压应力轴为NWW向,中等主应力轴倾角为65°,比较直立;(3)伽师强震群震源区应力场在强震前后经历了一系列变化。最后对所得结果进行了一定的讨论。     

伽师震群震源机制与主破裂面

１９９７年１月２１日以来,新疆伽师地区发生强震群活动,至４月１６日共发生７次６级地震,新疆维吾尔自治区地震局对其中的６次地震给出了震源机制解。这６次地震的震源机制解是收集了新疆区域台网和部分全国台网的Ｐ波初动符号,用乌尔夫网上半球投影求得。另外我们还收集了中国数字台网（ＣＤＳＮ）给出的其中５次地震的震源机制解和美国哈佛大学提供的结果,在此一并在表１中列出。表１　伽师震源机制解统计表编号时　间年月日发震时刻时分秒震级ＭＳ节面Ⅰ走向倾向倾角节面Ⅱ走向倾向倾角Ｐ轴方位仰角Ｔ轴方位仰角Ｎ轴方位仰角断层性…     

新疆伽师强震群震源应力环境分析

本文基于能量辐射系数（Ag)和环境剪应力（τ0）讨论了伽师强震群发生的应力环境背景。1988年以来11年的环境剪应力τ0值表明,伽师震群发生在相对低的应力环境下,1992年以来8年的能量辐射系数Ag值显示震源区介质强度较弱,震中位于介质性质发生变化的过渡区。同时,震源区（喀什）能量辐射系数Ag自1994年5月起系统性地降低,较好地显示了1996年3月19日至1998年8月27日期间震源区发生的10次强震前（包括1996年3月19日阿图什6．9级地震）震源区介质性质的前兆性异常变化,本文由此对伽师强震群的成因进行了讨论。     

伽师强震群地震动特点与震源机制关系的研究

1997年1至4月，新疆维吾尔自治区伽师县境内发生了7次6级以上强震群。在此期间布设了由4个临时台站组成的地面加速度观测台网，共得到6级以上强震记录57条。本文给出这次强震群的烈度分布图和震源机制，研究了这批强震记录的相关谱特性及其与震源机制的关系。此外，还研究了这些地震的地震动与宏观烈度的对应关系以及地震动随震中距的衰减曲线。     

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.     

新疆伽师强震群强震主破裂面走向初探

1997年1月21日-1998年8月27日新疆伽师发生了包含9次6级地震的强震群,震源机制解表明有NE向和NW向两个节面．有观点认为主破裂面为NNW向．本通过数字地震台阵的余震序列精确定位、震源破裂过程及滑动方向、震群空间分布图像、地震烈度等震线长轴走向和微、宏观震中动态变化方向等多种方法分析后,综合判定9次6级地震的主破裂面走向极可能为北东方向．     

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。     

新疆伽师强震群与其他典型强震群对比研究

对比研究了国内、外9次6级以上强震群,发现强震群序列具有强度大、频度高、中强余震频繁、余震衰减起伏大、持续时间长、中强震前小震活动显示平静的特点。与主余型地震相比震群型地震b值大、p值小,最后一次主要地震发生后序列衰减变慢,多数地震的余震具有共轭分布特征,主要地震的震源深度和破裂方向呈多样性,地震破裂具有继承性。新疆伽师强震群与乌兹别克斯坦加兹里强震群不但在分段上极为相似,而且随时间的发展在能量释放的分配形式上也极为相似,且余震都呈共轭分布,主要地震迁移呈多侧扩展型,强震前中、小地震表现平静。从频度及强度上看,这两次强震群第一组强震发生后余震频度及强度较低,第二组强震发生后余震频度及强度较高,第三组强震发生后余震频度及强度最高。     

以震源精确定位结果分析张北地震序列的破裂特征

利用远场和近场数字地震观测记录 ,重新测定了张北地震序列ML≥ 3级地震的震源位置 ,结合修订后的震源机制、宏观烈度分布资料 ,给出了张北地震序列的破裂特征。地震序列由走向NWW、倾向NNE、倾角 4 4°、长 11.5km的左旋走向滑动的主破裂面 ,2条NNE走向、高倾角、右旋走滑的次要破裂面组合而成。NWW和NNE走向的破裂面共轭展布 ,2条NNE向的破裂面呈右阶斜列 ,3条破裂面先后依次出现。破裂面埋深 1.4～ 7.6km ,在地壳的浅部。研究表明 ,在没有发现活动断裂的“构造稳定区” ,利用精确可靠的强震序列震源位置、震源机制和宏观烈度分布资料 ,从三维空间分析研究强震序列的震源断层 ,是一条可行的途径     

伽师强震群区上地壳三维速度层析成像

以伽师强震群为中心布设了一个50km60km范围的三维人工地震透射临时台阵,接收来自不同方位的8次爆破激发产生的地震波;利用所记录到的莫霍界面临界反射P 波、S波走时,采用模型不分块反演技术,重建台阵下方上地壳三维P,S波速度扰动图象,以及vp/vs扰动分布图象;并结合伽师震群的地震活动分布,对该震群的成因进行了分析．结果表明,研究区上地壳存在明显的不均匀性．自12ｋｍ 深度开始,在与震群震中相应的位置上,明显出现沿北北西向的高Ｐ波速度块体,在它的周围为相对低速分布,这种结构上的差异是伽师强震群发生的最直接原因;vp/vs在相同的位置上为高值分布,则表明由于介质相对软弱可能造成震源体抗剪强度下降．这可作为伽师强震群发震特点的一种解释．     

1997年伽师强震群及预报概况

１９９７年１月２１日以来，新疆伽师地区发生了强震群活动，至４月１６日共发生７次６级地震，新疆维吾尔自治区地震局追踪分析了强震群序列和前兆资料，对其中３次６级，３次５级地震公开向社会作出临震预报，取得了明显的社会减灾实效。     

新疆伽师强震群区基底界面结构特征

用射线分布分析法对伽师强震群区的高分辨折射地震剖面资料进行了更进一步的分析处理， 得到了伽师强震群区更完整的基底界面结构特征. 结果表明，在伽师强震群区地壳上部存在两个明显的结构界面:第一个界面的结构连续、完整，其埋深变化不大， 在2.6～3.3 km之间，为一向天山方向逐渐抬升、 近平直的倾斜界面；第二个界面的埋深变化较大， 在8.5～11.8 km之间，为古老的塔里木盆地结晶基底. 在约37 km桩号附近结晶基底有近2.5 km的深度突变， 推断可能是伽师强震群区超基底断裂所致. 以该断裂为界，结晶基底分为西南、东北两段. 每段内界面的埋深变化不大， 西南段的埋深约11.5 km， 东北段的埋深约为8.5～9.0 km，该段在从西南向东北整体抬升的背景上略有上隆，反映出在塔里木地块西北缘特殊的构造环境下上部地壳的变形特征.