地球物理学报  2014, Vol. 57 Issue (10): 3226-3237   PDF    
2014年新疆于田MS7.3级地震:巴颜喀喇地块侧向挤出的构造响应
吴传勇1,2, 张竹琪1, 赵翠萍3, 吴国栋2, 刘建明2, 陈建波2, 胡伟华2, 宋和平2, 姚远2    
1. 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室, 北京 100029;
2. 新疆维吾尔自治区地震局, 乌鲁木齐市 830011;
3. 中国地震局地震预测研究所, 北京 100036
摘要:青藏高原中北部的巴颜喀喇地块是近年来强震最为活跃的地区,自1997年以来在地块周围发生了一系列7级以上地震.2014年于田MS7.3级地震就发生在该地块西边界附近的硝尔库勒盆地南缘,该区是阿尔金断裂、康西瓦断裂和东昆仑断裂等多组不同走向大型走滑活动断裂带的交汇部位,不同断裂走向的突然转变及滑动速率差异使该地区形成局部的拉张应力状态,发育了多条NE和近SN向的左旋正断裂. 通过余震分布、震源机制解结果等资料分析,认为此次地震的发震构造为阿尔金断裂西南端的一条次级断裂——硝尔库勒断裂,地震破裂特征为左旋走滑兼正断性质. 在巴颜喀喇地块这一轮的强震活动中,其北边界和东边界都显示块体向东挤出约7 m的位移量,但块体西边界产生的伸展量明显与整个块体向东的位移量不协调,2014年于田MS7.3级地震是巴颜喀喇地块向东挤出的构造响应和应变调整.模拟结果显示阿尔金主断裂上的库仑应力有所增加,东昆仑—柴达木地块可能为下一个强震活跃区,特别是阿尔金断裂的中西段,是今后应该重点关注和监视的地区.
关键词于田MS7.3级地震     阿尔金断裂带     侧向挤出     构造响应     巴颜喀喇地块    
2014 Yutian MS7.3 earthquake: Structural response of the Bayankala tectonic-block to eastward extrusion
WU Chuan-Yong1,2, ZHANG Zhu-Qi1, ZHAO Cui-Ping3, WU Guo-Dong2, LIU Jian-Ming2, CHEN Jian-Bo2, HU Wei-Hua2, SONG He-Ping2, YAO Yuan2    
1. State Key Laboratory of Earthquake Dynamics, Institute of Geology, China Earthquake Administration, Beijing 100029, China;
2. Seismological Bureau of Xinjiang Uygur Autonomous Region, Urumqi 830011, China;
3. Institute of Earthquake Science, China Earthquake Administration, Beijing 100036, China
Abstract: The Bayankala tectonic-block, located in the north of the Tibetan Plateau, is the most active area of strong earthquakes in recent years. A series of strong earthquakes occurred around the block since 1997. The Yutian MS7.3 earthquake of 2014 occurred in the southern margin of the Xiaoerkule basin, which is located on the west boundary of the Bayankala tectonic-block. This area is the intersection site of the Altyn Tagh fault, the Karakax fault and the Eastern Kunlun fault, which are all large strike-slip active fault zones in different directions. The sudden change in direction and rate distribution of the Altyn Tagh fault lead to the formation of local tensile stress characteristics in the region, forming sinistral-normal fault with NE and SN strike. By analyzing the aftershocks distribution and focal mechanism solution results, we conclude that the seismogenic structure of this earthquake is the Xiaoerkule fracture, a secondary fault of the Altyn Tagh fault southwest segment. The earthquake rupture is characterized by sinistral strike slip normal fault. The north and east boundaries of the Bayankala tectonic-block have shown block eastward extrusion displacement of about 7 m during the strong earthquakes, but the amount of stretch of the west boundary of the block is apparently inconsistent. The Yutian MS7.3 earthquake is the structural response and strain adjustments of the Bayankala tectonic-block to the eastward extrusion.
Key words: Yutian MS7.3 earthquake     Altyn Tagh Fault     Lateral extrusion     Structural response     Bayankala tectonic-block    
1 引言

据中国地震台网中心测定,北京时间2014年2月12日17时19分50.3 秒在新疆维吾尔自治区和田地区于田县发生了MS7.3 级强烈地震(简称为 2014年于田7.3级地震),震中位于36.1°N,82.5°E,震源深度12 km(http://www.csndmc.ac.cn/newweb/secondpage.jsp?id=1338(2014-02-12)). 同时,美国地质调查局(USGS)给出的震中位于35.906°N,82.587°E,震源深度13.5 km,矩震级为Mw6.9级(http://comcat.cr.usgs.gov/earthquakes/eventpage/ usc000mnvj#scientific_moment-tensor(2014-02-12)). 本次地震震源深度较浅,极震区烈度达到Ⅸ度以上,等震线长轴呈NEE向,地震共造成45万余人受灾,23万余间房屋倒塌或不同程度受损,由于极震区位于海拔高度近5000 m的昆仑山内部无人区,距离震中最近的村镇为50 km,此次地震没有造成人员伤亡(http://www.eq-xj.gov.cn/manage/html/ff808181126 bebda 01126bec4dd00001/ content/14_02/15/1392452125 781.html(2014-02-15).

2014年于田7.3级地震发生在西昆仑和巴颜喀喇地块之间的阿尔金断裂西南端NE向张性剪切段附近,与2008年于田Mw7.1级地震震中位置相距约120 km(图 1),是发生在巴颜喀喇地块边界上的又一次强震. 自1997年以来,巴颜喀喇地块边界连续发生了多次7级以上强烈地震,分别为:1997年玛尼地震(Mw7.5)、2001年昆仑山口西地震(Mw7.8)、2008年于田地震(Mw7.1)、汶川地震(Mw7.9)、2010年玉树地震(Mw6.9)及2013年芦山地震(Mw6.6),表明这一活动地块的地震活动进入了一个高潮期(邓起东等,2010邓起东,2012). 该地区的地震活动高潮是否还要延续下去?后续的地震形势如何?2014年于田MS7.3级地震的发生对整个地区的应力调整起到何种作用?本文在区域地震构造环境分析的基础上,结合于田地震震源机制解、余震空间分布特征、库仑应力模拟等研究结果,讨论于田地震的发震构造和机制,根据巴颜喀喇地块边界发生的一系列强震位移特征,讨论分析巴颜喀喇地块后期的地震趋势. 2 区域地震构造环境

巴颜喀喇地块位于青藏断块区中北部,主要受北西西向走滑断裂控制,为一走向北西西的长条状块体,南北边界分别为走滑型的鲜水河—甘孜断裂带和东昆仑断裂,东边界为龙门山逆冲断裂带,西端以阿尔金断裂端部的张性剪切带为界(邓起东等,2010). 近10余年来,这一块体发生了一系列强震,成为青藏高原大震的主体活动区(邓起东等,2010邓起东,2012).

2014年于田MS7.3级地震发生在昆仑山中北部的硝尔库勒盆地附近,这一地区位于阿尔金断裂、康西瓦断裂和东昆仑断裂的交汇部位,几条主要边界走滑断裂组成了该地区的构造特征(图 1). 同时 这一地区还分布有多个活火山群(刘嘉麒和买买提·依明,1990邓万明,1998),是青藏高原,也是中国大陆可能有过最新喷发活动的火山(许建东等,2011).

图 1 青藏高原及邻区活动断裂与巴彦喀喇地块强震分布图.图中断裂根据Tapponnier等(2001)修改ATF:阿尔金断裂带;QLF:祁连山逆冲断裂带;HYF:海源断裂带;KXWF:康西瓦断裂带;EKLF:东昆仑断裂带;XF:鲜水河—甘孜断裂带;LMF:龙门山断裂带;HFT:喜马拉雅逆冲带. Fig. 1 Distribution of main active faults of the Tibetan Plateau and strong earthquakes in Bayankala tectonic-block.The main faults from Tapponnier et al.(2001)ATF:Altyn Tagh fault; QLF:Qilianshan thrust belt; HYF:Haiyuan fault; KXWF:Karakax fault; EKLF:Eastern Kunlun fault;XF:Xianshuihe-Ganzi fault; LMF:Longmenshan fault; HFT:Himalayan frontal thrust belt.

阿尔金断裂是青藏高原北缘的一条NEE向主控边界断裂,断裂全长1600km以上,以左旋走滑运动为主,本次地震发生在该断裂的西端. 对于阿尔金断裂,徐锡伟等(2003)在大比例尺遥感影像解译的基础上,根据野外核实与位移量的测定,利用多种测年方法厘定各断错地貌面的形成年龄,得到阿尔金断裂在肃北附近全新世的左旋走滑速率为11±3.5 mm/a,东段减少到4.8±1 mm/a,到最东端仅为2.2±0.2 mm/a,滑动速率自西向东呈现明显的递减趋势. Zhang 等(2007)通过对河流阶地地貌演化的重新分析,得出阿尔金断裂的滑动速率在肃北以西为10 mm/a左右,向东呈现明显的递减趋势,到断裂最东端约为2 mm/a左右. 阿尔金断裂的总体运动特征是左旋走滑速率具有向东逐渐减小的特点(徐锡伟等(2003)Zhang et al., 2007Gan et al., 2007Cowgill et al., 2009; Seong et al., 2011; Zheng et al., 2013a),损失的走滑运动速率转换为阿尔金断裂东南盘北西向活动逆断裂的地壳缩短、山脉隆升和新生代盆地的构造变形(徐锡伟等(2003)2003Zheng et al., 2013a2013b). 但上述关于阿尔金断裂左旋速率的讨论主要集中在中、东段,对于断裂的西段,特别是E90°以西的地区缺少定量约束. 王峰等(2004)根据断错阶地到车尔臣河附近断裂的左旋速率在12 mm/a左右,这是距离震区最近的位置,应该最接近震区附近阿尔金断裂的运动速率.

康西瓦断裂是塔里木块体和喀喇昆仑块体的分界断裂,总体走向近EW,全长约700 km,是一条大型的左旋走滑断裂带(付碧宏等,2006). 李海兵等(2003)通过断错阶地的测量和10Be 年代限定,得到断裂全新世以来的左旋滑移速率为2~18 mm/a. 付碧宏等(2006)根据不同年代阶地、洪积扇地貌的左旋错位距离,估算出康西瓦断裂晚第四纪以来的长期走滑速率为8~12 mm/a,这与InSAR观测给出的断裂运动速率5~10 mm/a(Wright et al., 2004; Elliott et al., 2008)基本一致,而GPS给出该断裂的左旋运动速率在7±3 mm/a(Shen et al., 2001).

东昆仑断裂带是青藏高原内部一条古老的缝合带,总长度超过2000 km,近百年来发生了6次7级以上的强震,先后形成了近千公里的地震地表破裂带(陈杰等,2001). 断裂上最新一次强震是发生在2001年的昆仑山口西Mw7.8级地震,地表形成长约426 km的地震破裂带(徐锡伟等,2011). 第四纪断错地貌和地质研究表明,东昆仑断裂带晚第四纪 左旋滑动速率为11.5 ± 2.0 mm/a( Van derWoerd et al., 2000)或11.2±1.0 mm/a(李陈侠等,2011),与GPS观测资料得到东昆仑断裂带的左旋 剪切速率为10~12 mm/a(Holt et al., 2000; Zhang et al., 2004)的结果一致. 该断裂的左旋走滑速率也具有由西向东逐渐减小的特点,Kirby 等(2007)根据断错阶地的测量及14C对地貌面的年代限定,得到断裂的左旋走滑速率由中西段的>10 mm/a,向东降低至<2 mm/a.

在震区附近,总体NEE走向(约20°)的阿尔金断裂西南端走向陡然转变为NE45°左右(图 2a),阿尔金断裂约12 mm/a的左旋走滑速率在末端分解成东西向约11 mm/a的左旋走滑和南北向约4 mm/a的左旋剪切(图 2b). 在阿尔金断裂末端以西,近东西走向的康西瓦断裂左旋走滑速率为10 mm/a左右,在东西方向上与阿尔金断裂存在约1 mm/a的差值,阿尔金断裂端部走向的突然转变及速率分布特征造成在震区附近形成局部的拉张应力状态,形成阿什库勒、硝尔库勒等多个断陷型盆地,盆地内部发育多个活动火山群(许建东等,2011). 另外,这一地区南北向还存在约4 mm/a的左旋剪切. 因此,震区的断裂性质以左旋正断为主,走向多为NE至近SN向,这些断裂构成了巴颜喀喇地块的西边界. 2008年于田Mw7.1级地震就发生在这一地区,地表形成长约31 km、带有左旋走滑分量的正断裂型地表破裂带,地震造成的最大左旋位移量3.6 m,最大垂直位移量3.25m(Xu et al., 2013).

图 2 区域地质构造图(a)及构造模型示意图(b)Fig. 2 Schematic structure map(a) and the structure mode(b)of this region
3 2014年于田MS7.3级地震震源参数及特征 3.1 2014年于田MS7.3级地震震源机制

不同科研单位和研究者给出的于田MS7.3级地震震源机制解(表 1)虽然有所差异,但地震的破裂面走向基本一致,为NE60°左右,断裂倾角为高角度,错动性质以左旋走滑为主,兼有正断分量,但不同震源机制解给出的滑动角差别较大,从-2.2°到-26°. 本次地震的破裂面走向与阿尔金断裂展布相同,而且破裂性质与阿尔金断裂的运动特征也一致. 震后中国地震局地震预测研究所应用国产GF-1高分辨率卫星数据发现本次地震在硝尔库勒盆地南缘产生长约10 km的地表破裂带,地表破裂带具 有明显的正断性质(http://www.cea.gov.cn/publish/dizhenj/464/495/20140224124633392309482/index.html (2014-02-24),由此可以判定本次地震的发震构造为阿尔金断裂西端的次级断裂——硝尔库勒断裂.

表 1 不同研究机构和研究者给出的2014年于田MS7.3级地震震源机制解 Table 1 Focal parameters of the 2014 Yutian MS7.3 earthquake from different units and researchers
3.2 于田MS7.3级地震余震分布特征

选取截止到2014年3月13日、至少被3个以上台站记录到的624次地震作为研究对象,利用HYPODD方法对于田地震的余震进行了重新定位. 本项工作利用了震中距小于500 km的16个台站,共有5887条震相参与重新定位,其中P波震相有3287条,S波震相有2600条. 重新定位的余震呈NE向密集条带状分布,长度约73 km. 从主震、余震时空分布可以看出,本次地震破裂具有双向破裂的特点,即从主震向北东、西南两侧扩展,但余震分布并不连续,而是在东南端和西北端呈两个团状密集分布,中间段余震则相对稀少(图 3),中国地震局地震预测研究所应用高分辨率卫星数据发现的地震地表破裂带就位于余震相对稀疏的中间地区.

阿尔金断裂的末端呈左旋拉张应力状态,这一地区的断裂以左旋正断为主,Xu 等(2013)的野外考察也证实了这一点,本次地震的震源机制解显示断裂多呈高角度,在80°左右(表 1),根据上述资料确定震区附近活动断裂的基本参数. 于田MS7.3级地震余震的空间分布明显分为两个部分,均位于同震地表破裂带以外的位置.其中一部分余震位于地表破裂带北东方向,距破裂带东端约10~20 km,总体走向和位置与地表破裂带延长线相一致;另一部分余震位于地表破裂带南西方向,距其西端约5~30 km,有明显条带状特征,余震条带整体呈NNE向,与地表破裂带走向有明显差异. 深度剖面上,西南余震区3级以上的余震主要分布在0~13 km范围内,且集中在断裂附近,13 km深度以下的地壳以3级以下小震活动为主(图 3),表明这一地区的断裂可能也有活动. 东北部的余震大致沿一条带分布,但是多数3~4级余震偏离该条带,而且地震深度主要集中在3~18 km,3 km以上地壳深度范围内余震很少,很可能于田MS7.3级地震并没有触发硝尔库勒断裂西北部断裂的明显错动.

图 3 2014年于田MS7.3级地震余震分布图(图中蓝色线代表断裂)(a)余震及地表破裂分布;(b)—(e)西南端、主震附近、东北端和沿断裂方向余震深度剖面.Fig. 3 Distribution of the aftershocks of the 2014 Yutian MS7.3 earthquake(The blue lines indicate the fault)(a)The distribution of the aftershocks and surface rupture;(b)—(e)The aftershocks depth profiles of the southwest end,near the main shock,the northeast end, and along the fault.
3.3 基于断层几何模型的库仑应力初步模拟结果

大地震导致的库仑应力变化对后续地震活动有一定影响,库仑应力增加地区的地震活动性往往会有所增高,反之,在应力降低地区(应力影区)地震活动会降低. 为讨论此次地震如何影响后续地震,我们模拟了主震破裂引起的同震库仑应变变化. 主震断层模型的展布与解译的活动断裂和地表破裂带基本一致(图 4),USGS给出的震源机制显示主震源为陡立左旋断层,略带正断分量,因此约束倾角和滑动角分别为82°和0°. 根据有限断层破裂分布结果(张勇等,2014王卫民等,2014),断裂位错分布大致相对震源对称分布.为简单起见,根据标量地震矩定义M0=μDLW,其中D、L、W分别为同震位错和断层的长度与宽度,以Mw6.9地震的地震矩作为约束,假设断层各段同震位错为均匀分布,最大位移2 m,最小位移0.5 m,断层顶、底边分别设为0和20 km,断裂各段同震位错分配如图 4所示.

图 4 主震断裂模型(长方形条带为断裂各分段在地表的水平投影,颜色代表断裂面上的同震位错大小,红色代表 1 m的同震位错,黄色为0.5 m同震位错;蓝色粗线和绿色圆圈分别代表活动断裂和精定位的余震)Fig. 4 Fault mode of the seismogenic structure(The rectangles indicate the horizontal projection to the surface of each segments,different colors represent the coseismic displacements,the red and yellow represent 1m and 0.5m respectively; the blue lines represent active faults and the green circle represent the aftershocks)

计算分别考虑了两种情况:情况一,假设接收断裂(受主震库仑应力作用的潜在断裂)为北东东走向的陡立左旋断裂(走向240°,倾角80°,滑动角0°),这接近主震震源机制,也与阿尔金主断裂的运动性质一致,考虑到余震定位深度的误差问题,计算深度分别取12 km和7.5 km;情况二,假设接收断裂为 北东走向倾角较缓的左旋正断裂(走向215°,倾角 45°,滑动角-50°),这与发生在该地区的2012年8月12日Mw6.2级地震震源机制相一致,该地震大约位于此次地震震中以南约10 km处,接近西南部的余震条带,计算深度为7.5 km,为余震分布的主要深度.

模拟计算显示,第一种情况下,地表破裂以东库仑应力增加的区域与东北部余震分布基本相符(图 5),少量偏南的余震分布在应力影区,这主要与破裂北端模型的简化有关. 地表破裂西南端,不论计算深度设定为12 km或7.5 km,库仑应力增加的区域与西南部余震条带并不协调,余震条带集中发生于应力上升和下降区域的边界附近. 第二种情况下,西南部余震条带分布与库仑应力增加区域的一致性 得到了明显改善,余震的空间分布与库仑应力增加 的区域具有较好的对应性(图 5).

图 5 同震库仑应力变化图(红色和蓝色色块分别表示库仑应力增加和降低的区域)(a)接收断裂走向240°,倾角80°,滑动角0°,计算深度为12 km;(b)接收断裂走向215°,倾角45°,滑动角-50°,计算深度为7.5 km;(c)接收断裂走向240°,倾角80°,滑动角0°,计算深度为7.5 km. Fig. 5 Coulomb stress change caused by the Yutian MS7.3 earthquake(The red color indicates the region of Coulomb stress increase,the blue color indicates the region of Coulomb stress decrease)(a)The receive fault strike 240 °,dip 80 °,slip angle 0 ° and the calculation depth 12km;(b)The receive fault strike 215 °,dip 45 °,slip angle -50 ° and the calculation depth 7.5km;(c)The receive fault strike 240 °,dip 80 °,slip angle 0 ° and the calculation depth 7.5 km.

综合两种情况,可以认为,余震的分布与周围断裂相对主震破裂的位置以及这些断裂的运动属性有关,东北部余震受走滑断裂端部作用明显,显示出主震断裂沿向北东扩展的趋势. 西南部余震活动可能与走滑断裂的端部作用有关,这一地区,阿尔金断裂的走向发生了变化,发育了很多走向不同的次级断裂,余震分布在NNE走向的断裂上. 这些断裂偏离主断裂延长线,相对主震断裂走向更偏向南,并具有更明显的正断分量. 相对于类似主震断裂的走滑断裂,这些正断裂更容易受到主震的触发作用. 余震“空区”与地表破裂带分布较为符合,说明主破裂面能量释放较为彻底. 另外,应力影区沿主断裂走向连续分布也导致了主破裂附近平行断层上缺少后续地震. 4 巴颜喀喇地块上地震活动特征 与2014年于田7.3级地震的关系

自1997年至2013年,巴颜喀喇地块边界发生了多次7级以上强烈地震,分别为:1997年玛尼Mw7.5级地震、2001年昆仑山口西Mw7.8级地震、2008年于田Mw7.1级地震、汶川Mw7.9级地震、2010年玉树Mw6.9级地震和2013年芦山Mw6.6级地震. 这些地震地表破裂性质与它们所在的断块边界断裂带的运动性质一致(图 1),如发生于地块南边界上的玛尼地震、玉树地震发生在走滑型的玉树-马尔盖茶卡断裂上,昆仑山口西地震则发生在地块北边界上的东昆仑断裂上,同震地表破裂带为左旋剪切,发生在巴颜喀喇地块东南端龙门山的汶川地震和芦山地震为逆断裂控制的挤压型地震,而地块西端的于田地震,则为拉张型正断裂地震破裂(图 1). Xu 等(2013)认为这一特征符合块体向东挤出模型.

梳理几次地震的地表破裂参数具有以下特点,巴颜喀喇块体南边界发生过两次7级地震,分别为1997年玛尼Mw7.5地震和2010年玉树Mw6.9地震,其中,玛尼地震地表形成170 km长的破裂带,最大左旋位移7 m(Peltzer et al., 1999),而徐锡伟等(2000)认为此次地震的破裂带长120 km,最大左旋位移量为4.5 m;玉树地震形成的破裂带总长度约51 km,最大左旋位移量为1.8 m(陈立春等,2010),这样,南边界的最大左旋位移量约为4.5 m或7 m. 2001年发生在巴颜喀喇地块北边界的昆仑 山口西Mw7.8级地震产生的地表破裂带长426 km,最大左旋位移量为6.4 m(陈杰等,2003)或7.2 m(徐锡伟等,2008Xu et al., 2006). 发生在东边界龙门山地区的汶川Mw7.9级地震属于挤压型地震,Xu等(2009)将北川破裂带和彭灌破裂带的平均最大位移量累加得到此次地震造成龙门山地区总的地壳缩短量在8.5 m左右,于贵华等(2010)对比两条地震地表破裂带的位移分布,发现两条近乎平行的破裂带错动量具有差额补偿的特点,即前山的彭灌破裂带出露的地段,对应的北川地表形变带的位移量较小,在垂直断裂走向剖面上,两条破裂带累加的位移量都小于7 m,因此,汶川Mw7.9级地震造成的地壳缩短量应该在6~7 m,这与Shi等(2012)得到的汶川地震同震地壳缩短量在7 m左右是一致的. 与本次地震距离最近的2008年于田Mw7.1级地震地表形成长约31 km、整体呈SN-NNE向展布的破裂带,该次地震最大左旋位移量3.6 m,最大垂直位移量3.25 m(徐锡伟等,2011; Xu et al,2013),造成约3~4 m的伸展量.

显然,在这一轮强震活动过程中,首先由于玉树—马尔盖茶卡断裂的左旋剪切破裂,使得羌塘地块向东侧向挤出;之后东昆仑断裂上的强震活动导致巴颜喀喇地块向东侧向挤出,这体现在巴颜喀喇地块北缘的东昆仑断裂上发生昆仑山口西Mw7.8级地震,使产生最大约7 m的左旋位移量,地块东边界的汶川地震产生了6~7 m的地壳缩短量. 与整个巴颜喀喇地块向东侧向挤出量不完全匹配的是,巴颜喀喇地块西边缘发生过一次Mw7.1级地震,只产生了3~4 m的伸展量,与整个块体向东的位移量不协调. 2014年于田MS7.3级地震发生在巴颜喀喇地块西部边界附近,由于震区地处海拔近5000 m的昆仑山区内部,目前尚无本次地震地表破裂带的实测数据,但根据地震震源破裂过程反演结果,本次地震以左旋错动为主,最大位移量在2.8 m左右(王卫民等,2014),中国地震局地震预测研究所应用高分辨率卫星数据解译出本次地震具有明显正断特征. 因此,于田MS7.3级地震是巴颜喀喇地块向东挤出的构造响应和应变调整.

2008年于田Mw7.1级地震源机制为正断型地震(聂晓红和李莹甄,2010),利用InSAR得到的同震变形场也以正断错动为主(张国宏等,2011Shan et al., 2012). 震后地表破裂带考察也验证了此次地震具有明显的正断错动分量,但还具有一定的左旋走滑分量(Xu et al., 2013). 2008年于田地震较大的余震震源机制解多数显示为左旋走滑型破裂,向北靠近阿尔金主断裂左旋走滑特征越明显(聂晓红和李莹甄,2010),这表明2008年于田Mw7.1级地震增加了阿尔金断裂的走滑应力,库仑应力模拟结果也证明了这一特点,从而使得阿尔金断裂的特征地震提前发生(万永革等,2010). 2014年于田MS7.3级地震很可能与2008年的于田Mw7.1级地震具有密切的动力关联.

青藏高原的构造变形具有由南向北逐次传递的特点(Tapponnier et al., 2001),本轮强震活动中,各地块也体现出类似的特点. 首先是羌塘地块发生向东侧向挤出,接着巴颜喀喇地块也表现出同样的构造变形,向东侧向挤出约6~7 m. 经过2014年于田MS7.3级地震,巴颜喀喇地块各边界的构造变形得到调整,应力得到一定释放. 目前青藏高原东北部的东昆仑—柴达木地块尚无强震发生,该地块位于巴颜喀喇地块的北侧,巴颜喀喇地块的变形调整对东昆仑—柴达木地块会产生一定影响和传递作用. 库仑应力模拟结果表明,2014年于田MS7.3级地震的发生,使得阿尔金主断裂中西段的应力有所增加,一般情况下,库仑应力增加将促进地震活动,但主震区东北库仑应力增加区余震较少,表明断裂仍处于强闭锁状态,这一区域是未来需要密切监视和关注的地震危险地区,特别是东昆仑—柴达木地块北边界的阿尔金断裂带中西段,可能是今后一段时期内强震活动带(图 6).

图 6 青藏高原活动地块与强震分布图(据张培震等,2003)红色和蓝色色块分别表示库仑应力增加和降低的区域)A:西域地块区;ANB:青藏地块北部边界带;B:青藏地块区,B1:喜马拉雅地块,B2:拉萨地块,B3:羌塘地块,B4:川滇地块,B5:巴颜喀喇地块,B6:东昆仑—柴达木地块,B7:祁连山地块,B8:西昆仑地块;BNC:青藏地块东部边界带;C:华南地块区.(a)1997年玛尼地震使得羌塘地块侧向挤出;(b)2001—2013年巴彦喀拉地块周边的一 系列强震使得块体侧向挤出;(c)下一个地震活跃带可能是东昆仑—柴达木地块.Fig. 6 Active tectonic-block and distribution of strong earthquakes of the Tibetan Plateau,afterZhang et al(2003)A:Xiyu tectonic-block region;ANB: North boundary belt of Tibetan plateau tectonic-block;B: Tibetan plateau tectonic-block region,B1: Himalayan tectonic-block,B2:Lhasa tectonic-block,B3:Qiangtang tectonic-block,B4:Sichuan-Yunnan tectonic-block,B5: Bayankala tectonic-block,B6:Kunlun-Qaidam tectonic-block,B7:Qilianshan tectonic-block,B8:West Kunlun tectonic-block;BNC: East boundary belt of Tibetan plateau tectonic-block;C:South China tectonic-block region.(a)The Qiangtang tectonic-block lateral extrusion because the 1997 Mani Mw7.5;(b)The Bayankala tectonic-block lateral extrusion because a series of strong earthquakes form 2001 to 2013;(c)The Kunlun- Qaidam tectonic-block may be the next active seismic zone.
5 结论

2014年于田MS7.3级地震发生在昆仑山中北部的硝尔库勒盆地南缘,发震构造为阿尔金断裂带西端的次级断裂——硝尔库勒断裂. 由于阿尔金断裂在末端走向的变化,导致这一地区产生局部的拉张剪切环境,本次地震为一次左旋走滑兼有正断性质的破裂,这与震源机制解给出的破裂性质是基本一致的.

自1997年以来,巴颜喀喇地块边界发生了多次7级以上强烈地震,块体向东侧向挤出,块体西边界在此之前发生过一次Mw7.1地震,产生的伸展量为3~4 m,但与整个块体向东的侧向基础量不完全匹配和协调,2014年于田MS7.3级地震的发生,造成巴颜喀喇地块西边界再次产生拉伸,因此,本次地震是巴颜喀喇地块向东挤出的构造响应和应变调整.

于田MS7.3级地震主破裂面在地震过程中能量释放较为彻底,余震主要分布在破裂区以外的端部. 模拟结果显示,主震区东北库仑应力增加,但余震较少,表明这一地区断裂仍处于强闭锁状态,这一区域是未来需要密切监视和关注的地震危险地区,特别是东昆仑—柴达木地块北边界的阿尔金断裂带中西段,可能是今后一段时期内强震活动带.

致谢 本文完成过程中,得到中国地震局地质研究所张培震院士和郑文俊研究员的帮助和指导,两位匿名审稿人对本文提出了很好的修改意见和建议,在此表示衷心感谢!

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