塔里木盆地是我国最大的内陆盆地,作为稳定地块,被周围许多深大断裂所围限。王琪等(2000)基于天山及塔里木地区多年的GPS观测结果,认为塔里木盆地整体上作为刚性块体,相对于稳定的西伯利亚地块作顺时针旋转,其内部变形较小或基本不变形。赵俊猛等(2008)应用人工地震和天然地震等综合地球物理探测方法,获得青藏高原壳幔组成、结构与构造特征,为塔里木盆地顺时针旋转提供了深部几何学证据。蒋靖祥等(2012)利用塔里木盆地周边应力、应变资料,解算相对应力参数,发现塔里木盆地周边相对应力场最大主应力向盆地内部收敛,从观测力学层面支持了塔里木盆地的顺时针旋转。
各种研究表明,印度板块向北运动,其西犄角帕米尔弧向北推挤造成天山的强烈变形,导致塔里木盆地顺时针旋转。受印度—欧亚大陆碰撞的远程效应影响,塔里木盆地作为刚性块体进行应力传递,盆地周边产生强烈变形,并引发地震。
据统计,近年来新疆地区5级以上地震围绕塔里木盆地有序活动。此轮地震的有序活动始于2016年1月新疆轮台MS 5.3地震,止于2017年9月新疆库车MS 5.7地震,时间进程如下:2016.01.14新疆轮台MS 5.3地震→2016.02.11新疆新源MS 5.0地震→2016.11.25新疆阿克陶MS 6.7地震→2016.11.26新疆阿克陶MS 5.0地震→2016.12.08新疆呼图壁MS 6.2地震→2016.12.14新疆若羌MS 5.0地震→2016.12.20新疆且末MS 5.8地震→2017.05.11新疆塔什库尔干MS 5.5地震→2017.08.09新疆精河MS 6.6地震→2017.09.16新疆库车MS 5.7地震。
空间上的有序表现为:以上10次新疆5级以上地震均围绕塔里木盆地,在各个相邻地震带间按照时间顺序顺时针迁移,且均匀发生在4个地震带上,每个地震带分布2次地震(不计余震)。本次迁移中,作为始发震的2016.1.14新疆轮台MS 5.3地震和结束震的2017.9.16新疆库车MS 5.7地震,时间间隔1年半,间距50多千米,几乎构成一圈闭合。此轮地震时空有序活动含3次6级地震,后于2017年12月7日被新疆叶城MS 5.2地震打破。
分析认为,此轮地震的有序活动从另一个侧面反映了塔里木盆地的顺时针旋转,也可以理解为塔里木盆地的顺时针旋转引起了此轮地震的有序活动。然而,塔里木盆地的顺时针旋转角速度以百万年为单位,赵俊猛等(2012)给出的旋转结果为0.461°/Ma,王琪等(2001)给出的旋转结果为0.64°/Ma。如此低的旋转角速度何以引起如此规律的一轮地震呢?蒋靖祥等(2009)利用应力、应变资料进行分析,认为大地震可能导致最大主应力方向的偏转,如1987年1月24日乌什6.4级地震发生前几月,观测点应力方向从NE48°偏转到NW9°,与震源机制P轴方向基本一致。在较长时间内,应力场方向是稳定的,但短时间内,新疆地区应力、应变场活动强烈,形式复杂多样。
以上研究成果可以解释此轮地震有序活动的发生,但为何此时出现?2015年开始中国大陆周边4个动力构造触角持续活动为我国周边带来一系列强震,如:2015年4月25日尼泊尔MS 8.1地震、2015年10月26日兴都库什MS 7.8中源地震及1年半后兴都库什地区2次7级、6次6级地震。研究表明,中国大陆4个动力构造触角部位发生的中深源强震,与我国境内与之相邻的4个地区中强震存在一定关联。而兴都库什和尼泊尔地震分别位于喜马拉雅地震带的西段和中段,由此推测,这一系列强震的发生短期内改变了塔里木盆地周围应力场环境,尤其是帕米尔弧向北的推挤增强作用,造成天山的强烈变形等因素,触发了此轮围绕塔里木盆地的地震顺时针迁移活动。
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