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1997年1月21日至1998年8月27日,新疆伽师县发生了1997年1月21日6.0和6.2级地震,3月1日6.0级地震,4月6日6.4和6.2级地震,4月11日6.4级地震,4月16日6.2级地震,1998年8月2日6.1级地震以及8月27日6.4级地震(表1)。至2000年3月27日,伽师强震群共发生ML≥1.0余震达11147次,其中包括10次5级强余震,震群活动的强度和时空集中程度为我国大陆地震所罕见。地震造成大面积喷水冒砂和地裂缝,房屋破坏严重。据统计,地震造成24人死亡,123人受伤,直接经济损失达11.22亿元人民币。
伽师是喀什地区的一个县,离喀什市70公里,从1997年至1998年不到两年的时间内,伽师附近发生Ms³6.0地震10次,世所罕见,当时引起了国内外地震学家的普遍关注,称之为“伽师群震”现象。
此次震群型地震非常典型,无前震活动,余震多且衰减慢。需要指出的是:余震(aftershock)的说法不对,应为预震(preshock)。
http://data.earthquake.cn/data/zhenli/tian/html/zhenli164.htm
表1 1997-1998年发生在新疆伽师的Ms³6.0级事件
日期 |
纬度 |
经度 |
震级 |
震级类型 |
1997/1/21 |
39.600000 |
77.030000 |
6.000000 |
Ms |
1997/1/21 |
39.580000 |
77.050000 |
6.200000 |
Ms |
1997/3/1 |
39.570000 |
76.950000 |
6.000000 |
Ms |
1997/4/6 |
39.520000 |
77.030000 |
6.400000 |
Ms |
1997/4/6 |
39.550000 |
77.030000 |
6.200000 |
Ms |
1997/4/11 |
39.600000 |
76.970000 |
6.400000 |
Ms |
1997/4/16 |
39.680000 |
76.970000 |
6.200000 |
Ms |
1998/3/19 |
40.120000 |
76.820000 |
6.000000 |
Ms |
1998/8/2 |
39.720000 |
77.050000 |
6.100000 |
Ms |
1998/8/27 |
39.820000 |
77.130000 |
6.400000 |
Ms |
尽管诸多学者开展了对强震群生成机理的研究,但迄今仍然未搞明白。
该强震震群事件发生在我们划定且命名的【阿图什地震区】(图1)。该区在历史上曾发生过1902年8月22日新疆阿图什Ms8.25级地震,根据我们提出的孕震断层多锁固段脆性破裂理论和相关预测方法,可判断在1905年3月14日前该主震的余震活动已经结束。以1905年3月14日作为下一轮孕震周期的时间起点,根据该地震区内地震活动性观测及Benioff应变计算分析,可对新的孕震周期内未来大地震进行预测分析。
从图2知,该地震区存在有两个地震活跃幕,1953年-1961年为第一活跃幕,1991年以后为第二活跃幕。在第一活跃幕内,根据1953年Ms5.8级震群事件,可预测到1961年Ms6.8级震群事件,且Ms6.8级震群事件已使其对应的锁固段破裂完毕。在第二活跃幕的1991-1997年,发生的强震及其震群事件已使其对应的锁固段破裂完毕,即该锁固段以震群为主要方式破裂。该锁固段在破裂到峰值强度点的同时,本应发生一7.0级大震,但受下一个高强锁固段的阻挡使之不能发生宏观破裂。或许因为两个锁固段相距较近且共线排列的缘故,导致下一个锁固段达到了其变形膨胀点,发生了1998年Ms6.4级标志性震群事件,由于Ms6.4级震群事件和其后的2003年Ms6.8级震群事件并未使其对应的锁固段破裂到达其峰值强度点,其后必有更大的事件发生。根据本文所述理论方法,可得到未来强震预测结果如下:震级7.2~7.5级,震源深度为18~27km,依据新近震群事件出现的震中位置及地震空区位置,可推断未来大地震的震中位置在北纬40°,东经77.5~78.5°。目前仍距大震的临界状态较远。
预计在向临界状态演化过程中,还将发生多次不超过6.5级的preshock事件。
扯远了,1997-1998年新疆伽师强震群事件发生的原因是什么呢?我们通过历史强震震例分析发现:当不受下一个锁固段约束时,在当前锁固段膨胀点开始的震群事件发生后,过一段时间事件量级会大幅减小,直至变形到峰值强度点时,主震事件发生;当受近邻下一个高强锁固段约束时,当前锁固段的应力转移受到制约,应力集中程度加剧,当前锁固段会以多个震级相差不大的标志性事件持续破裂,且直接破裂到峰值强度点。
图1 3-阿图什地震区、4-拜城地震区、5-博湖地震区与6-新源(中国)-阿拉木图(哈萨克斯坦)地震区
(绿圈和红圈分别表示研究区内1970年以前和1970年以后Ms³5.0级的事件,红色线为活动断裂,闭合虚线为地震区)
图2 阿图什地震区1905.3.14~2010.6.30间累积Benioff应变与时间关系
(为使图件清晰,1945年以前的应变值作为初值。横坐标对应的时间减去3000年为实际年份)
这两天,该地震区的【地震们】也没闲着,在向临界点冲刺的过程中会起到添砖加瓦的作用。
发震时刻 |
震级(M) |
纬度(°) |
经度(°) |
深度 (千米) |
参考位置 |
2013-02-19 06:18:33 |
3.0 |
40.1 |
77.8 |
9 |
新疆维吾尔自治区克孜勒苏柯尔克孜自治州阿图什市 |
2013-02-19 05:24:11 |
4.6 |
40.1 |
77.8 |
12 |
新疆维吾尔自治区克孜勒苏柯尔克孜自治州阿图什市 |
2013-02-18 21:33:46 |
3.3 |
40.1 |
77.8 |
7 |
新疆维吾尔自治区克孜勒苏柯尔克孜自治州阿图什市 |
2013-02-18 21:00:28 |
4.6 |
40.2 |
77.8 |
10 |
新疆维吾尔自治区克孜勒苏柯尔克孜自治州阿图什市 |
2013-02-18 07:27:39 |
3.3 |
39.4 |
77.0 |
8 |
新疆维吾尔自治区喀什地区伽师县 |
参考
秦四清,薛雷,黄鑫,等.新疆与其边境地区、内蒙古地区及华东、华南与台湾部分地区未来强震预测[J].地球物理学进展,2011,26(1):21-31.
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