天山西南缘伽师-柯坪地区活动断裂几何结构及其与中、强地震(M 5.5-7.0)的相关性

位于中亚地区的天山造山带是全球范围内活动最强的陆内地震带之一,在过去200内共发生140多次5.5级以上的地震,其中包括67.5级以上的强震事件(如1a所示位于天山西南的伽师-柯坪地区天山造山带地震活动最强的区域之一在过去数十年发生了多次中、强地震M 5.5-7但并没有更强地震发生;这些地震的震源机制解存在很大差异(逆冲、走滑和正断),震源深度也存在很大变化如图1b所示那么这些地震受哪些构造控制,该地区未来是否有发生更强地震的构造条件

在中央级公益性科研院所基本科研业务专项资助下,中国地震局地质研究所中石油勘探开发设计院、中国地震局地球物理研究所和美国地质调查局科研人员利用谷歌卫星影像地质地貌填图数据石油物探剖面、地震学、InSAR观测多种资料和手段对伽师-柯坪地区新生代断裂体系的空间展布、几何结构及第四纪活动性进行了约束2020年伽师Mw 6.0级地震、2003Mw 6.2级地震、1997-2000年伽师强震群主要地震的发震构造和未来强震发生的可能性进行了分析,并建立了伽师-柯坪地区的三维孕震模型(图2)。本项研究取得的主要认识如下

1伽师-柯坪地区具有三组定向和运动性质明显不同的活动断裂体系:EW-NE向的柯坪叠瓦逆冲推覆系、SSE向的巴楚-柯坪转换挤压断裂系和NE向的下苏洪转换拉张断裂系;

22020Mw 6.0级、2003Mw 6.2级及震源深度小于10 km逆冲型地震发生在柯坪逆冲推覆系上;1997-2000年伽师地震群的发震构造为下苏洪断裂系;这两个断裂系沿走向和倾向均表现出明显的几何不连续性和分段特征

3就构造几何学而言,柯坪下断坡和巴楚断裂系中的色力布亚断裂具有发生Mw 7.3级以上强震的可能性。


1a):天山及邻区活动构造和5.5级以上地震分布图;(b)伽师-柯坪地区断裂体系和4.5级以上地震分布图


2a)伽师-柯坪地区三维孕震构造模型 (V:H = 2:1) ;内插图展示柯坪转换挤压断裂体系的深部几何结构,注意滑脱面上下变形是解耦的。(b)柯坪下断坡的多段破裂模型黄色示意柯坪下断坡和整滑脱层及最前缘的上断坡同时破裂;蓝色示意柯坪下断坡和最邻近的两支上断坡同时破裂。


以上成果发表于国际地学期刊Tectonics上:Lü, L., Li, T., Chen, Z., Chen, J., Jobe, J. T., & Fang, L. (2021). Active structural geometries and their correlation with moderate (M 5.5-7.0) earthquakes in the Jiashi-Keping region, Tian Shan southwestern front. Tectonics, 40, e2021TC006760.

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