Seismological Research Letters: 2020年伽师Mw6.0地震:一次发生在南天山的褶皱地震

活动断层(走滑断层、正断层和逆断层)沿走向通常被阶区、调节断层或高角度拐折分隔。地震发生时,这些不连续点或几何不规则点会对破裂过程产生阻碍,从而限定破裂长度和矩震级大小。大量研究实例表明,走滑断层4-5km宽的阶区或~20°的拐折、正断层5-7 km宽的阶区很难被同震破裂突破(King & Nabelek, 1985; Wesnousky, 2006, 2008; Zhang P. et al., 1999)。较之走滑断层和正断层,逆断层的同震破裂过程更为复杂。一方面,逆断层沿走向的阶区或调节断层可对同震破裂过程产生阻碍。另一方面,逆断层沿倾滑向延伸很远才能到达孕震深度;且向下延伸过程中倾角可能发生显著变化,也可能与区域滑脱层和更深部、深切造山带的斜断坡相连。逆断层这种沿倾滑向的分段特征也可能对同震破裂过程产生显著控制。2020年1月19日,发生在新疆伽师县的Mw6.0地震就是一次研究逆断裂的几何形态是如何控制同震破裂过程的典型实例。

图1 (a)柯坪塔格推覆构造地质构造与地震;(b)2020年伽师地震记录到的最大峰值加速度,也是新疆强震台网有史以来记录到的最大峰值加速度;(c)柯坪塔格推覆构造的纵剖面(Allen et al., 1999)

在中国地震局星火科技项目、国家自然基金等项目的资助下,中国地震局地质研究所新构造与年代学实验室博士研究生姚远与合作者温少妍博士、李涛研究员,通过对地表地形和地震反射剖面综合分析,约束了柯坪逆断裂的地表和地下几何形态;结合震源机制解、InSAR同震形变场,发现:伽师地震以近南北向的挤压缩短变形为主,同震滑动主要分布4-6km的深度,断层滑动角约15°。综上所述,本次伽师地震的发震构造为柯坪塔格推覆构造最前缘(南缘)的柯坪逆断裂(KPT)。

同时,我们发现KPT深部的断层面分为3段:近地表倾角约30°的上断坡、中部约15°的断坡和下部近水平的区域滑脱面,而本次伽师地震的同震破裂则被限制在中部15°的断坡内,这也很好地对应了为什么在柯坪塔格推覆构造内的地震震级集中在Mw6.0-6.5。

图2 (a)伽师地震的发震构造模型;(b)由阶区控制的同震破裂

上述研究结果近期发表在国际地学期刊Seismological Research Letters上,详见

Yao, Y., S. Wen, T. Li, and C. Wang (2020). The 2020 Mw6.0 Jiashi Earthquake: A Fold Earthquake Event in the Southern Tian Shan, Northwest China, Seismol. Res. Lett. doi: 10.1785/0220200146.

全文链接:https://pubs.geoscienceworld.org/ssa/srl/article/doi/10.1785/0220200146/593125/The-2020-Mw-6-0-Jiashi-Earthquake-A-Fold