周 偉 李 媛
(中國天津300180 中國地震局第一監測中心)
塔里木盆地是我國最大的內陸盆地,作為穩定地塊,被周圍許多深大斷裂所圍限。王琪等(2000)基于天山及塔里木地區多年的GPS 觀測結果,認為塔里木盆地整體上作為剛性塊體,相對于穩定的西伯利亞地塊作順時針旋轉,其內部變形較小或基本不變形。趙俊猛等(2008)應用人工地震和天然地震等綜合地球物理探測方法,獲得青藏高原殼幔組成、結構與構造特征,為塔里木盆地順時針旋轉提供了深部幾何學證據。蔣靖祥等(2012)利用塔里木盆地周邊應力、應變資料,解算相對應力參數,發現塔里木盆地周邊相對應力場最大主應力向盆地內部收斂,從觀測力學層面支持了塔里木盆地的順時針旋轉。
各種研究表明,印度板塊向北運動,其西犄角帕米爾弧向北推擠造成天山的強烈變形,導致塔里木盆地順時針旋轉。受印度—歐亞大陸碰撞的遠程效應影響,塔里木盆地作為剛性塊體進行應力傳遞,盆地周邊產生強烈變形,并引發地震。
據統計,近年來新疆地區5 級以上地震圍繞塔里木盆地有序活動。此輪地震的有序活動始于2016 年1 月新疆輪臺MS5.3 地震,止于2017 年9 月新疆庫車MS5.7 地震,時間進程如下:2016.01.14 新疆輪臺MS5.3 地震→2016.02.11 新疆新源MS5.0 地震→2016.11.25 新疆阿克陶MS6.7 地震→2016.11.26 新疆阿克陶MS5.0 地震→2016.12.08 新疆呼圖壁MS6.2 地震→2016.12.14 新疆若羌MS5.0 地震→2016.12.20 新疆且末MS5.8 地震→2017.05.11 新疆塔什庫爾干MS5.5 地震→2017.08.09 新疆精河MS6.6 地震→2017.09.16 新疆庫車MS5.7 地震。
空間上的有序表現為:以上10 次新疆5 級以上地震均圍繞塔里木盆地,在各個相鄰地震帶間按照時間順序順時針遷移,且均勻發生在4 個地震帶上,每個地震帶分布2 次地震(不計余震)。本次遷移中,作為始發震的2016.1.14 新疆輪臺MS5.3 地震和結束震的2017.9.16 新疆庫車MS5.7 地震,時間間隔1 年半,間距50 多千米,幾乎構成一圈閉合。此輪地震時空有序活動含3 次6 級地震,后于2017 年12 月7 日被新疆葉城MS5.2 地震打破。
分析認為,此輪地震的有序活動從另一個側面反映了塔里木盆地的順時針旋轉,也可以理解為塔里木盆地的順時針旋轉引起了此輪地震的有序活動。然而,塔里木盆地的順時針旋轉角速度以百萬年為單位,趙俊猛等(2012)給出的旋轉結果為0.461°/Ma,王琪等(2001)給出的旋轉結果為0.64°/Ma。如此低的旋轉角速度何以引起如此規律的一輪地震呢?蔣靖祥等(2009)利用應力、應變資料進行分析,認為大地震可能導致最大主應力方向的偏轉,如1987 年1 月24 日烏什6.4 級地震發生前幾月,觀測點應力方向從NE48°偏轉到NW9°,與震源機制P軸方向基本一致。在較長時間內,應力場方向是穩定的,但短時間內,新疆地區應力、應變場活動強烈,形式復雜多樣。
以上研究成果可以解釋此輪地震有序活動的發生,但為何此時出現?2015 年開始中國大陸周邊4 個動力構造觸角持續活動為我國周邊帶來一系列強震,如:2015 年4 月25 日尼泊爾MS8.1 地震、2015 年10 月26 日興都庫什MS7.8 中源地震及1 年半后興都庫什地區2 次7 級、6 次6 級地震。研究表明,中國大陸4 個動力構造觸角部位發生的中深源強震,與我國境內與之相鄰的4 個地區中強震存在一定關聯。而興都庫什和尼泊爾地震分別位于喜馬拉雅地震帶的西段和中段,由此推測,這一系列強震的發生短期內改變了塔里木盆地周圍應力場環境,尤其是帕米爾弧向北的推擠增強作用,造成天山的強烈變形等因素,觸發了此輪圍繞塔里木盆地的地震順時針遷移活動。