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    新疆于田及周边地区地震活动性与重力异常特征

    徐伟民 陈石 石磊

    徐伟民, 陈石, 石磊, 2014. 新疆于田及周边地区地震活动性与重力异常特征. 地球科学, 39(12): 1831-1841. doi: 10.3799/dqkx.2014.166
    引用本文: 徐伟民, 陈石, 石磊, 2014. 新疆于田及周边地区地震活动性与重力异常特征. 地球科学, 39(12): 1831-1841. doi: 10.3799/dqkx.2014.166
    Xu Weimin, Chen Shi, Shi Lei, 2014. Seismic Activity and Gravity Anomaly Characteristics of Yutian in Xinjiang and Surrounding Regions. Earth Science, 39(12): 1831-1841. doi: 10.3799/dqkx.2014.166
    Citation: Xu Weimin, Chen Shi, Shi Lei, 2014. Seismic Activity and Gravity Anomaly Characteristics of Yutian in Xinjiang and Surrounding Regions. Earth Science, 39(12): 1831-1841. doi: 10.3799/dqkx.2014.166

    新疆于田及周边地区地震活动性与重力异常特征

    doi: 10.3799/dqkx.2014.166
    基金项目: 

    科技部国际合作重点项目 2011DFB20210

    国家地震科技支撑计划项目 2012BAK19B01-05

    国家自然科学基金青年基金项目 41104046

    中国地震局地球物理研究所基本科研业务专项 DQJB12B20

    中国地震局地球物理研究所基本科研业务专项 DQJB12C03

    中国地震局地球物理研究所基本科研业务专项 DQJB12B14

    四川省芦山"4·20"7.0级强烈地震科学考察 1301001

    详细信息
      作者简介:

      徐伟民(1987-), 男, 研究实习员, 硕士, 主要从事区域重力场变化、连续重力资料分析、绝对重力监测研究等工作. E-mail: xuweimin@cea-igp.ac.cn

    • 中图分类号: P315.72

    Seismic Activity and Gravity Anomaly Characteristics of Yutian in Xinjiang and Surrounding Regions

    • 摘要: 基于最新重力场模型对2014年于田Ms7.3地震震区的重力异常特征进行分析, 并应用Crust1.0地壳模型计算得到震区的深部构造形态, 结果显示: 震中位于地壳厚度陡变带上.同2008年于田Ms7.3地震相比, 震中虽位于不同位置, 但发震机制均与深部地壳结构变化密切相关.统计研究区内历史地震活动性与重力异常之间的关系, 发现震中的自由空气异常与地形存在明显的线性相关性, 而布格异常和均衡异常的结果则明显不同.进一步地分别计算不同重力异常的水平总梯度和线性信号, 结果表明: 重力异常梯度量与地形的相关特性更明显.研究表明: Ms7.0以上大震活动与重力异常之间具有明显的统计特性学, 这可能与重力异常反映的深部结构和壳内质量分布的不均匀有关.

       

    • 图  1  新疆于田构造背景和重力异常

      a.研究区地形、断裂分布及活动地块边界; b.研究区主要地震活动(1970年以来Ms5.0以上地震)与自由空气重力异常.a中红色实线为活动断裂分布,蓝色实线为行政区边界,红色和黄色分别为一级和二级活动块体;b中地震震中位置用黑色圆圈表示其大小与圆圈直径正相关,于田两次Ms7.3地震用红色五角星表示.图 1a中的地形数据来源于EGM2008模型;b中的自由空气重力异常数据来源于Topex网站最新V22.1版本数据,并经过了Guass 50 km低通滤波,重力单位mGal=10-5 m/s2

      Fig.  1.  The tectonic setting and gravity anomaly of Yutian in Xinjiang

      图  2  研究区布格重力异常与均衡重力异常特征

      a.研究区布格重力异常;b.研究区均衡重力异常.图中红色实线为活动断裂分布,本次于田两次Ms7.3地震用红色五角星表示;图a和b中的重力异常网格精度为4 km,重力单位mGal=10-5 m/s2,并统一为Guass 50 km低通滤波结果,坐标采用Lambert平面投影,中央经纬度分别为82.5°,36.1°;均衡重力异常计算中选取的地壳平均深度为30 km,壳幔密度差0.45 g/m3

      Fig.  2.  The Bouger gravity and isostacy gravity anomaly of the research region

      图  3  跨震中南北向剖面地形起伏、深部构造和重力异常变化数据

      a.剖面位置的重力异常曲线;b.剖面位置深部构造界面、地震活动及地形起伏.FGA表示自由空气重力异常BGA布格重力异常IGA均衡重力异常,重力单位mGal=10-5 m/s2;TB塔里木盆地;F1雅鲁藏布江断裂F2郭扎错断裂2008年于田M7.3地震发震断裂F3阿尔金断裂2014年于田M7.3断裂发震断裂F4矛头山断裂F5哈尔克山断裂带F6喀什河断裂以上符号和说明与下图相同;图中地形数据来源于图 1相同,地震目录由中国地震台网提供,其中部分地震没有震源深度数据统一设置为10 km

      Fig.  3.  The topography, deep structure and gravity anomaly data of the south-north profile through the epicenter of Yutian in Xinjiang in 2014

      图  4  跨震中西东向剖面地形起伏、深部构造和重力异常变化数据

      a.剖面位置的重力异常曲线;b.剖面位置深部构造界面、地震活动及地形起伏.图中FGA、BGA和IGA符号含义与图 3相同;F1.天神达坂断裂;F2.康西瓦断裂;F3.阿尔金断裂;F4.太阳湖断裂;图中地形数据来源于图 1相同,地震目录由中国地震台网提供

      Fig.  4.  The topography, deep structure and gravity anomaly data of the west-east profile through the epicenter of Yutian in Xinjiang in 2014

      图  5  研究区内地震震中位置的重力异常与地形高程相关关系

      a.自由空气重力异常与高程关系; b.布格重力异常与高程关系; c.均衡重力异常与高程关系.图中地形数据和重力异常数据于图 1图 2中相对应,地震目录由中国地震台网提供,两次于田Ms7.3地震分别用五角星表示,其中黑色五角星对应2008年地震,红色对应2014年地震

      Fig.  5.  The relationship of the gravity anomaly and topography of the epicenter of earthquakes in research region

      图  6  研究区内地震震中位置的重力异常水平总梯度与地形高程相关关系

      a.自由空气重力异常水平总梯度与高程关系; b.布格重力异常水平总梯度与高程关系; c.均衡重力异常水平总梯度与高程关系.图中各符号和图标含义与图 5一致,其中重力梯度单位为10-5/s2

      Fig.  6.  The relationship of the gravity anomaly and topography of the epicenter of earthquakes in research region

      图  7  研究区内地震震中位置的重力解析信号与地形高程相关关系

      a.自由空气重力异常解析信号与高程关系; b.布格重力异常解析信号与高程关系; c.均衡重力异常解析信号与高程关系.图中各符号和图标含义与图 5一致,其中重力梯度单位为10-5/s2

      Fig.  7.  The relationship of the gravity anomaly and topography of the epicenter of earthquakes in research region

      表  1  研究区1970年以来Ms7.0以上历史地震活动

      Table  1.   The historical seismicity exceed Ms7.0 in related religion after 1970

      编号 发震时间和名称 构造位置与震源机制 位置(经/纬) 深度(km) 震级
      1 1985年8月23日乌恰地震 卡兹克阿尔特断裂带/右旋 39.53°E/75.32°N 18 7.4
      2 1996年11月19日和田地震 喀喇昆仑断裂带/右旋走滑 35.43°E /78.35°N 16 7.1
      3 1997年11月18日玛尼地震 茶卡-若拉错断裂/走滑 35.20°E /87.30°N 10 7.4
      4 2001年11月4日昆仑山地震 东昆仑断裂带/左旋滑动 35.97°E /90.59°E 10 8.1
      5 2008年3月21日于田地震 郭扎错断裂/拉张型 35.80°E /81.43°N 26 7.3
      6 2014年4月12日于田地震 阿尔金断裂西段/走滑型 36.10°E /82.50°N 12 7.3
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    • [1] Chen, C.Y., Ren, J.W., Meng, G.J., et al., 2013. Division, Deformation and Tectonic Implication of Active Blocks in the Eastern Segment of Bayan Har Block. Chinese J. Geophys., 56(12): 4125-4141 (in Chinese with English abstract). http://www.researchgate.net/publication/283838298_Division_deformation_and_tectonic_implication_of_active_blocks_in_the_eastern_segment_of_Bayan_Har_block
      [2] Cui, J.W., Zhang, X.W., Li, P.W., 2002. The Altun Fault: Its Geometry, Nature and Mode of Growth. Acta Geoscientia Sinica, 23(6): 509-516 (in Chinese with English abstract). http://www.cqvip.com/QK/86253X/20012/1001445424.html
      [3] Fernández, M., Fullea, J., Zeyen, H., 2008. FA2BOUG—A FORTRAN 90 Code to Compute Bouguer Gravity Anomalies from Gridded Free-Air Anomalies: Application to the Atlantic-Mediterranean Transition Zone. Computers & Geosciences, 34(12): 1665-1681. doi: 10.1016/j.cageo.2008.02.018
      [4] Gao, X., Deng, Q.D., 2013. Activity Analysis of Large Earthquakes in Boundary Faults around the Bayankala Faulting Block. Acta Geologica Sinica, 87(1): 9-19 (in Chinese with English abstract). http://www.researchgate.net/publication/285736964
      [5] Geng, T., Tian, Q.N., Yang, H.Q., et al., 2008. Constraints of the Regional Gravitational Field on the Trend and Extension of the Southwestern Part of the Altyn Tagh Fault. Geology in China, 35(5): 841-848 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-DIZI200805006.htm
      [6] Laske, G., Masters, G., Ma, Z., et al., 2013. Update on Crust 1.0 A 1-Degree Global Model of Earth's Crust. Geophys. Res. Abstracts, 15: 2658. http://adsabs.harvard.edu/abs/2013EGUGA..15.2658L
      [7] Li, Q.S., Peng, S.P., Gao, R., et al., 2003. Seismic Evidence of the Basement Uplift in the Bayan Har Tectonic Belt, Qinghai, and Its Tectonic Significance. Geological Bulletin of China, 22(10): 782-788 (in Chinese with English abstract). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-ZQYD200310005.htm
      [8] Li, Y., Oldenburg, D.W., 1998. Separation of Regional and Residual Magnetic Field Data. Geophysics, 63(2): 431-439. doi: 10.1190/1.1444343
      [9] Li, Z.H., Ma, H.S., Qu, Y.J., 2009. Study on Seismogenic Structure and Seismic Activity Characteristics before the Yutian Ms7.3 Earthquake on March 21, 2008, Xinjiang. Earthquake Research in China, 25(2): 199-205(in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-ZGZD200902012.htm
      [10] Liu, M., Stein, S., Wang, H., 2011a., 2000 Years of Migrating Earthquakes in North China: How Earthquakes in Midcontinents Differ from Those at Plate Boundaries. Lithos, 3(2): 128-132. doi: 10.1130/L129.1
      [11] Liu, M., Yang, Y., Li, Q., et al., 2011b. Parallel Finite Element Modeling of Multi-Timescale Faulting and Lithospheric Deformation in the Western US. In: Keller, R., Baru, C., eds., Cyberinfrastructure for Geosciences. Cambridge Press, London, 68-94.
      [12] Ren, S.M., Ge, X.H., Liu, Y.J., 2003. Progress in Altyn Fault Belts Research. Advance in Earth Sciences, 6(3): 386-391(in Chinese with English abstract). http://www.adearth.ac.cn/EN/abstract/abstract480.shtml
      [13] Sandwell, D.T., Garcia, E., Soofi, K., et al., 2013. Toward 1-mGal Accuracy in Global Marine Gravity from CryoSat-2, Envisat, and Jason-1. The Leading Edge, 32(8): 892-899. doi: 10.1190/tle32080892.1
      [14] Sandwell, D.T., Smith, W.H.F., 1997. Marine Gravity Anomaly from Geosat and ERS 1 Satellite Altimetry. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 102(B5): 10039-10054. doi: 10.1029/96JB03223
      [15] Sandwell, D.T., Smith, W.H.F., 2009. Global Marine Gravity from Retracked Geosat and ERS-1 Altimetry: Ridge Segmentation versus Spreading Rate. Journal of Geophysical Research, 114(B1): B01411. doi: 10.1029/2008JB006008
      [16] Shen, J., Song, H.P., Chen, J.B., et al., 2013. Field Investigation on the Near-Fault Damaging Effects of the 2008 Yutian Ms7.1 Earthquake in Xinjiang, China. Earth Science Frontiers, 20(6): 85-93 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-DXQY201306015.htm
      [17] Smith, W.H.F., Sandwell, D.T., 1997. Global Sea Floor Topography from Satellite Altimetry and Ship Depth Soundings. Science, 277(5334): 1956-1962. doi: 10.1126/science.277.5334.1956
      [18] Stein, S., Liu, M., Calais, E., et al., 2009. Mid-Continent Earthquakes as a Complex System. Seismological Research Letters, 80(4): 551-553. doi: 10.1785/gssrl.80.4.551
      [19] Song, T.R.A., Simons M., 2003. Large Trench-Parallel Gravity Variations Predict Seismogenic Behavior in Subduction Zones. Science, 301(5633): 630-633. doi: 10.1126/science.1085557
      [20] Wan, Y.G., Shen, Z.K., Shen, S.Z., et al., 2010. The Mechanical Effects of the 2008 Ms7.3 Yutian, Xinjiang Earthquake on the Neighboring Faults and Its Tectonic Origin of Normal Faulting Mechanism. Chinese J. Geophys, 53(2): 280-289 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTotal-DQWX201002007.htm
      [21] Wang, Q.S., 2003. Gravitology. Seismological Press, Beijing, 128-147 (in Chinese).
      [22] Wang, W.Y., 2010. Spatial Variation Law of the Extreme Value Positions of Total Horizontal Derivative for Potential Field Data. Chinese J. Geophys. , 53(9): 2257-2270 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-DQWX201009028.htm
      [23] Xu, X.W., Tan, X.B., Wu, G.D., et al., 2011. Surface Rupture Features of the Yutian Ms7.3 Earthquake and Its Tectonic Nature. Seismology and Geology, 33(2): 462-471(in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTotal-DZDZ201102024.htm
      [24] Xu, Z.Q., Yang, J.S., Zhang, J.X., et al., 1999. A Comparison between the Tectonic Units on the Two Sides of the Altun Sinistral Strike-Slip Fault and the Mechanism of Lithospheric Shearing. Acta Geologica Sinica, 73(3): 193-205(in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-DZXE199903000.htm
      [25] Yang, X.Y., Chen, L.W., Yang, L.M., et al., 2013. Numerical Simulation on Strong Earthquake Dynamic Process of Bayan Har Block. Acta Seismologica Sinica, 35(3): 304-314(in Chinese with English abstract). http://www.researchgate.net/publication/289255257_Numerical_simulation_on_strong_earthquake_dynamic_process_of_Bayan_Har_block
      [26] Zhang, G.M., Zhang, P.Z., 1999. Recent Research Progress on the Mechanism and Forcast for Continental Strong Earthquakes. China Basic Science, (Z1): 47-58(in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-ZGJB200403001.htm
      [27] Zhang, P.Z., Deng, Q.D., Zhang, G.M., et al., 2003. Strong Earthquake Activities and Continental Block of Mainland China. Science in China (Series D), 33(S1): 12-20(in Chinese).
      [28] Zhang, Y., Xu, L.S., Chen, Y.T., et al., 2014. Fast Inversion for the Rupture Process of the 12 February 2014 Yutian Mw6.9 Earthquake: Discussion on the Impacts of Focal Mechanisms on Rupture Process Inversions. Acta Seismologica Sinica36(2): 159-164(in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-DZXB201402001.htm
      [29] 陈长云, 任金卫, 孟国杰, 等, 2013. 巴颜喀拉块体东部活动块体的划分、形变特征及构造意义. 地球物理学报, 56(12): 4125-4141. doi: 10.6038/cjg20131217
      [30] 崔军文, 张晓卫, 李朋武, 2002. 阿尔金断裂: 几何学、性质和生长方式. 地球学报, 23(6): 509-516. doi: 10.3321/j.issn:1006-3021.2002.06.005
      [31] 高翔, 邓起东, 2013. 巴颜喀喇断块边界断裂强震活动分析. 地质学报, 87(1): 9-19. doi: 10.3969/j.issn.0001-5717.2013.01.002
      [32] 耿涛, 田黔宁, 杨汇群, 等, 2008. 阿尔金断裂西南端走向及延伸的区域重力场制约. 中国地质, 35(5): 841-848. doi: 10.3969/j.issn.1000-3657.2008.05.005
      [33] 李秋生, 彭苏萍, 高锐, 等, 2003. 青藏高原北部巴颜喀拉构造带基底隆起的地震学证据. 地质通报, 22(10): 782-788. doi: 10.3969/j.issn.1671-2552.2003.10.006
      [34] 李志海, 马宏生, 曲延军, 2009.2008年3月21日新疆于田7.3级地震发震构造与震前地震活动特征研究. 中国地震, 25(2): 199-205. doi: 10.3969/j.issn.1001-4683.2009.02.011
      [35] 任收麦, 葛肖虹, 刘永江, 2003. 阿尔金断裂带研究进展. 地球科学进展, 6(3): 386-391. doi: 10.3321/j.issn:1001-8166.2003.03.010
      [36] 沈军, 宋和平, 陈建波, 等, 2013.2008年3月21日新疆于田7.1级地震近断层破坏作用. 地学前缘, 20(6): 89-97. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DXQY201306015.htm
      [37] 万永革, 沈正康, 盛书中, 等, 2010.2008年新疆于田7.3级地震对周围断层的影响及其正断层机制的区域构造解释. 地球物理学报, 53(2): 280-289. doi: 10.3969/j.issn.0001-5733.2010.02.006
      [38] 王谦身, 2003. 重力学. 北京: 地震出版社, 128-147.
      [39] 王万银, 2010. 位场总水平导数极值位置空间变化规律研究. 地球物理学报, 53(9): 2257-2270. doi: 10.3969/j.issn.0001-5733.2010.09.027
      [40] 徐锡伟, 谭锡斌, 吴国栋, 等, 2011.2008年于田Ms7.3地震地表破裂带特征及其构造属性讨论. 地震地质, 33(2): 462-471. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.02.019
      [41] 许志琴, 杨经绥, 张建新, 等, 1999. 阿尔金断裂两侧构造单元的对比及岩石圈剪切机制. 地质学报, 73(3): 193-205. doi: 10.3321/j.issn:0001-5717.1999.03.001
      [42] 杨兴悦, 陈连旺, 杨立明, 等, 2013. 巴颜喀拉块体强震动力学过程数值模拟. 地震学报, 35(3): 304-314. doi: 10.3969/j.issn.0253-3782.2013.03.003
      [43] 张国民, 张培震, 1999. 近年来大陆强震机理与预测研究的主要进展中国基础科学, (Z1): 47-58.
      [44] 张培震, 邓起东, 张国民, 等, 2003. 中国大陆的强震活动与活动地块. 中国科学(D辑), 33(S1): 12-20. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK2003S1001.htm
      [45] 张勇, 许力生, 陈运泰, 等, 2014.2014年2月12日于田Mw6.9地震破裂过程初步反演: 兼论震源机制对地震破裂过程反演的影响. 地震学报, 36(2): 159-164. doi: 10.3969/j.issn.0253-3782.2014.02.001
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    出版历程
    • 收稿日期:  2014-04-04
    • 刊出日期:  2014-12-01

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