喀什背斜位于西南天山喀什前陆冲断带的前缘, 以北与阿图什背斜相望, 向西和明尧勒背斜相接。前人对该背斜的研究主要集中在地表出露部分, 而对隐伏于地下的倾伏端研究较少。文中利用深度-隆升面积法对横切背斜东倾伏端的地震剖面进行了分析, 获得以下几方面认识: 1)背斜东倾伏端的生长受距地表约6.8km的古近系滑脱层控制。2)沿地震剖面, 背斜总缩短量为(882±79)m, 生长过程中有面积约3.4km2的物质流入剖面。3)通过对生长地层的分析和已有的磁性地层学结果, 估算剖面处背斜生长起始时间约为距今2.1Ma, 缩短速率恒定约为0.4mm/a; 由于背斜东倾伏端在距今约2.1Ma开始生长, 因此整个背斜开始生长的时间早于距今2.1Ma。4)剖面处背斜隆升速率可能大致恒定在约0.4mm/a, 也可能在距今约1.6Ma时由之前的约0.1mm/a增大至之后的约0.4mm/a; 由于隆升速率一直小于沉积速率, 背斜并未在地表形成地形起伏。文中研究表明, 对隐伏地下的背斜倾伏端的解析可对滑脱层位置、 缩短和隆升历史、 生长起始时间及生长过程中是否有盈余面积加入等进行准确限定, 以此可对整个背斜的生长演化进行更为完整可靠的约束。
弯矩断层和弯滑断层是挤压构造环境下常见的2种褶皱相关断层。历史地震表明这些断层会同步活动, 其地表陡坎蕴含着强震活动信息。西昆仑山前固满背斜带北部发育了众多壮观的弯矩正断层陡坎, 坎高0.5~16.0m。文中以一段长约5.4km、 宽约4.2km的断层陡坎带为研究对象, 通过无人机摄影测量, 获取了该区域0.2m分辨率的数字高程模型(DEM), 并提取了739条跨断层陡坎地形剖面, 计算了陡坎的高度、 坡度参数, 获得了沿断层位移和最大坡度的连续剖面及累积位移剖面。分析表明: 1)弯矩正断层沿着背斜轴大体平行展布, 将阶地面切成了多个条形地块。这些地块在断层活动过程中向背斜轴外侧掀斜, 其掀斜程度和断层位移量受下伏背斜地层厚度和地层弯曲程度控制。研究区坡向N的弯矩正断层陡坎有十几条, 仅在最北侧发育了1、 2条坡向S的陡坎, 形成不对称的地堑, 这可能与研究区地层整体向N倾斜和下伏背斜两翼不对称发育有关。2)单条、 分组和累积断层位移剖面沿走向随阶地变年轻呈现“台阶”状降低, 最大坡度与位移剖面变化的特征相似, 表明研究区的弯矩正断层是长期活动的。不同阶地面上的累积位移量比值暗示, 断层带活动可能先形成了框架断层, 后穿插了一些新生断层。3)研究区的弯矩正断层为浅地表的次级断层, 无根但长期活动, 指示了下伏褶皱的背形断弯也是活动的, 支持固满背斜为活动断弯褶皱的观点。
文中利用Sentinel-1升、 降轨影像获取2024年乌什 MW7.0 地震的视线向同震形变场, 并约束发震断层几何参数和滑动分布。最佳断层模型为沿走向弯折的双断层结构, 弯折前后走向变化约为25°, 倾角约有20°的差异。断层滑动为高倾角逆冲兼左旋走滑, 主要分布于震中及其西侧, 东侧幅度低且相对弥散, 整体分布具有浅部滑移亏损特征。几何差异和滑动分布的空间相关性表明发震构造在震中以东存在几何复杂体, 以障碍体模式阻碍破裂传播。同震扩展围限于玉山古溪和乌什凹陷之间, 东、 西两侧的断裂阶区和复杂构造限定了破裂规模。MW5.7余震形成了清晰的LOS向变形, 最优模型显示其发震断层偏离主震迹线约10°, 倾向SE, 断层面地表迹线与地表破裂几乎重合, 浅层滑动量与调查所得的错断量相当。
文中收集整理了1999—2023年柯坪冲断带及其周边地区的GNSS融合速度场结果, 利用最小二乘配置方法进行应变场计算, 结果显示柯坪冲断带位于应变高值区的边缘, 冲断带两侧的运动特征有所不同, 西侧的挤压应变高于东侧, 西侧的面应变率平均值为-3.3×10-8/a, 东侧的面应变率平均值为-1.2×10-8/a。综合InSAR形变结果与GNSS速度场结果, 利用三维块体模型方法计算柯坪冲断带主要断层滑动亏损速率分布及滑动速率, 结果显示, 柯坪断裂带西段的挤压速率较大, 为(3.1±0.3)mm/a, 东段的速率较小, 为(0.3±0.2)mm/a; 迈丹断裂西段的挤压速率为(2.7±0.5)mm/a, 东段的挤压速率为(3.7±0.4)mm/a。柯坪断裂带东段的滑动亏损速率较低, 可能与东侧多层推覆体构造有关。迈丹断裂带东段的亏损速率较高, 同时发生了乌什地震, 导致能量进一步释放。文中同时基于SHIFT假设和算法预测了浅源地震的发生概率, 认为柯坪地块仍处于预测概率值较高的区域, 西南天山仍是强震危险区域。
2024年6月以来, 塔里木盆地内部尉犁地区地震活动异常活跃, 是新疆甚至中国地震活动最主要的地区。文中采用CAP方法反演了尉犁震群中3次5级地震及ML4.0以上地震的震源机制; 采用双差定位方法对该震群中ML2.0以上地震进行了重新定位, 并利用小地震分布和区域应力场拟合了可能的发震断层面参数, 在此基础上分析了震群活动可能的发震断层。结果显示, 44次地震中有42次为走滑型, 经聚类分析均存在近SN向的节面, 与震中附近近SN向或NNE向分布的走滑断裂特征较为一致。重新定位后的震群序列明显分为东、 西2支, 且均呈现NNE向线性分布特征。震群早期地震主要集中在东区, 随着时间的推移, 东区和西区地震均呈现向N迁移的特征。根据序列震源机制、 重定位结果及利用小地震约束得到的断层面参数, 结合震区的断层信息, 初步推断此次尉犁震群发生在近平行的NNE向右旋走滑断裂F1(东区)和F2(西区)上, 2条断裂均呈近直立(略微W倾)特征, 且F1较F2断层面更陡, 断裂深度可达20~25km。尉犁震群附近已知的断裂FⅠ18和FⅠ16与F1和F2断裂可能分别对应震区附近走滑断裂的浅部和深部, 其中东区断裂(FⅠ18和F1)深、 浅部的产状特征基本一致, 而西区断裂(FⅠ16和F2)深部的倾角较浅部更小。受印度板块对欧亚板块的推挤, 塔里木震群区的一系列走滑断裂成为盆地中部NW向和近EW向大型逆冲带向N推挤时形成的伴生调节构造, 是调节区域挤压缩短变形的代表性构造样式。此外尉犁震群位于塔里木盆地东部的玉科地区, 该区油气资源相对富集, 此次震群是否与油气开采相关仍需进一步考证。
利用高密度短周期流动地震台阵及背景噪声成像技术可获得浅层地壳高分辨率速度结构图像。文中在喀什市布设了101台短周期地震计进行连续观测, 通过Z分量的背景噪声成像获得了横向分辨率约0.04° 的浅层地壳三维S波速度结构。研究区5km以浅的S波速度较全球平均速度模型整体偏低, 反映了较厚的第四纪沉积盆地特征, 精细成像结果显示在研究区中部存在与喀什背斜走向一致的低速异常结构, 可能反映了喀什凹陷下方存在多层次软弱滑脱层, 随着喀什-阿图什褶皱-逆断层系的S向生长, 可能指示了一条新生次级隐伏断层。古河道沉积体系的分布也可能是喀什市低速异常形成的原因。总而言之, 基于高密度短周期地震台阵记录的地震波形背景噪声成像可清晰地探测城市浅层地下结构, 为城市地下活断层识别、 地震放大效应评估、 地下资源能源勘探开发等方面提供可靠的数据资料。
帕米尔高原位于印度-欧亚碰撞带西端, 研究帕米尔高原及其周边地区的上地幔的速度和各向异性结构对于认识陆-陆碰撞的构造变形特征及动力学机制具有重要意义。Pn波的射线路径集中在上地幔顶部, 其横向速度变化能够显示上地幔构造活动差异, 而其方位各向异性结构则能够显示出地幔物质的运动及形变特征。文中利用363 414个Pn波到时数据, 通过对Pn波到时进行层析成像, 获得了帕米尔高原及其邻近区域上地幔顶部的高分辨率地震波速度和各向异性图像。层析成像结果与地质构造显示出明显的相关性, 主要结果表明: 1)帕米尔高原、 天山、 兴都库什、 西昆仑、 阿尔金山等构造活动区的Pn波速较低, 而印度板块、 塔里木盆地、 塔吉克盆地、 准噶尔盆地、 费尔干纳盆地等古老稳定地块显示出高Pn波速度特征。2)印度-欧亚板块碰撞产生较强的Pn波各向异性, 在帕米尔高原碰撞区两侧的印度板块、 塔里木盆地和塔吉克盆地, 各向异性方向与板块运动方向一致, 而在碰撞区的中间部位, 各向异性方向与最大压应力方向及地壳相对运动方向几乎垂直, 可能是由于碰撞带上地幔的纯剪切变形所致。天山两侧也存在类似的特征。
帕米尔高原东北部地区构造变形复杂、 地震活动强烈, 分析其地震分布特点和构造应力场特征, 有助于探讨该区域复杂多变的构造变形特征及其孕震环境。文中基于中国地震台网中心地震观测报告和从多方面搜集得到的震源机制数据, 运用HYPODD方法和SATSI方法分别进行了地震重定位和构造应力场反演, 获得了研究区内整体地震活动和构造应力场分布特征: 1)研究区内震源深度分布与地壳厚度呈正相关。2)齐姆根弧形构造带、 费尔干纳和皮羌断裂两侧的震源深度存在明显差异, 表明这些构造可能为重要构造分界线。3)1902年阿图什 MW7.7 地震周边地壳应力释放充分, 导致天山山脉和塔西南坳陷交界地区小地震分布稀疏。4)受印度板块自南向北的推挤作用影响, 帕米尔高原、 天山山脉和塔里木盆地均呈现近SN向的低倾角挤压应力场。5)研究区内的构造应力场呈现出明显的构造差异性, 主要体现在: 帕米尔高原为走滑应力机制, 显示其呈EW向扩张, 而天山山脉呈逆冲应力机制并不断隆升。帕米尔高原及其与天山山脉碰撞带两侧最优主张应力轴倾伏角和R值差异较大。6)塔西南坳陷和巴楚隆起区的走滑和逆冲应力机制不同, 且二者密度和速度差异较大, 揭示出塔里木盆地内部结构复杂的特点。
新生代以来, 新疆地区发育了很多大型低角度断层和巨厚沉积盆地, 它们对该地区的强地面运动产生重要影响。喀什地区位于塔里木盆地最西端、 向N低角度逆冲的帕米尔前缘断层托姆洛安段南侧, 其强地面运动同时受到大型低角度断层和巨厚沉积盆地的影响。文中根据喀什周边的托姆洛安断层数据和塔里木盆地的沉积层数据, 建立了一系列低角度逆断层模型、 巨厚沉积盆地模型和喀什地区的强地面运动模型, 通过震源动力学模拟和地震波场传播模拟, 研究了断层倾角、 沉积层厚度和震源位置对强地面运动的影响, 模拟了地震成核位置在托姆洛安断层东段上断坡的设定地震, 得到了可用于灾害评估的峰值速度和烈度图。文中研究表明, 托姆洛安断层更易在上断坡成核发生地震, 且地震破裂沿断层倾向方向会被较缓的断坪阻挡。此外, 喀什地区巨厚的沉积层会显著放大其强地面运动。
喀什市和阿图什市位于新疆维吾尔自治区西南部、 塔里木盆地西缘, 是中国西北地区2座重要城市。该区域地处印度-欧亚大陆碰撞带的帕米尔构造结, 是全球陆内俯冲作用最强烈、 地震活动最频繁的地区之一。历史记录显示, 1902年该区域曾发生MS8¼大地震, 造成了严重的人员伤亡。文中以该历史地震的烈度情景作为确定性地震情景, 基于时序手机信令数据和机器学习方法提取研究区建筑物功能类型, 并结合高分辨率人口热力数据及网格与单体建筑之间的映射关系, 基于面积加权将网格内人口分配至建筑物中。随后, 基于建筑功能类型、 时间特征及其与人员在室率之间的关系, 确定研究区室内人口的空间分布。通过对确定性地震情景下建筑物震害程度的量化分析, 明确研究区在特定地震情景下的建筑物损伤情况。采用建筑易损性分析方法, 在30″网格尺度上分别估算了阿图什地震重现时喀什市和阿图什市白天与夜间的人员死亡风险。此外, 为分析人口热力数据在地震人员伤亡风险评估中的作用, 文中对基于人口热力数据方法与基于人口普查数据方法所得结果进行了对比分析。研究表明, 在阿图什MS8¼历史地震情景下, 研究区人员死亡高风险区主要集中在喀什市和阿图什市城区等人口经济密集区, 夜间的人员死亡风险高于白天。