新疆及鄰區(qū)現(xiàn)今GNSS變形特征與地震關系研究

魏斌 陳長云

摘要：基于GNSS觀測數(shù)據(jù)，采用球面最小二乘配置方法計算了新疆及鄰區(qū)的應變率張量特征，在統(tǒng)計分析研究區(qū)域應變率分布以及1900—2022年M≥6.0地震分布之間的關系的基礎上，研究了GNSS應變率特征對強震地點的指示意義。通過構建三維彈性塊體模型反演得到的區(qū)內主要斷裂的運動變形特征，結合震源機制解結果，對比分析了斷裂運動變形特征與不同區(qū)域強震類型之間的關系。結果表明：天山西段—帕米爾地區(qū)、阿爾金斷裂帶鄰近地區(qū)呈現(xiàn)第二應變率高值特征，其中帕米爾構造結附近高值特性最明顯；最大剪應變率方向在南天山西段—帕米爾地區(qū)主要為NE-NEE向，反映了該區(qū)以傾滑變形為主的特征。研究區(qū)域的M≥6.0地震主要分布在應變率高值區(qū)及其邊緣，特別是帕米爾構造結東部地區(qū)的強震集中非常明顯。區(qū)內斷裂運動性質具有明顯的分類特征，除整體以擠壓運動為主外，NE走向斷裂帶以左旋走滑運動為主，NW走向的斷裂以右旋走滑運動為主。NE走向的柯坪、邁丹和那拉提斷裂帶與NW走向的克孜勒陶、塔拉斯—費爾干納斷裂帶匯集的南天山西段和帕米爾西構造結東部地區(qū)強震密集分布，強震的震源機制類型與斷層運動方式較為一致。

關鍵詞：GNSS；應變率；塊體模型；滑動速率；地震危險性；新疆

中圖分類號：P315.725文獻標識碼：A文章編號：1000-0666（2024）03-0419-11

doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2024.0022

0引言

新生代以來，印度板塊和歐亞板塊的碰撞以及印度板塊向歐亞板塊的持續(xù)楔入作用，導致青藏高原的快速隆升（Tapponnier et al，2001）。在印度板塊持續(xù)向北運動的作用下，青藏高原至今仍在不斷隆升與擴張，基于GNSS資料獲得的現(xiàn)代地殼水平運動速度場結果顯示高原物質正在向西北、東北和東南方向運動（Wang et al，2001；Wang，Shen，2020）。青藏高原的向外擴張受到多個相對穩(wěn)定塊體的阻擋，如位于高原東緣的四川盆地、東北緣的鄂爾多斯塊體、北部的阿拉善地塊和北西的塔里木盆地（Tapponnier et al，2001），但是印度板塊和歐亞板塊連續(xù)碰撞的遠場效應仍然影響到了天山地區(qū)，導致天山造山帶重新活動，發(fā)生陸內造山運動，并再次強烈隆升（Hendrix et al，1994），形成典型的板內新生代復活型造山帶（張培震等，2003a）。受青藏高原向北西擴展遠程效應的影響，天山地區(qū)成為中國大陸內部地震活動最為強烈的地區(qū)之一，定量研究天山及鄰區(qū)地殼變形特征以及主要構造帶的滑動速率有助于理解青藏高原的變形機制和評估其強震危險性。

地殼變形是地震過程中最直觀的現(xiàn)象，伴隨強震孕育、發(fā)生及震后調整的全過程（江在森，武艷強，2012）。近30年來，以GNSS為代表的空間對地觀測技術發(fā)展迅速，為不同尺度的地殼形變過程、活動斷裂運動變形特征的監(jiān)測提供了高效、穩(wěn)定、精確的觀測結果。相關技術已成為板塊構造運動、區(qū)域地殼運動與變形模式、斷裂帶活動習性和地震監(jiān)測預報等研究的重要技術手段。中國地殼運動觀測網絡和中國大陸構造環(huán)境監(jiān)測網絡（CMONOC）[HJ1.8mm]產出的豐富的GNSS觀測結果（Wang et al，2001；Liang et al，2013；Wang，Shen，2020），為區(qū)域地殼變形和強震過程研究提供了高精度、高時空分辨率和高可靠性的數(shù)據(jù)結果，對認識強震的孕育過程，開展強震物理探索具有重要意義（Wu et al，2015，2022；武艷強等，2020）。本文基于新疆及鄰區(qū)GNSS速度場結果，計算獲取了研究區(qū)大尺度形變場和主要活動斷裂的滑動速率，研究了大尺度形變場與強震之間的關系，滑動速率與強震之間的關系，探討了強震前區(qū)域地殼變形特征與大地震孕育之間的可能關聯(lián)。

1研究區(qū)概況

新疆及鄰區(qū)地處歐亞大陸的腹地，毗鄰青藏高原，是蒙古、哈薩克斯坦、塔里木和青藏高原的交匯部位，連接亞洲東、西部的中地域（何國琦等，2004），構造活動復雜，強震頻發(fā)（圖1）。根據(jù)斷裂帶走向，可將區(qū)域內的主要斷裂分為NE、NW和近EW走向3類。NE走向斷裂帶主要包括位于北天山的洛包泉—咸泉子斷裂帶、達爾布特斷裂帶、博阿斷裂帶東段和興地斷裂帶等；位于南天山的克敏斷裂帶、那拉提斷裂帶、邁丹斷裂帶、柯坪斷裂帶和秋里塔格斷裂帶等；位于青藏高原和塔里木盆地交界的阿爾金斷裂帶。NW走向的斷裂帶主要包括：位于北天山的額爾齊斯斷裂帶、紙坊斷裂帶和博阿斷裂帶北西段；位于南天山的喀什河斷裂帶、塔拉斯—費爾干納斷裂帶和大扎萊爾斷裂帶；位于帕米爾和塔里木盆地邊界的克孜勒陶斷裂帶。近EW走向的斷裂帶主要指位于準噶爾盆地和哈密盆地之間的哈密斷裂帶、洛包泉—咸泉子斷裂帶和博格達北緣斷裂帶等。區(qū)域地震在空間上分布不均勻，主要集中在南、北天山以及南天山和帕米爾交匯的區(qū)域。有歷史地震記載以來，研究區(qū)內共發(fā)生8級以上地震3次，7級以上地震17次，6級以上地震115次。3次8級地震分別為1812年尼勒克8級、1902年阿圖什8級和1931年富蘊8級地震，圖1中震源機制解結果來自美國哈佛大學GCMT

https：//www.globalcmt.org/CMTsearch.html.

，地震數(shù)據(jù)來自中國地震臺網中心http：//www.ceic.ac.cn.

2數(shù)據(jù)與方法

2.1GNSS數(shù)據(jù)

本文所用GNSS速度場（圖1）來源于Wang和Shen（2020）基于中國地殼運動觀測網和已有研究成果（Zubovich et al，2010；Kreemer et al，2014）獲取的相對于歐亞參考框架下的速度場結果，共計642個GNSS測站，包括GNSS連續(xù)站點32個、流動站點610個。連續(xù)站速度場北和東方向精度分別為0.31和0.34 mm/a；流動站速度場北和東方向的精度分別為0.51和0.52 mm/a。連續(xù)站速度場中國地殼運動觀測網絡GNSS數(shù)據(jù)觀測時段為1999—2016年；已有研究（Zubovich et al，2010；Kreemer et al，2014）GNSS數(shù)據(jù)觀測時段為1994—2002年，數(shù)據(jù)具體處理流程參見Wang和Shen（2020）研究。新疆及鄰區(qū)GNSS速度場大致以75°E為界，其以東向北或者北東運動；其以西向北或者北西運動，并且自高原內部經過塔里木盆地向北東或者北西的GNSS站點速度遞減特征明顯。

2.2分析方法

2.2.1最小二乘配置方法

相對于地殼運動結果，應變率分布具有不依賴參考框架、直接反映變形信息的特點，被廣泛應用于地殼變形特征描述中。本文使用最小二乘配置（武艷強等，2009；Wu et al，2011）計算應變率分布特征。

最小二乘配置方法為大地測量數(shù)據(jù)處理的經典方法，具有理論上的嚴密性，可綜合估計非隨機參數(shù)、具有隨機屬性的信號和隨機誤差，可表示為：

[JB（{]Y[DD（Y-*3/4][HT5]^[DD）]=［GT（DX+DΔ）-1G］-1GT（DX+DΔ）-1LZ[DD（Y-*3/4][HT5]^[DD）]=DZ（DX+DΔ）-1（L-GY[DD（Y-*3/4][HT5]^[DD）]）（1）

式中：YDD為經典平差問題需要求解的待定參數(shù)；Z為隨機信號估值（包括觀測點和推估點）；G為經典平差問題的系數(shù)陣；DX為已測點信號的協(xié)方差陣；DΔ為觀測值的協(xié)方差陣；L為觀測值；DZ為所有點信號的協(xié)方差陣。

利用式（1）進行地殼運動描述時首先需要確定信號的協(xié)方差分布特征，江在森等（2003）對信號的協(xié)方差分布進行過深入的討論，推薦采用高斯型協(xié)方差函數(shù)擬合獲取，表示為：f（d）=Ae-k2d2（2）式中：A和k為待定參數(shù)；d為觀測點間距離（以km為單位），在球面可表示為大地坐標（λ，φ）的函數(shù)。

利用f（d）形成協(xié)方差矩陣DZ和DX，建立起速度場與點位的函數(shù)，根據(jù)速率與應變率的偏微分關系即可得到應變率場結果，進而通過簡單矩陣轉換可獲得主應變率、面應變率、最大剪應變率等應變矢量或標量。速率與應變率的偏微分關系表示為：

[JB（{]εφ=[SX（]1[]R[SX）][SX（]uφ[]φ[SX）]

ελ=[SX（]1[]Rcosφ[SX）][SX（]uλ[]λ[SX）]-[SX（]uφ[]R[SX）]tanφ

ελφ=[SX（]1[]2[SX）][JB<2*［][SX（]1[]Rcosφ[SX）][SX（]uφ[]λ[SX）]-[SX（]uλ[]R[SX）]tanφ+[SX（]1[]R[SX）][SX（]uλ[]φ[SX）][JB>2*］][JB）]（3）

2.2.2線彈性球面塊體模型方法

基于大尺度GNSS速度場資料，通過構建三維彈性塊體模型可以反演獲得斷層的滑動速率，該滑動速率代表了斷層的長期滑動速率（Meade，Hager，2005；Meade，Loveless，2009）。Meade和Hager（2005）給出基于線彈性球面塊體模型計算震間期速度場的公式：

V1=VB（Ω）-VCSD（Ω）+Vε（4）

式中：Ω塊體旋轉的歐拉矢量；ε代表塊體內部的彈性應變張量；VB塊體整體運動速度；VCSD為塊體邊界斷裂在塊體之間相對差異運動時由于斷層閉鎖作用產生的同震虧損滑動速率；Vε為塊體之間的內部均勻彈性變形對速度場的貢獻。

3GNSS應變率場與強震關系分析

利用圖1給出的GNSS速度場結果，采用球面最小二乘配置方法構建速度場與應變率的函數(shù)關系（武艷強等，2009；Wu et al，2011），利用GNSS速度場與應變率的偏微分關系直接得到研究區(qū)域的應變率張量，統(tǒng)計得到的擬合殘差結果為0.80 mm/a，略高于圖1中GNSS速度場的平均誤差，總體上表明基于球面最小二乘配置方法構建的變形場模型能夠較好地描述GNSS速度場結果。

3.1GNSS應變率特征與強震地點

圖2給出了研究區(qū)應變率分布以及1900—2022年M≥6.0地震分布。主應變率結果顯示，帕米爾—天山地區(qū)呈現(xiàn)出顯著的擠壓變形特征，量值自西向東逐漸減小，主壓應變率方向在帕米爾地區(qū)呈現(xiàn)出由NW向、向東逐漸過渡到NS向的變化；研究區(qū)另一個主應變率區(qū)域集中在阿爾金斷裂帶及鄰近區(qū)域，表現(xiàn)為NNE向擠壓、SEE向拉張為主的變形特征，除了主壓應變量值較高外、主張應變率量值也較大，反映了阿爾金斷裂帶的左旋變形特征。圖2a展示了研究區(qū)域第二應變率不變量結果，根據(jù)其計算公式可知該參數(shù)不含方向信息，為一標量，反映了研究區(qū)域的總體變形特征（Kreemer et al，2003；Riguzzi et al，2013）。從圖中可以看出，第二應變率在南天山西段—帕米爾地區(qū)、阿爾金斷裂帶鄰近地區(qū)呈現(xiàn)高值特征，其中帕米爾構造結附近高值特性最明顯。1900—2022年研究區(qū)域的M≥6.0地震有一大部分分布在應變率高值區(qū)，特別是帕米爾構造結東部地區(qū)的強震集中非常明顯。天山中東段地區(qū)、準噶爾盆地北東的可可托?！_斷裂帶和北塔山前斷裂帶以及塔里木盆地東南緣的阿爾金斷裂帶等地區(qū)也有相當比例強震發(fā)生。圖2b展示了研究區(qū)域的最大剪應變率結果，其方向在南天山西段—帕米爾地區(qū)主要為NE—NEE向，總體上與主要斷層成一個銳角，反映了該區(qū)以傾滑變形為主的特征，在阿爾金斷裂帶及鄰近區(qū)域，最大剪應變方位與斷裂一致性較高，反映了該區(qū)顯著的剪切變形特征。

3.2GNSS應變率場與強震的統(tǒng)計特征

基于GNSS應變率結果與1900—2022年地震分布，參照Shen等（2007）、Zeng等（2018）和Wu 等（2022）提出的方法，首先將每個網格點的GNSS應變率由大到小進行排序，累加并歸一化后得到圖3中灰色曲線，然后對落入對應網格的地震數(shù)目進行累加并歸一化后得到地震統(tǒng)計結果（圖3中棕色曲線）。圖3a的第二應變率不變量與地震的統(tǒng)計結果顯示，M≥6.0地震與高應變率分布區(qū)具有很好的對應關系，明顯優(yōu)于自然概率（圖3中藍色虛線）。具體表現(xiàn)為，在15%的高應變率區(qū)域地震的數(shù)量占到了47.9%。另外，地震累積率的另一個顯著特征是在中低應變率區(qū)域（橫坐標0.5～0.7），地震累積率有個顯著的曲線抬升，增加量值達到20.7%。

圖3b的最大剪應變率與地震的統(tǒng)計結果顯示，研究區(qū)域高剪應變率與M≥6.0地震的對應關系不如第二應變率不變量，在15%的高應變率區(qū)域地震的數(shù)量占到了38.0%，比第二應變率不變量低了約9.9%。在中低應變率區(qū)域（橫坐標累積面積0.5～0.7），地震累積率同樣表現(xiàn)出顯著抬升特征，增加量值約為11.6%。

3.3GNSS應變率場的強震指示意義

強震分布區(qū)通常是地殼水平運動的大小、方向顯著變化的區(qū)域，即地殼差異運動顯著區(qū)（江在森等，2006）。水平速度場空間分布的不一致性是地殼形變的直接反映，而應變場地殼形變的主要參數(shù)，是描述區(qū)域形變的重要指標，該指標不受參考框架的影響，并且能從不同分辨率反映區(qū)域變形特征（孟國杰等，2009）。中國大陸近年來發(fā)生的大部分M≥6.0地震震中位于由震前GNSS觀測資料得出的應變場剪應變率的高值區(qū)或其邊緣，尤其是與區(qū)域主干斷裂的構造活動背景相一致的剪應變率高值區(qū)（江在森等，2003）。利用GNSS應變率場識別的應變集中區(qū)、應變增量梯度帶等可以為強震地點預測提供支持（武艷強等，2018）。基于上述認識，結合本文統(tǒng)計的新疆及鄰區(qū)地殼變形特征與1900—2022年發(fā)生的M≥6.0地震的關系（圖2），認為南天山西段的那拉提斷裂帶中段和克敏斷裂帶，南天山東段的秋里塔格斷裂帶和邁丹斷裂帶東段，北天山博阿斷裂帶北西段以及帕米爾東緣、南天山西段和西昆侖交匯區(qū)等多個地區(qū)具有強震危險性。其中南天山東段的秋里塔格斷裂帶和邁丹斷裂帶東段與M7專項工作組（2012）給出的南天山中段拜城危險區(qū)較為一致。帕米爾東緣、南天山西段和西昆侖交匯區(qū)則與M7專項工作組（2012）給出的柯坪—阿克蘇危險區(qū)以及徐錫偉等（2017）給出的帕米爾東緣—西昆侖高震級危險區(qū)的分布較為一致。

4主要斷層滑動速率與強震關系分析

4.1活動塊體劃分

基于活動塊體的基本概念及劃分原則，參考張培震等（2003b）的活動地塊劃分方案，綜合區(qū)內主要活動斷裂帶和次級活動斷裂帶的空間展布、地震活動性等資料將新疆及鄰區(qū)劃分為17個活動塊體等（圖4）。基于剛性塊體模型分析了各次級活動塊體的穩(wěn)定性，圖4殘差分布特征顯示除帕米爾和阿爾金所在的青藏高原地區(qū)外，其他活動塊體的穩(wěn)定性較高，說明塊體劃分方案較為合理。

4.2斷層滑動速率與強震關系分析

本文基于Wang和Shen（2020）提供的GNSS速度場結果，利用Blocks程序（Meade，Loveless，2009），通過構建三維彈性塊體模型反演了新疆及鄰區(qū)活動塊體邊界斷裂的滑動速率。斷層閉鎖深度對其周圍彈性變形梯度有較大影響，當斷裂的閉鎖深度變化時，斷層錯動在地表各點引起的變化會有明顯差異。獲得斷層閉鎖深度的方法較多，本文在確定新疆及鄰區(qū)斷層閉鎖深度時，沒有對每條斷裂進行細分，而是利用了區(qū)域小震精定位結果（李金等，2015）和模型擬合（朱爽等，2021）兩種方法綜合給出最優(yōu)閉鎖深度。圖5a為小震精定位結果，從圖中不同震級地震的震源深度可見新疆地區(qū)地震以淺源地震為主，在南天山和帕米爾交匯區(qū)域有部分中源地震發(fā)生?？缒咸焐胶捅碧焐街袞|段的地震震源深度剖面（圖5b、c）顯示出新疆地區(qū)以淺源地震為主。圖5d直方圖結果顯示跨南天山剖面震源深度不大于20 km的地震占比超過65%，跨北天山剖面震源深度不大于20 km的地震占比超過76%（圖5e）。反演過程中通過多次試算得到GNSS數(shù)據(jù)擬合程度與斷層閉鎖深度的變化的關系，結果顯示最優(yōu)閉鎖深度約為20 km（圖5f），綜上，斷層滑動速率反演過程中新疆及鄰區(qū)斷層閉鎖最優(yōu)深度初值賦值20 km?？紤]到大多數(shù)斷層深部幾何形態(tài)難以確定以及GNSS測站分布密度不夠使得利用GNSS反演斷層滑動速率時斷層深部的影響不敏感，因此本文利用Blocks程序反演斷層滑動速率過程中假設塊體邊界斷層面均為直立產狀。

圖6a為模擬得到的GNSS速度場與觀測速度場較為吻合，較大的殘差主要位于帕米爾、青藏高原等觀測誤差較大的地區(qū)（圖6b）。殘差分布的直方圖（圖7）表明北方向和東方向殘差平均值分別為-0.16和0.08 mm/a；圖中AVG、SD分別為殘差絕對值的均值和標準差。殘差絕對值均值分別為0.94和1.25 mm/a，標準差分別為1.02和1.72 mm/a，殘差主要集中在±2 mm/a之間，服從正態(tài)分布，說明反演結果較為可靠。

圖8為基于GNSS數(shù)據(jù)利用三維彈性塊體模型給出新疆及鄰區(qū)的斷層運動以及1976年以來區(qū)域內M≥6.0地震的震源機制解分布。從圖中可以看出：新疆及鄰區(qū)NW走向的斷裂紅色為左旋，藍色為右旋，其中以右旋走滑運動為主，如準噶爾盆地北東側的額爾齊斯斷裂帶和可可托海—二臺斷裂帶；中天山地區(qū)的博阿斷裂、喀什河斷裂；南天山西段的塔拉斯—費爾干納斷裂帶和大扎萊爾斷裂帶等。NE走向的斷裂帶以左旋走滑運動為主，如準噶爾盆地北緣的達爾布特斷裂帶、準噶爾盆地南緣的博格達北緣斷裂帶、博格達南緣斷裂帶；塔里木盆地南北兩側的阿爾金斷裂帶、那拉提斷裂帶、邁丹斷裂帶、柯坪斷裂帶以及興地斷裂帶等。新疆天山地區(qū)的斷裂帶表現(xiàn)出明顯的擠壓特征，其中以南天山西段的烏孫山山脊斷裂、那拉提斷裂西段、邁丹斷裂東段和柯坪斷裂中西段最為顯著。

阿爾金斷裂是青藏高原和塔里木盆地交匯地區(qū)的邊界斷裂，李煜航等（2015）基于1999—2013年GPS水平速度場，使用三維線彈性球面塊體模型給出阿爾金斷裂的滑動速率約為8 mm/a；王閻昭和王敏（2020）通過對多種資料綜合分析給出阿爾金斷裂中西段滑動速率為10±3 mm/a，上述結果與本文給出（9.1±2.0）mm/a（圖8）的結果較為一致。博阿斷裂是劃分準噶爾—北天山褶皺系于天山褶皺系的分界斷裂，也稱天山主干斷裂，被認為是一條板塊聚合的邊界，本文模型反演結果顯示斷裂帶右旋走滑速率存在明顯的自西向東衰減的特征，斷裂帶西段滑動速率為（5.3±1.7）mm/a，中段為（1.5±1.7）mm/a，最東端為（0.9±0.8）mm/a；馬建和吳國棟（2019）基于構造地貌和光釋光測年結果給出斷裂中東段滑動速率為（1.42±0.18）mm/a；李桂榮等（2016）基于GNSS資料的分析認為博阿斷裂西段滑動速率為4.8 mm/a，東段滑動速率約為1.1 mm/a，上述結果與本文模型反演結果基本一致。南天山西段研究程度較高的為柯坪斷裂，該斷裂帶位于天山南部、塔里木盆地西北部，是新生代印度板塊和歐亞板塊持續(xù)碰撞的產物（Allen et al，1999），新生代以來柯坪推覆系東西向縮短量約35～40 km（楊曉平等，2006；劉華國，2011）。由于變形開始時間的不確定，縮短速率有較大差異，一種認為變形開始于20 Ma，縮短速率為2 mm/a（Allen et al，1999）；另一種認為變形開始于西域礫巖沉積時期約為2.5 Ma，縮短速率約為15 mm/a（楊曉平等，2006），GNSS給出的變形速率為10～20 mm/a（王琪等，2000；王曉強等，2005）。本文模型反演結果顯示柯坪斷裂以擠壓運動為主，自西向東擠壓速率分別為（9.9±1.5）mm/a，（13.9±0.8）mm/a，（4.8±1.0）mm/a和（1.5±0.8）mm/a，斷裂西段的擠壓速率與楊曉平等（2006）以及基于GNSS給出的結果（王琪等，2000；王曉強等，2005）較為一致。

由于斷層運動及震源機制解數(shù)據(jù)都能反映構造和動力背景，因此對斷層滑動和震源機制進行比較是有意義的?？偟膩碚f，本文反演的斷層運動的方式與新疆及鄰區(qū)的震源機制類型基本是一致的，如以走滑運動為主的阿爾金斷裂帶，沿斷裂帶發(fā)生的地震表現(xiàn)出走滑特征。以南北向逆沖擠壓為主要運動特征的柯坪斷裂帶上的地震以逆沖類型為主。新疆及鄰區(qū)近幾十年的強震（圖8）主要集中分布在南天山西段與帕米爾西構造結東部附近，一系列NE走向斷裂和NW走向斷裂相交于此，使得該區(qū)域構造活動十分復雜，強震頻發(fā)。

5結論

本文基于GNSS觀測數(shù)據(jù)采用球面最小二乘配置方法計算了新疆及鄰區(qū)的應變率張量特征，在統(tǒng)計分析了研究區(qū)域應變率分布以及1900—2022年M≥6.0地震分布之間的關系的基礎上，研究了GNSS應變率特征對強震地點的指示意義。通過構建區(qū)域三維彈性塊體模型反演得到的區(qū)內主要斷裂的運動變形特征，結合震源機制解結果，對比分析了斷裂運動變形特征與不同區(qū)域強震類型之間的關系。主要結論如下：

（1）新疆及鄰區(qū)GNSS速度場東西存在明顯差異，大致以75°E為界，其東側GNSS站點向北或者北東運動，其西側的GNSS站點向北或者北西運動，并且自高原內部過塔里木盆地向北東或者北西的GNSS站點速度遞減特征明顯。

（2）帕米爾—天山地區(qū)主應變率結果較好地反映了區(qū)域的受力特征，解釋了各主要斷裂帶所表現(xiàn)的運動性質。主應變率和第二應變不變量高值區(qū)及其邊緣與區(qū)內強震分布有較好的對應關系，特別是帕米爾構造結東部地區(qū)的強震集中非常明顯。應變率分布與M≥6.0地震的統(tǒng)計結果表明，M≥6.0地震與第二應變不變量的高應變率分布區(qū)具有很好的對應關系，在15%的高應變率區(qū)域地震的數(shù)量占到了47.9%。通過分析新疆及鄰區(qū)地殼變形特征與1900—2022年M≥6.0地震的統(tǒng)計關系，認為南天山西段的那拉提斷裂帶中段和克敏斷裂帶、南天山東段的秋里塔格斷裂帶和邁丹斷裂帶東段、北天山博阿斷裂帶北西段以及帕米爾東緣、南天山西段和西昆侖交匯區(qū)等多個地區(qū)具有強震危險性。

（3）研究區(qū)斷裂運動性質具有明顯的分類特征，斷裂帶擠壓運動的同時表現(xiàn)出明顯的走滑特征，其中NE走向斷裂帶多以左旋走滑運動為主、NW走向的斷裂則多以右旋走滑運動為主。NE走向的柯坪、邁丹和那拉提斷裂帶與NW走向的克孜勒陶、塔拉斯—費爾干納斷裂帶匯集的南天山西段和帕米爾西構造結東部地區(qū)強震密集分布。新疆及鄰區(qū)的斷層運動的方式與震源機制類型較為一致。

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Study on the Relationship between GNSS Deformation Characteristics?and Earthquakes in Xinjiang and Its Adjacent Regions

WEI Bin1，CHEN Changyun2

（1.Earthquake Administration of Xinjiang Uygur Autonomous Region，Urumqi 830011，Xinjiang，China）

（2.The First Monitoring and Application Center，China Earthquake Administration，Tianjin 300180，China）

Abstract

Based on GNSS data，the strain rate tensor in Xinjiang and its adjacent areas is calculated by using the spherical least squares collocation method.The relationship between the strain rate and the distribution of M≥6.0 earthquakes in the study area during 1900-2022 is statistically analyzed.Then the indicative significance of GNSS strain rate characteristics for strongearthquake locations is studied.The major faults deformation characteristics in the study area are inversed with the threedimensional elastic block model.And on the basis of the focal mechanism solutions，the relationship between the faults deformation characteristics and the types of strong earthquakes in the study area is analyzed.The results show that the second strain rate value is high in the west TianshanPamir region and in the adjacent areas of the Altyn fault zone，with the highest value near the Pamir structural juncture.The maximum shear strain rate direction in the Southern Tianshan Mountains and Pamir region is mainly NENEE，reflecting the characteristic of the area dominated by dipslip deformation.The M≥6.0 earthquakes are mainly distributed in the high strain rate areas and their margins，especially in the eastern region of the Pamir tectonic junction.The fault movement in the area has obvious classification features.The faults in the study area are featured as compression movement on the whole.The NEtrending fault zone is mainly leftlateral，strikeslip，and the NWtrending fault is mainly rightlateral，strikeslip.Strong earthquakes concentrate in the western section of the South Tianshan Mountains and the eastern part of the Pamir syntax，where the NEtrending Keping fault zone，the NEtrending Maidan fault zone，the NEtrending Narati fault zone，the NWtrending Kiziletao fault zone，the NEtrending TalasFergana fault zone converge.In the area the focal mechanism of strong earthquakes is consistent with the faults movement pattern.

Keywords：?GNSS；strain rate；block model；strikeslip rate；earthquake risk；Xinjiang

*收稿日期：2023-01-03.

基金項目：國家重點研發(fā)計劃專題（2022YFC3003703）.

第一作者簡介：魏斌（1969-），高級工程師，主要從事地震監(jiān)測預報預警研究.E-mail：weibin@163.com.

通信作者簡介：陳長云（1981-），高級工程師，主要從事地震監(jiān)測預報與地殼變形研究.E-mail：chency@fmac.ac.cn.

魏斌，陳長云.2024.新疆及鄰區(qū)現(xiàn)今GNSS變形特征與地震關系研究［J］.地震研究，47（3）：419-429，doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2024.0022.

Wei B， Chen C Y.2024.Study on the relationship between GNSS deformation characteristics and earthquakes in Xinjiang and its adjacent regions［J］.Journal of Seismological Research，47（3）：419-429，doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2024.0022.