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1994年8月23日新疆维吾尔自治区巴楚5.2级地震
新疆维吾尔自治区地震局
蒋靖祥 王海涛 曲延军
摘要
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前言 | 测震台网及基本参数 |
地震地质背景 |
地震序列 | 震源机制解和主破裂面
观测台网及前兆异常 | 前兆异常特征分析
| 总结与讨论 |
参考文献和参考资料
摘
要
1994年8月23日，在新疆维吾尔自治区巴楚县县城北东55km处发生了MS5.2级地震，微观震中（40°12′N，78°53′E）位于山区，居民稀少，未造成人畜伤亡。
5.2级地震为孤立型地震，无前震活动，余震少且衰减慢。余震沿柯坪断裂北东向呈带状分布，带长约60km，宽17km。震源机制解中节面Ⅰ走向北东东，倾向北西，P轴方位278°，仰角平缓。节面Ⅰ是地震主破裂面。地震震源断层性质为倾滑逆断层。
地震震中附近100 km范围内仅有2个地震台，101～200 km范围内有2个地震台以及流动重力测量4个测段。地震前出现7个测项13条异常。
Abstract
An
earthquake of MS5.2 at 40°12′N , 78°53′E occurred in Bachu county of
Xinjiang Uygur Autonomous Region on Aug.23, 1994，55 km northeast to
Bachu town. The epicenter was in the sparsely populated mountain area, no
casualties of people and livestock impacted by the event.
The
MS 5.2 earthquake was an isolated event type without foreshocks, and a few
aftershocks that decayed slowly. Aftershocks distributed in a belt along
the Keping fault in NE direction, which was 60km in length and 17 km in
width. The nodal planeⅠof the focal mechanism solution stroke in the NEE
direction and dipped to NW at small rake. The azimuth of the P axis was
278°. The nodal plane I was the main fracture surface. The focal fault
was characterized by the dip slip thrust fault.
There
were only 2 seismic stations within 100km from the epicenter. There were 2
seismic stations (with seismometric and precursor monitoring observations)
and 4 segments of mobile gravity observations within 101～200km.There was
13 anomalies in 7 observation items before the earthquake.
前
言
据新疆地震台网测定，1994年8月23日22时18分,
在新疆维吾尔自治区巴楚县境内发生MS5.2级地震。因地震发生在人烟稀少的山区，震级不大，震后未进行野外考察。地震区属于南天山地震带西段，该区地震活动强度大，频度高，震中几十公里范围内多次发生过6级地震。震中200
km范围内有4个地震台，其中开展测震观测单项台2个，测震与其他前兆观测的综合台2个，流动重力测量4个测段。
此次地震前新疆地震局根据振幅比、尾波持续时间比、钻孔压容应变、地倾斜等异常，作出了3个月的预测，预测三要素基本正确。
测震台网及基本参数
巴楚MS5.2级地震震中周围200km范围内有巴楚、阿合奇、乌什、阿克苏4个测震台（图1），监测能力为
MS≥1.8。本次地震的基本参数列于表1。
表1
地震基本参数
Table
1 Basic parameters of the earthquake
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编号
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发震日期
|
发震时刻
|
震中位置
|
震级
|
度/km
|
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结果
来源
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年
月
日
|
时
分
秒
|
φN
|
λE
|
MS
|
ML
|
MB
|
|
1
|
1994
08 23
|
22
18 28.8
|
40°12′
|
78°53′
|
5.2
|
|
|
20
|
巴楚
|
[1]
|
|
2
|
1994
08 23
|
22
18 34
|
40.48°
|
78.87°
|
5.0
|
5.1
|
4.7
|
37
|
新疆自治区南部
|
[2]
|
|
3
|
1994
08 23
|
22
18 31
|
40.10°
|
78.79°
|
5.0
|
|
|
33
|
|
ISC
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图1 MS5.2级地震前震中附近地震台站分布图
Fig.1
Distribution of seismic stations near the epicenter before
the MS 5.2 earthquake
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地震地质背景
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1994年8月23日巴楚Ms
5.2级地震发生在塔里木地块柯坪古生代前陆盆地［3］，位于1°×1°布格重力异常图巴楚重力高梯度带上（梯度为每公里-1.04×10-5m/s2），布格重力异常值为175×10-5m/s2。地壳等厚度线围绕巴楚隆起展布，厚49km左右［4］。区域内随着南天山的隆起而隆起，1955～1988年隆起速率为+（1～2）mm/a［5］。1995～1998年经GPS测量，巴楚三叉口向南南西方向挤压，水平活动速率约为2.4
mm/a，乌什亦向南南西方向挤压，速率为5.6mm/a，但阿克苏向南东方向挤压，速率为3mm/a［6］。区内断裂构造非常发育（图2）。
震源所属的新疆地震区南天山地震带西段［9］地震活动强度大，频度高。1900～1994年在39.5°N～42°N，76°E～82°E区域内（图2），共发生MS5.0～5.9级地震70次，6.0～6.9级地震20次，7.0～7.9级地震1次，8.0～8.9级地震1次。震中几十公里范围内，属5～6级地震多发区。此次5.2级地震东北面20km及25km为1991年2月25日柯坪6.5级地震及1972年1月16日柯坪6.2级地震震中。巴楚5.2级地震震中西南63km处，1953年7月10日发生过巴楚6级地震。柯坪断裂是此次5.2级地震的发震构造。
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图2 巴楚MS
5.2级地震震中附近地区主要断裂［7］及历史地震震中
分布图1,7,8］
图例说明：1.逆断层；2.走滑断层；3.走滑逆断层；4推测断层
断裂名称：① 柯坪断裂；②哈拉峻（布琼卡拉铁克）断裂；
③卡拉铁克壳断裂；④麦丹塔格断裂；⑤
普昌断裂；
⑥阿图什断裂；⑦托特拱拜孜～阿尔帕勒克超岩石圈断裂；
⑧库奇断裂；⑨阔克萨勒断裂
Fig.2 Major
faults surrounding epicenter of the MS5.2 Bachu
earthquake and distribution of historical earthquakes
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柯坪隆起是塔里木板块的最新隆起，与隆起相伴的柯坪断裂及与其共轭的普昌断裂在隆起同时的活动［10］，是新疆经常发生5级以上地震的老地震区。
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地震序列
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根据新疆地震台网测定,
5.2级地震前没有明显的前震活动。5.2级地震后，余震很少，8月23日到11月30日，可定出震中的余震19次，其中ML≥2.5级地震4次（表2），最大余震为主震后37天发生的ML3.0级地震，与主震震级相差大于2.2。
主震释放的能量占序列总能量的99.99％，故判断此次地震为孤立型地震。余震沿北东向柯坪断裂展布（图3），大体上呈长60km,宽17km的带状分布。
利用巴楚台记录的单台地震报告1），并参考阿合奇台2）、乌什台3）和阿克苏台单台报告4）分析，8月23日至11月30日共记录到余震34次，其中ML
0.9～1.9级19次, 2.0～2.9级14次，3.0～ 3.9级1次。图4a是巴楚地震序列的M-t图，余震次数不多，频次衰减慢。统计起算震级取为ML=1.0，震级分档0.2，得到余震序列的b值为0.7（图4b）。其他参数如P值，
h值等因资料所限无法算出。
表2 巴楚5.2级地震序列目录（ML≥2.5）
Table 2
Catalogue of the MS 5.2 Bachu earthquake sequence （ML≥2.5）
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编
号
|
发震日期
|
发震时刻
|
震
中
位
置
|
震级
|
震源深
度/km
|
震中
地名
|
结果来源
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年
月
日
|
时
分
秒
|
φN
|
λE
|
ML
|
MS
|
|
1
2
3
4
|
1994
82 23
1994
09 27
1994
09 30
1994
10 05
|
22
18 28
08
04 49
10
07 09
03
16 36
|
40°12′
40°10′
40°20′
40°22′
|
78°53′
78°50′
79°09′
79°16′
|
2.6
3.0
2.7
|
5.2
|
20
|
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图3 巴楚5.2级地震及其余震震中分布图
Fig.3 Distribution
of the MS5.2 Bachu earthquake sequence
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图4 巴楚5.2级地震序列图
（a）M-t图；（b）b值
Fig.4 M-t
(a) and b-value (b) diagrams for the MS5.2 Bachu
earthquake sequence
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震源机制解和主破裂面
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据新疆区域台网P波初动符号资料，用上半球投影求这次地震的震源机制解，结果见表3和图5。由表3和图5结果可以看出，节面Ⅰ北北东，倾向北西，倾滑逆断层，P轴方位278°，仰角平缓。由于震中周围地震台站少，可收集到的P波初动符号不多，仅7个，无矛盾符号，其震源机制结果仅供参考。
表3
震源机制解
Table 3
Focal mechanism solution
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编号
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节面Ⅰ
|
节面II
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P轴
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T轴
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B轴
|
X轴
|
Y轴
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结果
来源
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走向
|
倾向
|
倾角
|
走向
|
倾向
|
倾角
|
方位
|
仰角
|
方位
|
仰角
|
方位
|
仰角
|
方位
|
仰角
|
方位
|
仰角
|
|
1
|
30
|
NWW
|
47
|
350
|
NEE
|
55
|
278
|
9
|
28
|
65
|
184
|
25
|
80
|
32
|
300
|
45
|
高国英
|
|
|
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图5
巴楚MS 5.2级地震震源机制解
Fig.5 The
focal mechanism solution of the MS5.2 Bachu earthquake
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此次地震发生在柯坪断裂带的东段，发震构造走向北北东向，余震分布沿构造走向也呈北北东向。分析认为北北东走向的节面Ⅰ为此次地震的主破裂面。震源断错性质与该构造带运动特征基本一致，该区有部分中强震震源机制解P轴方向也存在北西向分布。
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观测台网及前兆异常
图1是5.2
级地震震中附近地区的测震台站和其他定点前兆观测台站分布图。在200km范围内有测震台4个，其他观测项目有地倾斜、钻孔应变和流动重力观测。以震中为圆心选取半径200km的区域，用20余种方法处理地震活动性资料，得到5项8条异常；以及定点前兆观测的地倾斜2条，钻孔应变3条异常；共计13条异常，详见表4及图6～图13。
地震活动性分析的震级下限取
MS≥2.0（该区的监测能力为MS≥1.8，取震级下限
MS≥2.0，可保证资料的完整性和可靠性），12个月累积，2个月滑动。由图6可见，在1989年7月21日乌什MS
5.0级地震前及1991年2月25日柯坪6.5级地震前，出现缺4.5级以下地震异常特点。1994年8月23日巴楚5.2级地震前的2年5个月亦出现了同样的异常特点。缺震异常的最主要特征是持续时间长。
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图6 巴楚5.2级地震前后缺震图
Fig.6 The
earthquake deficiency curve before and after the
MS5.2 Bachu earthquake
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图7和8是巴楚台和阿合奇台的地震波参数的时间进程曲线，根据王筱荣等［11］的研究，各种方法在此次地震前有明显的异常，持续时间长则8个月，短则3个月。两个台离1993年12月1日疏附6.2
级地震200多公里，此次地震前地波参数异常亦很清楚。
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图7 巴楚5.2地震前后巴楚台地震波参数时间进程曲线（据王筱荣
[11]）
（a）振幅比；（b）尾波持续时间比；（c）尾波衰减系数；
（d）小震初动符号
Fig.7
Variation of seismic wave parameters before and after
the MS5.2 Bachu Earthquake (from Wang Xiaorong [11])
|
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图8 巴楚5.2地震前后阿合奇台地震波参数时间进程曲线（据王筱荣
[11]）
（a）振幅比；（b）尾波持续时间比；（c）尾波衰减系数
Fig.8
Variation of of seismic wave parameters at Aheqi station
before and after the MS5.2 Bachu earthquake
(from Wang Xiaorong [11])
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乌什台石英摆倾斜仪日记异常主要特点是频繁打结（图9）。乌什倾斜日记矢量图比较光滑，但在巴楚地震前3个月开始打结，在2个多月时间内打了6个结，打结完成后20天左右发震。
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图9 巴楚5.2地震前后乌什台石英摆倾斜仪日记矢量图（据温和平）
Fig.9 The
daily vector map from the quartz pendulum tiltmeter
at Wushi station before and after the MS5.2 Bachu
earthquake (from Wen Heping)
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阿合奇台石英摆倾斜矢量图年变规律较好，每年年底到次年1月向北东方向倾斜，1月底转向南东，再转向南西。而1994年季节转向迟了1个月，转向后不是向南东而是向北西，方向相反，4月中旬才转向南西，逐步形成打结趋势5），到1994年7月3日，打结结束，50天后发震（图10）。
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图10 巴楚5.2地震前后阿合奇石英摆倾斜仪日记矢量图（据温和平）
Fig.10 The
daily vector map from the quartz pendulum tiltmeter
at Aheqi station before and after the MS 5.2 Bachu
earthquake （from Wen Heping）
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乌什台钻孔压容应变1984年开始正式观测，可以记录到清晰的应变固体潮。图11a是NW向元件日均值图，将其消除趋势项后（图11b）可见，正常动态变化是有比较好的年变，形态为正弦波形，每年1月底2月初为谷值，8月为峰值。巴楚5.2级地震前出现年变畸变，1993年本应8月出现的峰值相位提前到5月，从此到1994年6月，均为反相位。实测值偏离正常年变值，1994年2月，偏离达最大幅度，量级为2.7×10-6。在相位恢复近2个多月发震。1995年5月底资料因仪器故障中断。
NE向元件1993年年底出现年变畸变（图12），本应3月底的峰值相位滞后到6月，正常振幅为80×10-8，实测为130×10-8。幅度增大了50×10-8。年变周期由12个月拉长到15个月。
乌什台钻孔应变两元件的年变畸变异常特征在1992年8月19日苏萨梅尔7.7级地震前也出现过。该震离乌什台490km。在1991年柯坪6.5级地震前，NE测向异常为幅度增大。1994年巴楚5.2级地震后，因受离乌什200多km的阿图什及伽师强震群的影响，此异常在震后继续发展。
一般，NW向元件的日变化量为（1～4）×10-8，
1994年7月6日速率加快，幅度加大，超出2.5倍均方差，日变化量达10-7。从1994年7月6日到9月15日共11次超2.5倍均方差。震前有8次，震后有3次，最大幅度在7月17、18日，日变化量达2×10-7。地震发生在异常后期，震后23天异常恢复（图13）。
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图 11
乌什钻孔NW向应变日均值变化曲线
（a）原始曲线；（b）原始曲线与拟合差值
Fig.11 Curve
for daily mean value of Wushi boring strain
in the NW direction
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图12 巴楚5.2级地震前后乌什台钻孔应变NE向旬均值异常图
（a）原始曲线；（b）原始曲线与拟合差值
Fig.12
10-day mean value of Wushi boring strain in the NE
direction before and after the MS 5.2 Bachu earthquake
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图13
乌什台应变NW向日速率变化曲线
Fig.13 Variation
curve for daily velocity of Wushi boring
strain in the NW direction
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表4
异常情况登记表
Table
4 Summary table of precursory anomalies
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前兆异常特征分析
(1) 巴楚5.2级地震前无明显前震活动。地震活动性异常少，仅缺震1项且为震前2.5年开始出现的中期异常。
(2)
地震波参数异常明显，特点是各参数为低值异常，小震初动符号以负号占优势。异常时间从震前8～3个月出现。
(3)
阿合奇台和乌什台石英摆倾斜仪异常明显，但异常特点不同，前者表现为年变畸变，后者表现为多次打结。
(4)
乌什台钻孔压容应变两分向均以年变畸变为主要震异常特点。NW向还有速率超限的短期异常，震后异常很快恢复。
(5)
该次地震的地震活动异常不发育，异常比例小，但地震波参数异常明显。定点前兆观测有2个观测项目共4个台项，3个台项出现异常，异常台项百分比为75％。流动重力4个测段无异常。
总结与讨论
巴楚5.2级地震前震活动不明显，余震少且衰减慢，余震震级和主震震级相差很大，为孤立型地震。
此次地震前地震活动性异常不明显，只存在两年多的缺震中期异常，但地震波参数异常较显著，表现为中、短期异常。定点前兆观测项目不多，但异常比例较高，多为中期和短期异常，异常以年变畸变为主要特点，钻孔应变异常受后续强震的影响震后仍继续发展。
新疆地震局于1994年7月28日，根据巴楚台振幅比（AP/AS）、尾波持续时间比（τ值）、乌什钻孔应变、乌什和阿合奇台地倾斜等异常，作出了3个月的短期预测：“1994年7月30日～1994年10月31日，南天山西段39°～42.5°N,75°～79°E,可能发生MS5.0级左右地震。”并上报国家地震局6）。预测三要素与实际地震吻合较好。地震发生后新疆地震局立即组织分析预报人员及有关台站密切监视震情的发展，对震后趋势作出明确的判断。此次地震前异常项目比较多、比例较高，异常信度高。主要异常是地震波参数、钻孔应变、地倾斜，并有趋势、短期异常配套。在地震监测与分析预测工作中，取得了一定的预测效果。
本报告在编写过程中，得到王筱荣同志的热情帮助，在此深表致谢。
参考文献和参考资料
参 考 文 献
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