由图1可看出，震中200 km范围内除了30 km处的乌什测震台以外，东西两侧70 km和90 km处分别有阿合奇和阿克苏测震台，南部190 km处有巴楚测震台，在300 km范围内共计测震台7个，该区属新疆南天山地区测震台网分布较密的地区，可监测震中附近M_s≥2.0地震。

图1  乌什6.4级地震前震中附近测震台站分布图

Fig.1  Distribution of seismometric stations around the epicentral

       area before the M_S6.4 Wushi earthquake

表1给出了这次地震的微观震中。  

表1  地震基本参数

Table 1  Basic parameters of the earthquake

乌什6.4级地震发生在塔里木地块西北缘与天山南缘褶皱带衔接地带，其西北部是阔克沙勒北东向构造带，南部是柯坪断块的东端，东部是南天山东西向构造带。

1.活动构造³⁾

该区主要活动断裂为北东向的阔克沙勒和沙依拉姆断裂（图2）。阔克沙勒断裂:该断裂沿阔克沙勒岭南坡延伸，称为阔克沙勒断裂，总体走向为N50°～70°E，断面倾向北西，倾角50°～60°，长逾40 km。该断裂是由多组断层组成的左旋逆断层。

图2  乌什6.4级地震震中附近地区断裂构造和6.0级以上历史地震震中分布图

     1. 阔克沙勒断裂；2. 阿合奇断裂；3. 柯坪断裂；4. 普昌断裂

Fig.2  Map of fault structure and the epicentral distribution of 

     M_S≥6.0 historical earthquakes around the M_S6.4 Wushi 

     epicentral area    

沙依拉姆断裂:该断裂走向北东，断面朝北西陡倾，全长40 km，断裂的逆冲活动使背斜东南翼地层发生倒转，在沙依拉姆沟口西南见上新统直接逆冲于山前上更新统洪积物之上。

这次6.4级地震发震构造沙依拉姆山前北东向断裂，向西南延伸至阿合奇断裂北部，即向东北部延伸至拜城北。该区发震构造具有强烈的新构造运动特征。震中处在长期强烈上升的北东向构造和东西向构造的衔接区，这两组构造都是现今活动构造。

2.深部构造

本区由北向南，重力布格异常值介于-250×10^-5～200×10^-5m/s²，地壳厚度介于50～48 km²。为重力布格异常和地壳厚度变化的梯度带，是中强震的多发区。

图3是沿79°经线（E）的地震波速剖面图。可以看出41°N以南，地表10 km以下为高速区，说明介质密度较大，完整性较好。41°～42°为低波速区，说明介质密度较小且较破碎，此��次地震就发生在该低波速区内。

图3  巴楚―柯坪地壳纵波速度结构

Fig.3  Sketch of velocity structure for crustal longitudinal wave 

       in Bachu-Keping area  

3.形变场概况

据1955年与1988年两期大地水准测量勾绘的地壳垂直形变速率图，阿克苏以东的塔里木盆地是相对稳定的盆地，而震中区的垂直活动速率为1～2 mm/a，无论天山山区还是塔里木盆地均以此垂直活动速率在隆起，这是印度洋板块对欧亚板块至今还在起作用的证明，其隆起走向为北北东向。

4.地震活动性

自1900年以来乌什附近发生过6级以上地震5次（如图2），属新疆中强震活动频发地区。但1972～1986年该区没有发生6级以上地震，处于明显平静，震前1986年5月在本次地震发震构造的沙依拉姆断裂带的西南端阿合奇附近发生4.2～4.9级地震3次，1987年1月6日在该断裂东北部的拜城发生一次5.9级地震。充分显示了沙依拉姆构造北东向断裂是新构造运动异常强烈的断裂。该区复杂的地质构造和强烈的新构造运动构成了有利于应力集中发生较强地震的背景。

 据实地考察及调查资料，本次地震宏观震中为41°27′N，79°18′E。震中区烈度为Ⅷ度，等震线如图4。

图4  乌什6.4级地震等震线图

Fig.4  Isoseismal map of the M_S6.4 Wushi earthquake    

 Ⅷ度区：主要包括有阿土孜沟、沙依拉姆沟、排依孜沟山区以及四大队等。长轴走向为N50°E，长约11 km，短轴约6 km，面积约50 km²，长、短轴之比约为2∶1。震区内人员稀少，无大建筑物，所以未造成人员伤亡情况。

 区内沙依拉姆沟口及其周围地区破坏最为严重。附近第三系泥岩夹砾岩的山体震酥，陡崖崩塌长达1 km多；河床上出现众多地裂缝，其长度从几米到百米不等，最大宽度达7 cm，沿裂缝有多处灰色细砂随水喷出；混凝土结构的水闸在裂缝经过处出现张裂，宽达3～5 mm，闸上的土坯房和沟口石块泥垒房倒平；河滩及两侧高阶地也有裂缝，边坡重力裂缝可达几十厘米。未发现新的地震断层。

 阿土孜沟下更新统西域砾岩的陡崖大面积坍塌；河床及两侧见数十条裂缝，长10～30 m，宽7～20 cm，局部有喷沙冒水现象。沟内卵石泥垒羊圈和干打垒房倒平。

 排依孜沟上新统泥、砾岩山体裂缝，陡崖坍塌。河床及高阶地上均有裂缝，宽8～18 cm，最深达40 cm。裂缝可见砾石移位，大者上百公斤。

 Ⅶ度区：是一长轴为NE走向55°的不规则椭圆，长轴28 km，短轴约18 km，面积约350 km²。区内包括了沙依拉姆山其他几条大沟，英阿瓦提乡的四、五、六和八大队以及四团的几个连队。区内英阿瓦提乡五大队破坏最重，土木结构的房屋倒塌占30%，严重破坏约占60%；四大队砖混结构的清真寺楼倾倒，砖木结构的车库倒塌8间。其他大队土木结构的房屋有少量倒塌，砖木结构的房屋个别倒塌，多为墙体裂缝或局部塌落等不同程度的破坏。四团砖木结构的旧房部份倒塌或严重破坏，砖混结构建筑多出现较小裂缝。

 Ⅵ度区：是一长轴方向为N55°E，南东边凸出的椭圆，长轴52 km，短轴38 km。区内包括了英阿瓦提乡、四团、依麻木乡等。��区内土木结构房屋不同程度破坏，土块、泥块垒院墙局部倒塌；砖木结构房屋有轻微破坏和损坏。个别砖混结构的房屋出现裂缝。

 Ⅴ度区：长轴方向为北东50°，长约94 km，宽约68 km，区内的人有较强震感，个别土木结构房屋有轻微破坏或裂缝。

 有感区：库车、拜城、阿克苏、阿瓦提、阿合奇、柯坪和巴楚地区有不同程度的震感。

乌什6.4级地震前，震中附近地区小震活动水平较低，震前无明显前震。主震后，截至3月31日共发生余震1072次，其中5～5.9级2次；4～4.9级6次；3～3.9级10次。表2给出了6.4级地震4级以上序列目录。  

表2  乌什6.4级地震序列目录

Table 2  Catalogue of the M_S6.4 Wushi earthquake sequence

 图5是6.4级地震余震空间分布。可以看出2～3级余震较集中地分布在主震北部，而4级以上较强余震大都分布在主震周围地区。余震分布呈长轴约45 km、短轴约36 km的椭圆形分布。余震的长轴方向为北西向。

图5  乌什6.4级地震序列震中分布图（M_S≥2.0）

Fig.5  Epicentral distribution of the M_S6.4  Wushi earthquake 

       sequence

 由余震序列的M-t图（图6）看出，整个序列中最大余震为5.3级，这次地震余震序列的前期频度高，强度大，衰减快。后期余震较前期频度低，衰减慢。较强余震的发生有一定的规律，根据3级以上地震发生的时间间隔拟合，对后期3月3日5.1级较强余震作了较好预测。图7是以5天为时间单位的频度（N-t）图。在主震后的前3天共发生余震590次，其中5.3级1次，4～4.9级4次。释放量超过余震总释放量的50%。前10天余震的衰减大体呈线性，之后其衰减随时间有一定起伏。3月3日5.1级较强余震前小震活动明显增强。

图6  乌什6.4级地震序列M-t图

Fig.6  M-t diagram of the M_S6.4 Wushi earthquake sequence

图7  乌什6.4级地震余震序列N-t图

Fig.7  N-t diagram of the M_S6.4 Wushi earthquake sequence

 图8是余震序列的b值曲线，可以看出序列b值较高，且比较稳定。余震b值为0.86，而天山南缘b值为0.68～0.7，显然余震b值高于区域背景值。

图8  乌什6.4级地震序列b值图

Fig.8  b-value curve of the  M_S6.4  Wushi earthquake sequence

   从累积应变释放曲线图9可以看出，应变逐日衰减较为明显。  

图9  乌什6.4级地震序列应变释放曲线

Fig.9  Curve of strain release of the M_S6.4 Wushi earthquake 

       sequence    

    由部分余震的震源深度表明，余震集中分布在5～10 km范围内。该地震余震序列b值为0.86，P值为1.76，h值为1.4，主震能量占全序列能量的96.6%。可见，乌什6.4级地震属于主震余震型。

收集了新疆、全国以及世界台网的P波初动符号约90个，用乌尔夫网上半球投影求解这次地震震源机制解，结果见表3和图10，矛盾符号比为13/90。  

表3  乌什6．4级地震震源机制解

Table 3  Focal mechanism solution of the M_S6.4 Wushi earthquake

图10  乌什6.4级地震震源机制解

Fig.10  Focal mechanism solution of the M_S6.4 Wushi earthquake

 由结果可看出，节面Ⅰ为左旋逆断层，水平分量为主；节面Ⅱ为右旋逆断层，垂直分量占优势。据实地地质构造展布，认为节面Ⅰ为断层面。主压应力轴P轴174°，基本为南北向压应力，其仰角较小，接近水平。

 这次地震发震构造为沙依拉姆山前北东向断裂，该断裂主要受到塔里木地块向北的作用力，因此主要受南北向的压应力作用，根据新疆有仪器记录以来该区中强震震源机制解研究结果^[3]表明，乌什地区主压应力方向基本为近南北和北西方向。

图1和图11为震中附近地区测震台和其他前兆台站分布图。地震发生在测震台网的西北部，前兆台网的北部，由于地震发生在离边境40 km处，所以观测台网分布偏向一边，没有完全包围震中，而且震中周围地区前兆观测项目稀疏。

 在距震中300 km范围内共有地震台站7个。其中测震台7个；其他前兆台2个，有测震、定点水准、地倾斜、压容应变、基线测量、地温等6个观测项目。在0～100 km、101～200 km和201～300 km距离内分别有地震台站3个、1个和3个，其中测震台3个、1个和3个，前兆台1个、0个和1个，有测震学以外的观测项目3个、0个和3个。此次地震前共出现5个异常项目，9条前兆异常，其中测震学异常2条，定点观测项目异常7条，定点前兆异常均出现在震中附近的乌什台，前兆异常情况见表4和图1～17。

图11  1979～1986年乌什附近地区M_S≥2.0地震震中分布图

Fig.11  Epicentral distribution of M_S≥2.0 earthquakes around

        Wushi area in 1979～1986    

 表4  异常情况登记表

 Table 4  Summary table of procusory anomalies

 应用地震预报方法实用化攻关软件，对乌什地震前地震活动进行了时空扫描，明显的异常仅有频次和空区两项异常。震前距震中30 km处的乌什地震台，三项前兆观测项目分别出现了明显的 中、短、临异常显示。

图12  乌什周围地区地震N-t图（M_S≥2.0）

Fig.12  N-t diagram of M_S≥2.0 earthquakes around Wushi area

图13  乌什台短水准年倾斜矢量图

Fig.13  Vector map of yearly incline value of short 

        levelling  at Wushi station

3. 临震异常

乌什台压容应变Ⅰ号元件在高值异常背景上1987年1月12日起出现了大幅度临震异常变化（图16）；1月14日开始地倾斜速率变化明显减小，出现了拐弯、打结的临震异常变化（图17）。

乌什台3种前兆观测项目出现的中短临异常的同步变化，无外界干扰因素，资料连续可靠，异常可信。

乌什6.4级地震前，1987年1月6日在距乌什近200 km处的拜城附近发生一次5.9级地震。离拜城地震120 km处的黑孜尔台（地方台），震前地温资料出现短临异常显示，认为黑孜尔台的地温异常可能反映了拜城5.9级地震前的异常。因此，乌什6.4级地震没有考虑该台出现的前兆异常。

图14  乌什台压容应变旬均值曲线

      （因Ⅰ号元件10月中旬后上升幅度太大，故换坐标比例）

Fig.14  Curves of 10-day mean value of piezo-capacity stain

        at Wushi station  

图15  乌什台地倾斜旬均值矢量图

Fig.15  Vector map of 10-day mean value of tilt at Wushi 

        station  

图16  乌什台压容应变日均值图

Fig.16  Curves of daily mean value of piezo-capacity stain 

        at  Wushi station

图17  乌什台地倾斜日均值矢量图

Fig.17  Vector map of daily mean value of ground tilt at

        Wushi station