7.4级地震震中周围500 km范围内共有9个测震台（图1），由于受国界的限制，除乌恰台外，其余均在震中以东或以南，分布稀疏，使本区的地震监测能力较低，实际监测能力为 M_s≥2.5。  

图1  乌恰近区测震台分布图

Fig.1  Distribution of seismometric stations around the 

      epicentral area of the  M_S7.4 Wuqia earthquake    

  地震基本参数见表1。表1中3组结果分别来自不同的地震目录库。 

表1  地震基本参数

Table 1  Basic parameters of the  M_S7.4 Wuqia earthquake

 1. 区域大地构造位置

 此次地震震中位于世界屋脊帕米尔北部的南天山中晚古生代褶皱带，西昆仑山古生代褶皱带和塔里木地台的喀什新生代拗陷带衔接地带。自渐新世以来，由于印度洋板块不断向北俯冲，致使帕米尔北部山区抬升，西昆仑向南天山推覆，造成西昆仑和南天山褶皱轴面及断裂面分别向山体倾斜，形成一系列迭瓦状推覆构造。在这些活动构造上，先后发生了1902年阿图什 级地震、1974年马尔坎苏7.3级地震、1985年乌恰7.4级地震。

 2. 深部构造条件

（1） 布格重力异常

 据1°×1°布格重力异常图（图2），震中区位于布格重力异常低值区。重力异常等值线总体走向北北西。震中位于-350×10^-8m/s²布格重力异常等值线的拐弯部位，布格重力异常梯度变化值约为1×10^-8m/s²/km。

图2  乌恰地区地壳厚度及重力异常等值线图

Fig.2  Isoline of crustal thickness and gravityi in Wuqia area    

（2） 航磁异常

 震中位于正航磁异常区，异常值为150 nT^[1]。

（3） 地壳厚度变异

 本次地震位于地壳厚度突变带，震中区地壳厚度57 km，地壳厚度等值线呈向北张开的喇叭形（图2）。

 据转换波研究^4），震源区P波速度为6.0 km/s，其下是20～60 km的速度梯度带，由6.0 km/s渐变为8.0 km/s。在剖面上为平缓的地壳及上地幔隆起。

3. 活动构造

 活动断裂带见图3。

图3  乌恰及邻区地质构造和历史强震震中分布图

Fig.3  Geotectonic map of and the epicentral distribution  of 

       historical strong earthquakes in Wuqia and its adjacent 

       area     

（1） 塔拉斯-费尔干纳活动断裂带

  该断裂是一条深切岩石圈橄榄层的深断裂，东南端控制着托云中新生代盆地的发展及演化，东侧大片玄武岩覆盖于白垩系上。该断裂在中国境内长80 km，主体延伸到吉尔吉斯斯坦共和国境内。断裂具右旋逆冲性质。1983年在该断裂上发生了乌恰县托云6.8级地震。

（2） 托特拱拜孜-阿尔帕勒克活动断裂带

  断裂带近东西走向，长200 km，为南天山古生界与中新生界的分界断裂。沿此断裂带有玄武岩-辉绿岩-辉长岩岩脉，切割第三系及白垩系，属碱性玄武岩系列。在磁场上为不同异常的分界线和梯度带，活动断裂带以北为负异常区，以南为正异常区。两侧基岩的垂直断距在3 km以上。为逆冲型的枢扭断层，自晚更新世以来有过2次活动，为1902年阿图什 级地震的发震构造。

（3） 乌鲁克恰堤活动断裂带

  断裂带走向北东，长80 km，倾向北西，倾角50°左右。最大垂直断距达32 km，古生界逆冲于中新生界之上，是1955年乌恰2次7.0级地震的发震构造。

（4） 卡巴加特断裂

  断裂位于南天山南缘，走向北西西―北西，长40 km。断层南盘的渐新世―中新世萨马盖征组往北逆冲于上新统托卡普组之上。1978、1987年先后发生2次6.0级地震。

（5） 肯恩别尔特断裂

  该断裂为塔里木地台喀什拗陷与西昆仑褶皱带的分界断裂，长100 km以上，具右旋逆走滑性质。是1974年马尔坎苏7.3级地震的发震构造。1990年又发生6.4级地震。

（6） 卡兹克阿尔特活动断裂带^[2]

 卡兹克阿尔特断裂是西昆仑山前最大的逆掩断裂之一，是西昆仑山前拗陷带与塔里木地块的分界断裂。其西段近东西延伸，至托姆洛安山峰东北麓，走向逐渐转为北北西向，断面倾向南或西南，倾角15°～35°，长300～400 km.自渐新世印度次大陆与亚洲大陆碰撞以来，西昆仑急剧抬升，导致近南北向水平挤压应力，在这种南来的推挤作用下，它以脉冲形式不断向北推覆，上新世以来向北推覆距离约25 km。该断裂是本次地震的发震构造，7.4级地震发生在由近东西向向北西向转折的弧形构造外侧。据古地震研究，在全新世时期该断裂至少经历了3次强震活动幕，距今最近的一次古地震幕大约在600年前，每个活动幕持续时间为10年左右。

4. 区域形变场概况

 据1955～1982年2次大地水准测量资料^[3]，喀什以南现代隆起速率在2 mm/a以上。按理论模式计算^[1]，受印度洋板块对欧亚板块的碰撞影响，其水平活动速率为21～40 mm/a，即帕米尔进一步与南天山接近，地壳短缩加厚。

 据实地考察，本次地震在克孜勒苏河及其支流卡帕卡河河床及阶地上出现15 km长的地震形变带，在这一事件中，该断裂向北推覆的水平距离为1～2 m（地壳短缩）^[2]。

5. 历史地震

 在本区特殊的构造环境下，强地震频频发生，自1900年有历史地震记录以来，在38°45′～40°30′N，73°30′～76°30′E范围内曾发生了1次 级地震，5次7.0～7.9级地震，18次6.0～6.9级地震，73次5.0～5.9级地震。 M_s≥6.0地震序列见图4。

图4  乌恰及邻区历史地震 M-t 图（ M_S≥6.0）

Fig.4   M-t diagram of historical earthquakes in Wuqia and its

        adjacent area（ M_S≥6.0）

    由图3可以看到强震沿本区的各条大断裂展布，多发生在断裂的转弯部位或多条构造的交汇部位，深度分布为18～56 km，变化较大，这实际上反映了在近SN向应力的作用下，构造单元之间强烈的挤压和俯冲作用。时间序列分析表明，本区7级以上的强震似有10年或20年左右的活动周期.自70年代以来卡兹克阿尔特断裂上的6级地震频频发生，表明该断裂进入了活动阶段。  

    据考察，本次地震宏观震中为39°31′N，75°29′E，在乌恰县与疏附县交界处的托姆洛安山峰东北一带。烈度分布见图5。这次地震造成64人死亡，200余人受伤，10000多间房屋倒塌或受严重破坏，直接经济损失近亿元。  

图5  乌恰7.4级地震等震线图

Fig.5  Isoseismal map of the  M_S7.4 Wuqia earthquake   

 极震区烈度为Ⅷ度，分布在乌恰县、疏附县乌帕尔乡一带，面积526 km²，东南宽，西北窄，长轴63 km，方向320°，短轴长14 km，为北东向，呈不对称鞋底状。Ⅷ度区内Ⅰ、Ⅱ类房屋绝大部分都已倒塌，或遭到不同程度的破坏，损失较大，Ⅲ类房屋多数破坏，部分严重破坏。喀什一级电站拦河大坝迎水面近300 m长的坝段向上游滑落，滑落最大垂直距离为6m，水平最大滑距9.5 m。乌恰县唯一一座高24 m的水塔，在距地面高1.8 m处产生水平向裂缝，塔体上部向北错动2～3 cm，距塔高三分之二处出现两条剪切裂缝，使水塔严重破坏。

 极震区内存在两个Ⅸ度的烈度异常点，分别位于乌恰县杨叶农场和乌帕尔乡至马场一带，面积均为14 km²。在上述两区内，Ⅰ、Ⅱ类房屋基本破坏、倒塌，Ⅲ类房屋多数破坏、倒塌，地面裂缝最宽约15 cm，河谷内喷砂冒水现象普遍。烈度异常点的出现与两区处于河流阶地、地下水位高有关。

 Ⅶ度区北起康苏西，南至阿克陶县巴仁乡西北，东至明尧勒、木什一带，西至卡拉贝水文站东侧，面积约1040 km²，长轴方向为310°，长103 km，宽31 km，区内Ⅰ类房屋多数破坏，个别倒塌，Ⅱ类房屋部分破坏，Ⅲ类房屋部分轻微破坏，河谷陡岸、山坡陡崖出现崩塌现象。

 Ⅵ度区北起乌鲁克恰堤东，南至阿克陶县东，东至托帕、喀什市，西止别尔托阔依乡东，面积6677 km²，长轴方向为350°，长170 km，宽65 km。区内Ⅰ、Ⅱ类房屋有不同程度破坏，村舍院墙局部倒塌，Ⅲ类房屋有个别处轻微损坏。

 这次地震在Ⅷ度区内出现大量的地裂缝、崩塌和喷砂、冒水现象。地裂缝走向大致呈北西（270°～320°）和北东（45°～80°）两个方向分布，单条宽度1～130 cm，单条长度10～150 m，极震区的乌帕尔乡马场一带，地裂缝总宽达30～100 m，总长逾1 km。沿裂缝喷砂、冒水现象比比皆是，喷孔直径为15～18 cm，喷出砾石最大直径达10 cm。8月23日主震发生时，克日克布拉克西泉水沟陡壁上产生滑坡，其后壁宽约30 m，高5m左右。9月12日发生的6.8级余震，在喀什一级电站大坝东北1.5 km的克孜勒苏河Ⅱ级阶地上，形成一条长5 km多的地震断层。

由于乌恰地区地震台站稀疏，监测能力较低，为不失序列全貌，在统计时，以喀什台地震记录为主要依据，不能交切的地震以喀什台记录为准，所以序列资料与以后将出版的地震目录有一定差别。

 乌恰地区为地震高发区，小震活动极为频繁，识别前震较困难，能明确认定为前震的是主震前一天发生在震区内的7次地震，最大震级 M_s5.0，震中位于主震西南侧。

 据参考资料^2），本次地震序列持续至1986年1月底，凡可交出震中的序列分布见图6， M_s≥5.0序列目录列于表2。

图6  乌恰7.4级地震序列震中分布图（ M_S≥5．0）

Fig.6  Epicentral distribution of the  M_S7.4 Wuqia earthquake

       sequence   

表2  地震序列目录（ M_S≥5．0）

Table 2  Catalogue of the  M_S7.4 Wuqia earthquake sequence

   本次地震序列总释放能量为8.985×10¹⁵J，前震释放能量为0.002×10¹⁵J，占总能量的0.02%，主震释放能量为7.95×10¹⁵J，占总能量的88.46%，余震释放的能量为1.032×10¹⁵J，占总能量的11.50%，据此，本次地震序列为主-余震型。

 本次地震全序列包括7次前震，最大震级 M_s5.0。2456次余震，最大强余震 M_s6.8，其中 M_s≤1.0有101次，1.0～1.9级1186次，2.0～2.9级1038次，3.0～3.9级85次，4.0～4.9级36次，5.0～5.9级8次，6.0～6.9级1次。 M_s≤2.0地震缺失较多。以 M_s≥3.0地震绘出 M-t 图（图7），以 M_s≥2.0地震绘出 N-t 图（图8），拟合计算出序列 P 值为0.95，余震序列 b 值为0.42（图9）。 h 值为1.4。地震序列应变释放曲线表明序列衰减正常（图10）。

图7  乌恰7.4级地震序列 M-t 图

Fig.7  M-t diagram of the  M_S7.4 Wuqia earthquake sequence    

图8  乌恰7.4级地震序列 N-t 图

Fig.8  N-t diagram of the  M_S7.4 Wuqia earthquake sequence  

图9  乌恰7.4级地震余震 b 值拟合曲线

Fig.9  b-value fitting curve of the aftershocks for the  M_S7.4 

       Wuqia earthquake

图10  乌恰7.4级地震序列应变释放曲线

Fig.10  Curve of strain release of the  M_S7.4 Wuqia earthquake

        sequence 　

利用世界台网ISC、中国台网及新疆台网的P波初动资料，按双力偶点源模型，求得7.4级地震的震源机制解（图11）。具体参数列于表3，在总共109个初动符号中，矛盾符号有21个，矛盾比为19.3%。  

图11  乌恰7.4级地震震源机制解

Fig.11  Focal mechanism solution of the M_S7.4 Wuqia earthquake   

表3  震源机制解

Table 3  Focal mechanism solution of the M_S7.4 Wuqia earthquake

    据图3、图5，Ⅷ度区的长轴延北西向展布，余震活动亦主要沿北西向分布，与卡兹克阿尔特断裂的走向基本一致，结合震源机制解的结果，认为北西走向的节面Ⅱ是可能的地震主破裂面。宏观考察发现地面有大量的北西向地裂缝，其力学特征显示了右旋扭动的结果，这与卡兹克阿尔特断裂的活动特征一致，可以确认本次地震是在近SN向挤压应力的作用下，卡兹克阿尔特断裂发生右旋逆走滑运动的结果。

 在分析中发现的矛盾之处是，卡兹克阿尔特断裂倾向南或西南，宏观考察发现本次地震造成该断裂的上盘向北推覆了1～2 m，亦表明该断裂的逆冲运动。但由震源机制解的参数可见，节面Ⅱ的倾向北东，与实际断裂的倾向相反。若以此推得断裂应是向南的逆冲运动，此疑点有待于进一步分析研究。

前边图1列出了震中附近地区测震台站和定点前兆观测台站分布图。本次地震发生在前兆观测台站的西部。距震中500 km范围内共有地震台站9个，其中测震台9个，前兆台3个，有包括测震、地磁、地应力、地倾斜等4个观测项目.在0～100 km范围内有测震台3个，前兆台1个，仅有地磁1个观测项目；在100～300 km范围内有测震台3个，无前兆台；在300～500 km范围内有测震台3个，前兆台2台，有3种前兆观测项目。

 本次地震前共出现5个异常项目，5条前兆异常，震前和震后的分析研究均未发现明显可靠的测震学方法的异常，前兆异常情况见表4和图12～24。

图12  乌恰7.4级地震前地磁垂直强度相关分析（喀什―和田）

Fig.12  Correlation analysis for vertical geomagnetic intensity

        before the M_S7.4 Wuqia earthquake  

图13  乌恰7.4级地震地磁 Z 月均值差值曲线（乌鲁木齐―喀什）

Fig.13  Curve of monthly mean difference value for geomagnetism

       ( Z )  before the M_S7.4 Wuqia  earthquake  

   表4  异常情况登记表

   Table 4  Summary table of precursory anomalies

    1. 定点前兆异常

（1） 地磁

 喀什地磁台为全国Ⅰ类台，架有绝对观测仪器GSI一等磁力仪（日本）、核旋仪以及磁变仪CB3，1984年8月投入观测。

①李茂玮等^[6]用多种方法对比分析了本次地震前后，喀什台地磁垂直分量的观测资料，表明从1985年5～6月开始出现了明显的异常信息。

 喀什台与和田台垂直强度整点值的相关系数，在正常时高于0.8，但1985年6～9月间，相关系数明显变小，波动较大，同时在地震前一天和当天，相关系数极小，震后恢复正常（图12）。

 喀什与乌鲁木齐地磁垂直强度月均值的差值，从1984年11月开始呈趋势性下降（图13），5～6月加速下降至最小值，7～9月回升，恢复中发生7.4和6.8级地震，异常幅度3～4 nT。

 由乌鲁木齐与喀什地磁垂直强度日变幅差（图14）上也可以看到，1985年3～10月，差值大幅度偏离基线，超过2倍均方差，异常幅度7～8 nT，而同期乌鲁木齐与其他台的日变幅差正常。

图14  乌恰7.4级地震前地磁垂直强度的变幅差旬均值图

Fig.14  Curve of 10-day mean value of amplitude 

        difference for vertical geomagnetic intensity 

        before the M_S7.4 Wuqia earthquake   

喀什台与和田台地磁垂直强度剩余均方差的比值^[6]①，在1985年5～8月中旬连续3个月偏离正异常，表明喀什台的剩余均方差大于和田台（图15）。

图15  乌恰7.4级地震前地磁Z分量剩余均方差比值曲线（喀什―和田）

Fig.15  Curve of ratio of residual mean square deviation 

        for geomagnetism （ Z ）before the  M_S7.4 Wuqia

        earthquake   

②据曾小萍^[7]，喀什台地磁短周期转换函数（ T ≥20 min），在震前出现明显正异常，异常值Δ》3 （图16）；其帕金森矢量倾角在震前也有明显变化（图17）。

 地磁短周期变化的转换函数是反映地下电性结构的一种参量，利用它们求出帕 金森矢量指示出地下电性结构的横向差异性。曾小苹等分析了喀什台9～350分 钟的短周期地磁事件，发现在7．4级地震前1～7个月，转换函数 A 值和帕 金森矢量角 I 值有明显的变化。较长周期（150和200分钟）在震前6～7个 月出现异常（反映地下较深部），而较短周期（20分钟）在震前3个月开始异常 （图16、图17）。由此推测震源在地幔，同时岩石的破裂有明显的分层结构。

图16  乌恰7.4级地震前喀什台地磁转换函数 的变化

Fig.16  Variation of transfer function  of  geomagnetism before

         the M_S7.4 Wuqia earthquake at Kashi station  

图17  乌恰7.4级地震前喀什台地磁帕金森矢量倾角的变化

Fig.17  Variation of Parkinson geomagnetic-vector dip  angle before

         the M_S7.4 Wuqia earthquake at  Kashi station  　

（2） 地倾斜

 韩月鹏等^[8]用多种方法分析了乌什地震台1982～1985年地倾斜观测资料认为：NS方向从1984年下半年开始大幅度南倾（图18），在矢量图表现为，1985年的长轴方向比正常年份增大3.5″，较1982、1983年偏南了8.5″；较1984年偏南6″（图19）；1985年的月均值矢量模变幅比前3年增大（最小值偏大3.596″，最大值偏大2.945″（图20））；倾斜方位角由正常年份的在60°～100°之间变化，变为在 85°～125°之间变化（图21），明显偏大；为了消除年变，对NS向观测月均值进行距平处理，绘制成分月的历年矩平值曲线（图22），可以看到1985年2～11月，距平值超过2倍均方差，平均偏差约3.2″。

图18  乌什SN向地倾斜月均值曲线

Fig.18  Curve of monthly mean value of tilt (SN) at Wushi station  

图19  乌什台地倾斜月均值合成矢量

Fig.19  Composite vectors of monthly mean value of tilt at Wushi

        station   　

图20  乌什台地倾斜矢量模变化曲线

Fig.20  Variation curve of tilt vector modulus at Wushi station  

图21  乌什台地倾斜矢量方位角变化曲线

Fig.21  Curve of vector azimuth variation of tilt at Wushi station

图22  乌什台地倾斜SN向月距平曲线

Fig.22  Curve of monthly departure value of surface tilt

        (SN derection) in Wushi station 

（3） 钻孔应变

  据蒋靖祥研究^[9]，7.4级地震前乌什台钻孔应变仪的3个受力元件分别在震前的140、86和57小时出现了突跳变化，最大量级5.2×10^-7（图23），在一阶差分曲线上表现为明显突跳，最大量3.4×10^-7（图24）。

图23  乌什台钻孔应变整点值曲线

Fig.23  hourly curve  of borehole strain at Wushi station  

图24  乌什台钻孔应变速率变化曲线

Fig.24  Curve of velocity variation of borehole strain at Wushi

        station    　

 2. 宏观异常现象^5）

（1） 动物异常

 据调查，本次地震前宏观异常现象极为丰富，约十多种动物有习性异常反应。

 乌恰县城和杨叶农场（Δ=35 km）的部分狗震前半个月哭叫声不止。最突出的是杨叶农场王某家的狗震前半个月天天哭叫，震前悲叫、扒地、跳墙。

 上述两地的大量的鸡震前两天不进窝，惊恐大叫，高飞上树，黄昏啼鸣，个别人家的鸡过早进窝。

 阿克陶县（Δ=60 km）孙某家的鸽子，平时浮蛋时驱赶不出窝，地震前几只孵蛋鸽子全部出窝。杨叶农场吴某家的鸽子地震前1小时在屋顶惊叫。

 震前4天，杨叶农场王延全家的牛大声惨叫；县羊场的牛也出现半夜惨叫现象。

 震前1天，杨叶农场李开拄家放养的一群羊惊慌鸣叫，不听指挥，地震当天，这种现象更明显。

 震前1小时，阿克陶县玉麦乡的马高声嘶叫，前蹄刨地，不进圈。

 乌恰县城和杨叶农场几户人家养的猪，震前1-2天乱叫、拱圈、爬墙、跳圈。

 杨叶农场李某家养的猫地震当日突然失踪，震后两天自归。杨叶农场鱼池里的鱼震前3天漂浮在水面，不怕人，翻腾跳跃；阿图什县托平抬水库（Δ=40 km）的鱼震前大量汇集在闸口，出现多年少见的一网捕鱼1.5 t的记录。

 乌恰县及杨叶农场的驴震前4天乱叫。

 从时间上看，动物异常始于震前15天，越逼近地震发生时间，动物异常的反映越大，越集中。从现有考察资料来看，宏观异常出现在距震35～60 km范围内，高烈度区（杨叶农场）出现的异常明显大于低烈度区。

（2） 气象异常

 乌恰7.4级地震前，本区经历了历史上少见的干旱，从1983年开始，持续了2年。降水距平值1982年为44．2%，1983年为-30．1%，1984年 为-43．6%^[10]。

 8月23日大震前，乌恰县出现了复杂的天气变化，破晓时，乌恰县西南方向出现雾气，雾气低压于半山腰，中午雾气移至正南，尔后天气转睛，午后17点45分阴云密布，突起暴雨，几分钟的暴雨之后，刮起了狂风，风力达8级，大风之后，天气又转为灰蒙蒙，雾气笼罩了乌恰县四周的山峰，晚8时41分地震发生。

（3） 地声

 地震前几秒钟康苏矿区（Δ=45 km）部分人听到地声由南传来，乌恰县地震台的同志听到隆隆地声由南至北，杨叶农场职工听到地声似链轨或拖拉机声由南传来。