图2为新疆台网定位的于田7.3级地震余震序列震中分布图,其发震断层为阿尔金断裂,余震

表2 于田MS7.3地震序列目录(MS≥4.0)
Tab.2 Catalogue of the Yutian MS7.3 earthquake sequence(MS≥4.0)

优势分布为北东向,长轴为78 km; 余震空间分布有两个集中区:绝大部分地震包含前震序列密集分布在主震西南向,2次5级地震均分布于此; 沿断裂在主震东北方向,距主震约40 km处还有一个余震较为集中的区域,该区域的地震在主震后7 min由4.2级地震开始,朝东北方向扩展,其中含有2次4级地震。这两个集中区之间有长约20 km的空段。

这次地震的发震断裂阿尔金断裂带西段由一组斜接的分叉断裂和“帚”状断裂组合,从东到西逐组撒开,分断裂的衔接组合部位往往是活动断裂带上发生局部挤压或拉张作用的地段,也往往是构造应力集中区,即大地震发生前的孕震区、地震时的解锁区(国家地震局“阿尔金活动断裂带”课题组,1992)。这两个余震集中区刚好位于阿尔金断裂“帚”状分断裂的衔接部位,应力容易积累,因此余震也较为集中。

图2 于田7.3级地震余震序列震中分布图
Fig.2 Epicenter distribution of aftershock sequences of Yutian MS7.3 earthquake

笔者采用距震中67 km的于田地震台记录到的7.3级地震序列来分析时间分布特征,计算序列地震学参数,并进行序列类型判定。从2014年2月11日10时14分的M_L5.8地震开始,截至2月20日,共记到M_L≥1.0地震3 530次,其中M_L1.0～1.9地震2 592次; M_L2.0～2.9地震762次; M_L3.0～3.9地震138次; M_L4.0～4.9地震33次; M_L5.0～5.9地震4次; M_L 7.0～7.9地震1次。最大余震为M_L5.8,发生在主震后5分钟。基于N-M、lgN-M图像确立了序列的最小完整性震级为M_L1.2,分析M_S7.3地震序列时间分布特征(图3)。

图3 于田7.3级地震序列的M-T(a)和日频度图(b)
Fig.3 M-T chart(a)and daily frequency(b)of Yutian MS7.3 earthquake

图4为于田地震台记录的5.4级、7.3级地震序列的lgN-M图。由图可见,如果把5.4级和7.3级地震分别作为2个地震序列计算,b值分别为0.47、0.71,5.4级前震序列的b值比7.3级主震序列的低。由图4a可以看出,前震序列的b值线性拟合的较好,由于前震在主震前一天发生,前震序列样本量比较少,因此前震序列的b值只能作为参考; 7.3级地震序列的b值与该地区的背景b值相同。

根据余震频度衰减呈指数函数分布的公式来计算衰减系数h值,按刘正荣和孔昭麟(1986)的研究结果,h≤1为异常,所发生的序列是前震序列; h>1,所发生的序列一般为余震序列。实际工作中我们都把h值的大小作为一次强震后快速判断该地震序列发展趋势的重要定量指标之一,它在序列性质判定及后续强余震预测方面发挥着重要作用(蒋海昆等,2006)。于田地震台序列最小完整性震级为M_L1.2,以M_L1.2为序列的震级下限,计算7.3级地震后序列的h值,截至2月20日,序列h=1.2,初步判断地震序列属于余震序列。

应力降是指地震瞬间,震源位错面上的应力变化。图5是7.3级地震序列中3.5≤M_L≤5.5地震应力降时序变化曲线,图中标注出了计算采用的M_L≥4.0的地震。从图中可以看出,前震序列的应力降值相对较高,7.3级地震发生后,应力降

图4 于田5.4级(2014-02-11～2014-02-12)(a)、7.3级(2014-02-12～2014-02-20)(b)地震序列的lgN-M图
Fig.4 lgN-M chart of Yutian MS5.4(a)and MS7.3(b)earthquake sequence

图5 于田7.3级地震序列应力降时序变化图(2014-02-11～2014-02-18)
Fig.5 Sequence Diagram of stress drop of Yutian MS7.3 earthquake from Feb.11 to Feb.18,2014

根据吴开统和焦远碧(1990)对大量震例的研究,主震与整个序列能量比小于0.9时为震群型序列,主震与整个序列能量比在0.9～0.999之间时为主震型序列,主震与整个序列能量比大于等于0.999时为孤立型序列。图6为应变释放曲线,从目前序列看7.3级主震释放的能量与整个序列能量的比为0.993 4。由此认为,序列为前震—主震—余震型序列。

图6 于田7.3级地震序列应变释放曲线(2014-02-11～2014-02-18)
Fig.6 Strain release curve of Yutian MS7.3 earthquake from Feb.11 to Feb.18,2014

初动符号(初动方向)反映了一个地区的小震应力场特征,一个地区的小震应力场一般无明显规律,随着大震前应力的集中,显示出小震应力场有规律的分布。大震过后,小震应力场的规律性消失,又呈现紊乱状态(陈颙,1978; 陆远忠等,1985; 啜永清等,2000)。啜永清等(2000)根据20世纪80年代以来山西遥测地震台网所记录到的l1次3级以上地震序列的初动资料,研究了各个地震序列的初动特征认为,不同类型的地震序列其震源机制的一致性特征不同。初动矛盾符号一致性,可以作为判定序列后面是否还有较大地震的指标。

图7为于田地震台记录到的7.3 级地震序列中,部分M_L≥2.0地震的P 波初动符号时间进程图,5.4级地震后至7.3 级地震前,波形清楚的可用数据少,7.3 级地震后至2月19日,初动符号呈现出比较紊乱的状态,没有很好的一致性。2月20日后初动基本向上,由于时间较短,还要关注序列后续发展情况。

图7 于田地震台7.3 级地震序列P 波初动方向(ML≥2.0)
Fig.7 Direction of P wave first motion signs for Yutian MS7.3 earthquake sequence recorded by Yutian Station(ML≥2.0)

距震中200 km的和田地震台记录到2008年7.3级余震序列。截至2008年12月31日共记录到M_L≥3.0余震3 589次,其中M_L3.0～3.9地震1 133次; M_L4.0～4.9地震196次; M_L5.0～5.9地震23次; M_L6.0～6.9地震2次。最大余震为发生在主震后1小时57分的M_S5.8(单台记录为M_L6.4)。7.3级主震释放的能量与整个序列能量的比为0.942 8,序列b值为0.85,h值为1.1,此次地震序列为主余型(聂晓红,李莹甄,2010)。23次M_L5.0余震中有17次在主震后8天内发生。

截至2008年3月29日,和田地震台共记到2008年于田7.3级地震M_L≥3.0余震659次,其中M_L3.0～3.9地震432次; M_L4.0～4.9地震107次; M_L5.0～5.9地震17次; M_L6.0～6.9地震2次,M_L7.0～7.9地震1次。最大余震为M_L6.4(定位结果M_S5.8)。M_L≥5.0余震主要发生在主震后8天内,其中2次M_L≥6.0余震都发生在主震当天。

2008年于田7.3级地震最大余震M_S5.8,与主震震级差ΔM=1.5,在主震当天发生; 主震后8天,序列b值0.74,h值1.2,主震释放的能量与序列能量的比为0.946 7,为主余型序列。2014年于田7.3级地震最大余震震级M_S5.7,与主震震级差ΔM=1.6,在主震当天发生; 主震后8天序列b值0.71,h值1.2,主震释放的能量与序列能量的比为0.993 4。从表3可以看出,2014年与2008年于田7.3级地震的最大余震震级基本相当; 两个序列主震后8天的b值、h值基本一致,但2014年7.3级地震强余震数目明显偏低,2014年7.3级地震M_L≥5.0余震有4次,2008年7.3级地震M_L≥5.0余震有19次。

表3 2008、2014年于田7.3级地震序列对比(震后8天)
Tab.3 Comparision of Yutian MS7.3 earthquake sequence between 2008 and 2014(8 days after the earthquake)

2014年于田7.3级地震后序列的应力降维持在较低水平,P波初动在20日呈现出较好的一致性,但时间较短,结合目前最大余震震级、序列的b值、h值、主震释放的能量与序列能量的比值,初步判定此次7.3级地震序列为前震—主震—余震型序列。

距此次地震震中500 km范围内,1950年以来发生过5次7级以上地震,这5次地震都发生在巴彦喀拉块体,其中只有一次最大强余震为M_S6.0,其余4次最大强余震均没达到6级,初步判定近期震区强余震水平为5～6级,还要密切关注序列发展情况。