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北天山地区准噶尔南缘断裂的发震潜力评估

已有 7276 次阅读 2017-1-23 15:59 |个人分类:地震风险|系统分类:科研笔记| 石河子地震区, 准噶尔南缘断裂

陈澹然先生曰“不谋万世者，不足谋一时；不谋全局者，不足谋一域。”这句话说明，看问题得有长远和全局的眼光，亦正如胡雪岩先生道“如果你有一乡的眼光，你可以做一乡的生意；如果你有一县的眼光，你可以做一县的生意；如果你有天下的眼光，你可能做天下的生意。”搞科研也理应如此，如果看待某个问题常囿于局部且没有高度，只能是越搞越糊涂。例如，不少学者研究地震时，常研究某条断层而不是一个块体，常研究某个地震而不是一个群体，常采用数年或数十年的时间尺度，这样是永远搞不懂地震滴，长期以往会限于沼泽而不能自拔。

基于我们对全球地震的分析，对断层发震能力有几点认识：（1）发震断层震级上限取决于锁固段尺度和强度，而不是断层尺度，如唐山大地震的发震断层尺度远低于常规认识，但通常大尺度断层蕴含的锁固段尺度较大；（2）断层能否发生大地震与其活动性强弱关系不大，如不少学者认为龙门山断裂带的活动性较弱，但汶川大地震偏偏和它叫板；（3）通常在锁固段峰值强度点发生的地震能产生显著的地表破裂带，其它地震即使震级较大，也可能不会产生显著的地表破裂带；（4）多条断层围限而成的锁固段，当其破裂发生地震时，震中位置不一定与断层对应，即地震可能发生在远离断层的位置。

准噶尔南缘断裂是分隔天山山体和乌鲁木齐山前坳陷的一条重要边界断裂（图1），它沿北天山山前延伸，控制两侧地质构造和沉积建造，长大800度km。总体走向NWW，新生代以来表现出强烈的逆断裂活动（张培震等，1994）。

2016年12月8日昌吉呼图壁6.2级地震震中位于齐古断裂和准噶尔南缘断裂之间，这两条断裂是晚更新世有过活动的逆断裂。

图1 2016年呼图壁6.2级地震区域地震构造图（徐锡伟，2016）

一、1906年玛纳斯8.0级地震的发震断裂

按谢毓寿和蔡美彪（1986）给出的震中参数（43.9°/85.6°），该震发生在准噶尔南缘断裂。然而，张培震等（1994）认为：北天山山前第二排逆断裂-褶皱带（吐谷鲁-玛纳斯-霍尔果斯逆断裂-背斜带，图2-3）具有很强的构造活动性，是1906年玛纳斯地震的发震断裂，玛纳斯地震为一次典型的“褶皱地震”。其主要理由是：（1）准噶尔南缘断裂31350a以来没有发生过断错活动，所以不可能是1906年玛纳斯地震的发震断裂；（2）1906年玛纳斯地震断裂陡坎的最大问题在于其位移量与地震震级不匹配，该震断层陡坎不连续，出露长度不长，垂直位移量只有0.2-0.8m；（3）距今2500-7000a，吐谷鲁-玛纳斯-霍尔果斯逆断裂发生过一次古地震，该带上大地震的重复间隔为5000-6000a，而最新断层陡坎错断了年代为2500a的沉积物，据此认为罪魁祸首是玛纳斯地震。

图2 北天山地区地质简图（杨晓平等，1998）

图3 玛纳斯大震区多层次逆冲构造（杨晓平等，2002）

我们认为，张培震先生等给出的理由并不充分，有待商榷，因为：（1）从图1看出，沿准噶尔南缘断裂的地震活动一直没闲着；（2）1906年玛纳斯地震是第一锁固段在体积膨胀点发生的地震，不产生显著的地表破裂带很正常，1931年富蕴8.0级地震是第一锁固段在峰值强度点发生的地震，故不出所料，发育有显著的地表破裂带；（3）我们的研究表明，地震复发周期纯属“子虚乌有”。“距今2500-7000a，吐谷鲁-玛纳斯-霍尔果斯逆断裂发生过一次古地震”，年代较新，若属实，可认为是当前孕育周期发生的一次地震。再者，当前孕育周期某尺度较小的断裂发生过大地震，通常不会再发大地震。基于上述考虑，我们仍然认为，1906年玛纳斯地震的发震断裂为准噶尔南缘断裂的西北段。

二、准噶尔南缘断裂的东南段未来发震潜力评估

若某条大断裂在西北段发生过大地震，在中段或东南段会不会发生大地震呢？欲回答该问题，咱得拿实例说话。以汶川地震区为例，龙门山断裂带西南段在1327年曾发生天全7.75级标志性地震；而后标志性地震挥师西上，在1937年发生了玛多7.8级地震；到了2008年，“胡汉三”又回来了，在龙门山断裂带中段发生了汶川大地震。

那么，汶川地震区的故事会在石河子地震区重演吗？这种可能性很大。我们在寻找石河子地震区未来标志性地震事件震中位置时，依据断裂闭锁区域和该区地震活动特征，将“准星”瞄准的位置是——准噶尔南缘断裂的东南段与西山断裂的交界位置。

最近，看了不少北天山地震构造的文献，难道对未来大震震中位置的判断都是“英雄所见”？看看图4-5就晓得啦。