新疆皮山县6.4地震的成因

嵇少丞

2015年07月03日09时07分，中国新疆维吾尔自治区和田地区皮山县(北纬37.6度，东经78.2度)发生6.4级地震，震源深度15.5千米。作案凶手是塔里木盆地西南边缘地区莎车-叶城-皮山褶皱-断裂带中一条走向105°，向南西方向倾斜24°角的、具左旋走滑分量的逆冲断层， 最大主应力的定向为（038°, 23°）， 最小主应力方向为（247°, 64°）， 中间主应力定向委（133°, 12°）。

本次地震的烈度分布图

发震地区位于喀喇昆仑山北麓与塔里木盆地西南缘之间，发育有一系列南东东-北西西向向南倾斜的逆冲断层，喀喇昆仑山逐渐向北面的古老的塔里木盆地之上逆冲，应力还进一步传播到塔里木盆地的北缘，逆冲于褶皱形成天山。换句话说，青藏高原逐渐向北扩展，而塔里木盆地受南北夹攻逐渐减小。所幸当地人烟稀少，否则强烈地地震活动造成的损失将会更大。

天山夹在塔里木和准噶尔两大盆地之间。有历史记载以来，塔里木地块内部没有发生过强震，是一个正在作顺时针旋转的刚性地块，其GPS位移速度由西向东逐渐减小，从西边的10-12 mm/a减到东边的4-5 mm/a。塔里木地块绕直立轴顺时针旋转的速度每百万年0.679°±0.059°，如此旋转使天山断裂带中地震活动由西向东逐渐衰减。天山西高东低，西边的汗腾格里山海拔5000 米以上，最高峰托木尔峰海拔7435 米；库鲁克塔格以东一般在海拔1000-2000 米，说明构造挤压是西强东弱。中国地震局地质研究所张培震研究员的GPS资料显示：在西天山喀什以西，地壳缩短率约为18 mm/a，喀什以东的地壳缩短率约为13 mm/a，库车一带地壳缩短率约为7 mm/a，乌鲁木齐南边东天山地壳缩短率<2 mm/a，在向东哈密一带东天山的地壳缩短率<1 mm/a 。在依连哈比尔尕山的哈希勒根达坂附近最大抬升速率达17.8 mm/a 。在天山及邻区， 近东西向的断裂带大多为逆断层或走滑逆断层，北东向的破裂带主要是左旋走滑断层，北西向的破裂带主要是右旋走滑断层，近南北向的破裂带是正断层或走滑正断层。上述特征说明区域构造应力场的最大挤压应力呈南北向。

乌恰-喀什-阿拉什地区一直是天山断裂带中地震活动最强烈的地区，原因是该地区处于南天山、塔里木盆地和帕米尔高原的交汇点，应力集中。1985年8月23日 (39.43ºN，75.43ºE) 新疆乌恰县城东南40 km的克孜勒苏河谷中发生7.4级地震，震源深度19 km，发震断层是卡兹克阿尔特推覆断层，其走向294º、向北东倾46º。乌恰县城被毁，后在原县城东北方向 6 千米的博鲁什重建新县城，1989年10月落成。2002年12月25日乌恰县发生5.8级地震 (39.583ºN，75.05ºE) 。2008年10月5日晚23时52分，乌恰县吉根乡斯姆哈纳村附近发生6.8级地震，震中 (39.5ºN，73.9ºE) ，震源深度12千米，发震断层走向北东77º、向南东倾47º，所幸没有造成人员伤亡。1974年8月11日该断层的西段乌孜别山口一带发生7.1级地震。1996年3月19日阿图什6.9级地震 (40.00ºN，76.77ºE) 发生在走向近东西长约200 千米的托特拱拜孜-阿尔帕勒克断裂带上 (也称柯坪断裂) ，其走向252º、向北西倾30º，断裂性质是逆冲兼具少量左旋走滑，震源深度13 km，该断裂带上历史上曾发生过1902年8.25级大地震和多次6-7级地震。1997年1月21日至1998年10月，新疆伽师附近地区即南天山南缘塔里木盆地一侧弋壁滩里，相继发生9次6级和6级以上地震，发震断层既有走滑又有正断。2003年2月24日伽师地区又发生6.5级地震，发震断层的走向300º、向北东倾28º，震源深度7.5 km，为一条逆冲稍具左旋走滑的断裂带。

新疆省会乌鲁木齐受地震灾害威胁的状况和四川省的成都很相似。乌鲁木齐位于天山北麓的山前坳陷之中，这个前陆盆地东西长约300 千米，南北宽50-80 千米。乌鲁木齐前陆盆地南边就是天山，它是由三排逆断层-褶皱带组成，逆断层皆向南倾，上盘皆向北推覆。1965年11月13日乌鲁木齐东博格达山 (43.98ºN, 88.1ºE) 发生6.6级地震，以东西走向博格达断裂倾滑逆冲的结果。1906年玛纳斯7.7级地震 (43.90ºN，85.47ºE) 就发生在乌鲁木齐山前坳陷与北天山山体的分界线-准噶尔南缘断裂带上，断裂面近东西，南倾25-30º。1906年玛纳斯7.7级地震以及其它许多发生在北天山山前盆地内的地震都与沉积岩层褶皱下面的隐伏逆断层活动有关，这类地震的同震破裂往往传不到地表，逆断层的上端点和背斜褶皱相连，同震变形在地表以地面隆起 (背斜褶皱) 的方式出现，地面上的破坏主要是地震震动和重力效应造成的，由断裂在地震时扩展造成的岩层褶皱称之为断展褶皱或活动褶皱。

在乌鲁木齐以西东经84º-85º地区发生的地震多以走滑为主，例如，1944年3月10日乌苏7.2级地震和1949年2月24日年轮台 (42.0ºN，84.0ºE) 7.25地震。再往西就到了距乌鲁木齐约500 千米中天山西段的伊犁哈萨克自治州尼勒克县，这里曾于1812年3月8日 (清嘉庆十七年) 发生了8.0级地震。据记载，“兖造哈、胡吉尔台、齐木库尔图等处山裂四处，长二十至六十里不等，宽五六里不等，深十丈至二十丈，平地涌出高阜。房屋倾倒。压死放牧官兵39人，官府家奴8人，伐木工人及犯人11人，共计58人。官府和私人牲畜压死5300余匹”。 据后来地质学家考察，这次地震造成长100余千米宽约40千米的走滑逆断裂带，走向280-290º，北倾60-80º 。