2008年于田MS7.3地震地表破裂带特征及其构造属性讨论

徐锡伟 谭锡斌 吴国栋 陈建波沈 军 方 伟 宋和平

1)中国地震局地质研究所，国家地震活断层研究中心，北京 1000292)新疆维吾尔自治区地震局，乌鲁木齐 830011

2008年于田MS7.3地震地表破裂带特征及其构造属性讨论

徐锡伟1)谭锡斌1)吴国栋2)陈建波2)沈 军2)方 伟2)宋和平2)

1)中国地震局地质研究所，国家地震活断层研究中心，北京 1000292)新疆维吾尔自治区地震局，乌鲁木齐 830011

新疆于田MS7.3地震发生在西昆仑块体与昆仑-柴达木-祁连块体之间的阿尔金断裂西南端NE向张剪切段邻近区域，也是阿尔金断裂、康西瓦断裂和昆仑断裂带西端玛尔盖茶卡断裂等交会部位，对理解青藏高原的变形及其动力学演化过程具有十分重要的作用。高分辨率卫星影像解译和野外考察表明，于田地震在阿什库勒火山群南部玉龙喀什河源头近SN向雪山西麓断裂上形成了由不同走向、不同滑动性质的地表破裂组合而成的地震地表破裂带，整体呈NS—NNE向展布，全长约31km。在地表破裂带测量到的最大左旋走滑位移1.8m，最大垂直位移约2.0m，发震断层应归属到阿尔金断裂西南尾端的张性区构造，符合昆仑-柴达木-祁连块体与西昆仑块体向东滑移在其与西昆仑块体之间的张剪切边界力学性质，显示出昆仑-柴达木-祁连块体存在向东滑移的现象。

于田MS7.3地震 地震地表破裂带 同震位移 康西瓦断裂 阿尔金断裂

0 引言

北京时间2008年3月21日6时33分02秒，在新疆于田、策勒与西藏交界的昆仑山阿什库勒火山群南侧平均海拔5 500m的无人区发生MS7.3强烈地震 (图1;http:∥news.sina.com.cn/c/2008-03-21/105115196701.shtml)。USGSCMT给出的初始破裂点(震中)位于35.398°N，81.020°E，震源深度22.9km，地震矩 Mo=8.3 ×1019NM，可能的发震断层走向 219°，倾角69°，滑动角 -68 °;GlobalCMT 给出的震中位于 35.43°N，81.37°E，矩震级 MW7.1，面波震级MS7.3，震源深度12km，发震断层走向203°，倾角52°，滑动角-74°，显示为一条NNE至近SN走向、带有左旋走滑分量的正断层错动事件(http:∥www.globalcmt.org/cgi-bin/globalcmtcgi-bin/CMT4/form?itype=ymd＆yr=2008＆mo=3＆day=20＆oyr=1976＆omo=1＆oday=1＆jyr=1976＆jday=1＆ojyr=1976＆ojday=1＆otype=nd＆nday=1＆lmw=0＆umw=10＆lms=0＆ums=10＆lmb=0＆umb=10＆llat=-90＆ulat=90＆llon=-180＆ulon=180＆lhd=0＆uhd=1000＆lts=-9999＆uts=9999＆lpe 1=0＆upe 1=90＆lpe 2=0＆upe 2=90＆list=0);中国地震台网测定的初始破裂点位于35.60°N，81.60°E，矩震级MW6.9，震源深度33km。由于受到国内外地学界高度关注的2008年5月12日汶川地震(MS8.0)的吸引，发生在昆仑山无人区的于田地震几乎被人遗忘，地震发生后仅有少数学者利用不同研究机构给出的地震基本参数，初步分析了于田地震的可能发震构造为阿尔金断裂的西南延伸分支断层(陈学忠等，2008;尹光华等，2008)，并以此为依据计算了于田地震导致周围若干断裂的库仑应力变化及其发震危险性(万永革等，2010)，也有根据中国地壳运动观测网络工程获得的重力变化，对该地震有过较准确预报的报道(祝意青等，2008);唐明帅等(2010)根据和田地震台阵数据，应用宽频F-K分析方法，对2008年于田地震序列(2008年3月21日至8月31日119次ML≥4.0余震)进行重新定位，结果表明余震呈近SN向分布，长约111km，主震位于余震区中部偏西，初步判定7.3级地震断层的优势破裂方向为NNE向，断层倾向NWW向;洪顺英等(2010)基于升降轨ASAR二轨法差分干涉测量得到，于田MS7.3地震地表破裂带沿玉龙喀什河源头东25km近SN向雪山西麓分布，走向NNE向，以正断层破裂为主，兼有左旋走滑分量，NW盘沉降量67～84cm，SE盘隆升量13～37cm;也有学者利用同样的数据给出于田地震地表破裂带位于阿尔金断裂西端NE向断层谷地内，走向NE向，性质为正断层，具有显著的NW-SE向拉张特征，拉张量合计可达140cm(汪驰升等，2009);或者根据60多次余震分布、Harvard测定震源机制解和震区活动构造分布等，认为NE向郭扎错断裂或阿尔金断裂西延部分为于田地震的发震断裂(李志海等，2009)。尽管地震资料反演和差分干涉测量等为初步判断地震断层基本属性、震源和地表滑动位移分布等提供了重要的约束，但不同地震机构给出的起始破裂点或震中位置相差较大，利用主震与余震空间分布、卫星遥感资料等推测的发震断层、空间位置等差异也很大，这些结果是否符合客观实际需要进一步验证。野外地震地表破裂带的考察不仅可以验证地震宏观震中位置、发震断层、地表破裂组合特征和运动学性质等，对深刻理解于田地震破裂过程，讨论其发震构造的构造归属和地震构造区划分等问题也具有十分重要的科学意义，特别是于田地震发生在西昆仑块体与昆仑-柴达木-祁连块体之间的阿尔金断裂西南端NE向张剪切段邻近区域 (图1)，也是阿尔金断裂、康西瓦断裂和昆仑断裂带西端玛尔盖茶卡断裂等交会部位，是青藏高原与北部塔里木盆地之间重要的分界构造带，对这次地震发震构造的深入研究，有助于深刻理解青藏高原的变形及其动力学演化过程。

为此，中国地震局地质研究所和新疆维吾尔自治区地震局于2011年5月8日至5月25日联合组织了“新疆于田7.3级地震与阿什库勒火山综合科学考察”，本文为于田7.3级地震地表破裂带基本特征的一个简要报道，同时讨论于田地震发震断层的可能构造归属问题。

1 同震地表破裂样式

高分辨率卫星影像解译和野外考察表明，于田地震地表破裂带沿近SN向断层——玉龙喀什河源头近SN向雪山西麓断裂分布 (图2)，北起玉龙喀什河源头干河床砾石滩(35.58083°N，81.53147°E)，主要表现为右阶雁列状排列的张剪切裂缝，单条主干张剪切裂缝走向130°，多呈宽约25cm的张开状，北盘表现出数cm抬升，在切割干沟处可见8cm左右的左旋位移分量;向南逐渐沿山麓延伸，切割现代冰碛物(垄)、山麓倒石碓和纹沟、现代冰舌、雪地等，野外可到达的地表破裂的最南端为(35.41856°N，81.53994°E)，可见切割冰川及其相关堆积物等，走向N20°E，长约18km;更南则为冰川和雪地覆盖区，但在卫星影像上可见地震地表破裂带切割冰川和雪地，终止点位于35.32514°N，81.48867°E，全长约31km(图2)。从分布的海拔高程看，除北端玉龙喀什河源头干河床砾石滩高程在4900余m外，大部分位于5300～5 600m，越往南海拔越高，可称为沿雪线分布的地表破裂带，在地表破裂类型和同震位移运动学性质等方面具有非常鲜明的特色，是一条追踪多组不同走向断裂而形成的、带有左旋走滑分量的正断层型地表破裂带。

图2 于田地震地表破裂带分布图Fig.2 Map showing distribution of the surface ruptures of the Yutian earthquake.

1.1 地表破裂类型与宽度

于田地震地表破裂带主要有NW向张剪切破裂、NNW—NS向张剪切破裂和NNE—NE向张剪切破裂等基本类型。NW向张剪切破裂主要分布在35.53333°N以北的北段，单条破裂走向130°左右，常见右阶斜列阶区发育高约0.3m鼓包，表明控制鼓包发育的张剪切破裂具有左旋走滑分量(图3a)，附近测量到的左旋走滑分量约为17cm，但两侧的垂直位移不明显，单条破裂宽度＜1m。NNW—NS向张剪切破裂是于田地震地表破裂带的主体破裂，主要分布在35.53333°N至35.45°N之间，与NW向张剪切破裂一起组成典型的近SN向锯齿状追踪张剪切破裂带。值得指出的是，这组NNW—NS向张剪切破裂不仅具有明显的垂直位移，还存在着同样显著的左旋位移，例如在35.52856°N，81.52844°E观测点存在2条地表破裂带，其主破裂带切割陡峭的倒石碓面和线状纹沟，垂直位移0.95m，左旋位移1.1m(图3b);由于存在明显的左旋位移量，在许多倒石碓边缘地带除拉开的破裂凹地外，常常形成异常的坡中谷现象:断层下降盘一侧(下坡方向)由于左旋错动出现相对抬升的假象，加上抬升盘(上坡方向)倒石碓垮塌，使地表破裂带宽度明显加宽(图3c);地震地表破裂，特别是剪切破裂或张剪切破裂具有局部化基本特征(Xu et al.，2006，2009;徐锡伟等，2008;于贵华等，2010;Yu et al.，2010;Zhou et al.，2010)，由于带有走滑分量的张剪切破裂常呈雁列状或羽列状排列，在地表破裂阶区地段出现2条平行的、类似阶梯状的陡坎，切割倒石碓碓头，例如在35.51694°N，81.53222°E观测点垂直位移约2m，左旋走滑位移约1.8m，由2条张剪切破裂组合而成的地表破裂或阶区宽度约23m(图3d);但大部分地段则表现为宽度10余m的单条张剪切破裂带，分布在海拔5300～5 600m的半山腰 (图3e)。

在35.45°N以南则发育NNE—NE向张剪切破裂，这些张剪切裂缝也有拉开量，但明显变窄，宽度＜10m，且连续性差，一般呈左阶斜列，左旋走滑位移与垂直位移比值约为3:2。例如，在35.41856°N，81.53994°E 观测点，张剪切地表破裂带走向N20°E，左旋切割了扇形堆积物顶部与地表破裂带近于直角相交的小冲沟约1.5m，垂直位移约1.0m(图3f)，显示出地表破裂带走向越偏东，左旋走滑位移分量越大的趋势。

1.2 同震位移量

从地表破裂类型及其组合特征可知，于田地震地表破裂带可分为3个基本段(图2):北段为35.53333°N以北，主要由NW向张剪切破裂组合而成，在现代冰碛物顶部及其冲沟壁测量到的最大左旋位移和垂直位移分别为1.3m和1.2m;中段位于35.53333°N至35.45°N之间，主要由NNW—NS向张剪切破裂等组成，目前测量到的最大左旋位移约1.8m，最大垂直位移约2.0m;南段位于35.45°N以南，由不连续的NNE—NE向张剪切破裂组成，大部分位于5 600m左右的冰川覆盖区，测量到的最大左旋位移和垂直位移分别为1.5m和1.0m。

综上所述，于田地震地表破裂带全长约31km，由NW向、NNW—NS向和NNE—NE向张剪切破裂等基本类型组合而成，为一条近NS—NNE向同时兼有左旋走滑和正断倾滑分量的张剪切破裂带，最大左旋位移1.8m，最大垂直位移约2.0m。

图3 于田地震地表破裂类型Fig.3 Surface rupture features of the Yutian earthquake.

2 构造属性简析

于田地震起始破裂点或震中位于阿尔金断裂西南端、近EW向康西瓦断裂和玛尔盖茶卡断裂交会部位(图1)。其中，阿尔金断裂是青藏高原北缘的一条NEE向主控边界断裂，断错地貌测量反映出其中西段全新世左旋走滑速率可达9～17.5mm/a(徐锡伟等，2003;王峰等，2004;Cowgill et al.，2009);在于田地震震中附近涉及到阿尔金断裂西南端NE向左旋走滑正断层段，有少数研究者在青藏高原活动构造图上标示出这一段以正断倾滑为主，带有左旋走滑分量，并在于田地震地表破裂带所在位置勾画出了与发震断层性质一致的近SN向正断层(Tapponnier et al.，2001;Xu et al.，2010)，但尚未给出其活动的定量参数。康西瓦断裂西端终止于塔什库尔干谷地东部，东端在于田阿羌乡南部与阿尔金断裂NE段相连，近EW向延伸约700km，断错地貌显示康西瓦断裂喀拉喀什河谷段晚第四纪以来的平均左旋走滑速率为8～12mm/a(付碧宏等，2006)。玛尔盖茶卡断裂曾发生过1997年玛尼MW7.6地震，地震地表破裂以左旋走滑为主(Peltzer et al.，1999;徐锡伟等，2000)。对比地表破裂带基本特征和空间位置等可知，于田地震应属阿尔金断裂西南端由于主体部分左旋走滑形成的尾端张性区活动的产物，这一尾端张性区主要表现为NE向左旋走滑正断层及其沿断层发育的宽阔断层谷地或盆地(如昂格提勒克库勒、硝尔库勒)，地表破裂带北部第四纪阿什库勒火山群可能也是阿尔金断裂西南端张性区地壳局部伸展的一个旁证。另外，作为昆仑-柴达木-祁连块体与西昆仑块体分界断裂，阿尔金断裂西南端NE向左旋正断层段性质以及于田地震带同时兼有左旋走滑和正断倾滑分量的运动学性质，均反映出昆仑-柴达木-祁连块体存在明显的向东滑移的构造属性。因此，于田地震近SN向或NNE向的发震断层应属阿尔金断裂西南端NE向张性区的构造。

3 初步结论

野外考察表明，于田地震地表破裂带全长约31km，由NW向、NNW—NS向和NNE—NE向张剪切破裂等基本类型组合而成，为一条近NS—NNE向同时兼有左旋走滑和正断倾滑分量的张剪切破裂带，最大左旋位移1.8m，最大垂直位移约2.0m;在构造上，于田地震近SN—NNE向的发震断层应归属到阿尔金断裂西南尾端的张性区构造，符合昆仑-柴达木-祁连块体与西昆仑块体向东滑移在其与西昆仑块体之间的张剪切边界力学性质，显示出昆仑-柴达木-祁连块体存在向东滑移的现象。

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SURFACE RUPTURE FEATURES OF THE 2008 YUTIAN MS7.3 EARTHQUAKE AND ITS TECTONIC NATURE

XU Xi-wei1)TAN Xi-bin1)WU Guo-dong2)CHEN Jian-bo2)SHEN Jun2)FANG Wei2)SONG He-ping2)
1)National Center for Active Fault Studies，Institute of Geology，China Earthquake Administration，Beijing 100029，China
2)Earthquake Administration of Xinjiang Uygur Autonomous Region，Urumqi830011，China

High-resolution satellite image interpretation and field investigation indicate that the surface rupture zone produced by the Yutian MS7.3 earthquake is～25km long along a NS-trending fault at the western piedmont of a snow-covered range at the upper reach of the Yurungongkash River，about 20km south of the Ashikule Volcanoes.The surface rupture zone consists of different striking ruptures with both normal and left-lateral faulting components.The maximum left-lateral and vertical co-seismic slips measured in the field are ～1.8m and ～2.0m，respectively.Its seismogenic NS-trending fault belongs to the secondary structure at the NE-trending tensile area of the southwestern end of the Altyn Tagh Fault，which conforms to the eastward escape of the Kunlun-Qaidamu-Qilian block，relative to the Western Kunlun block.

Yutian MS7.3 earthquake，earthquake surface rupture zone，co-seismic slip，Kangxiwa Fault，Altyn Tagh Fault

P315.2

A

0253-4967(2011)02-0462-10

10.3969/j.issn.0253-4967.2011.02.019

2011-06-12收稿，2011-06-18改回。

地震行业科研专项“新疆于田7.3级地震与阿什库勒火山综合科学考察”(201008004)和科技部国际科技合作项目(2009DFA21280)共同资助。

徐锡伟，男，1962年生，1983年毕业于成都地质学院，1989年毕业于中国科技大学研究生院(国家地震局地质研究所)，获得博士学位，研究员，现主要从事活动构造学及其在减轻地震灾害中的应用，电话 010-62009025，E-mail:xiweixu@vip.sina.com。