2016年11月25日新疆阿克陶MW6.6地震发震构造与地表破裂

陈 杰 李 涛 孙建宝 房立华姚 远 李跃华 王浩然 付 博

1)中国地震局地质研究所，地震动力学国家重点实验室，北京 100029 2)中山大学地球科学与工程学院，广州 510275 3)中国地震局地球物理研究所，北京 100081 4)新疆维吾尔自治区地震局，乌鲁木齐 830000

2016年11月25日新疆阿克陶MW6.6地震发震构造与地表破裂

陈 杰1)李 涛2)孙建宝1)房立华3)姚 远4)李跃华1)王浩然1)付 博1)

1)中国地震局地质研究所，地震动力学国家重点实验室，北京 100029 2)中山大学地球科学与工程学院，广州 510275 3)中国地震局地球物理研究所，北京 100081 4)新疆维吾尔自治区地震局，乌鲁木齐 830000

新疆阿克陶MW6.6地震发生在帕米尔构造结北部木吉断陷盆地西端附近，是公格尔拉张系自1895年塔什库尔干7级地震以来发生的最大地震。对于此次地震的研究，不仅对理解帕米尔高原内部现今构造变形、 应力状态及动力学过程等非常重要，也将为该区的未来强震趋势预测提供依据。高分辨率卫星影像解译、 初步的野外考察、 InSAR数据分析以及主余震重新定位结果表明，阿克陶MW6.6地震破裂走向107°、 倾角76°，发震断层是公格尔拉张系最北段的全新世活动转换断层——NWW走向的木吉右旋走滑断裂。该地震破裂长度超过77km，可能包括了至少2次破裂子事件。沿木吉断裂在2处(中国地震台网测定的震中以东2.4km及其以东约32.6km附近)发现了数十米长、 走向95°～110°、 小规模右旋张扭地表破裂带，走滑量10～20cm。这一结果与张勇等在震后2h给出的震源破裂过程一致。重新定位的主震位于木吉断裂上，震源深度约9.3km。绝大多数余震主要分布在木吉断裂南侧1走向NWW、 长逾85km、 宽<8km、 深5～13km的条带内。余震带的北边界上陡下缓，很好地限定了木吉断裂的铲形深部几何结构。这次地震的发生表明帕米尔高原内部上地壳变形仍以近EW向拉张为主。

帕米尔 阿克陶地震 地表破裂 InSAR 余震 木吉断裂

0 引言

北京时间2016年11月25日22时24分，在新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州阿克陶县境内、 塔吉克斯坦共和国国境线附近、 帕米尔构造结北部木吉断陷盆地西端发生了中强地震，造成1人死亡，数人受伤，不少危房倒塌。中国地震台网(CENC)测定的震级为6.7，震中位于 39.27°N，74.04°E，震源深度约10km(http: ∥www.cea.gov.cn/publish/dizhenj/464/515/2016112523100 7712890916/index.html)。美国地质调查局(USGS)网站给出的地震初始破裂点(震中)位于39.238°N，74.047°E，震级为MW6.6，地震矩M0=8.746×1018NM，震源深度 (12.6±3.0)km，震源机制解断层节面1走向199°，倾角84°，滑动角14°； 节面2走向107°，倾角76°，滑动角174°，为1次具拉张分量的右旋走滑错动事件(http: ∥earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us10007ca5#executive)。中国地震局地球物理研究所韩立波等利用CAP方法认为这是1次走滑型地震(http: ∥www.cea-igp.ac.cn/tpxw/275080.shtml)，但给出的震源机制解断层节面产状与USGS的结果差别较大。据张勇等的震源破裂过程研究结果(http: ∥www.cea—igp.ac.cn/tpxw/275080.shtml)，该地震以单侧破裂为主，从震中开始向E传播，在震中(39.273°N，74.01°E)以东约35km附近地表破裂最大同震滑动量可达20～30cm。显然，不同机构给出的地震破裂起始点位置、 断层面解均有所不同。该地震发生在公格尔拉张系与帕米尔北缘逆冲推覆系的交会部位，发育有喀喇昆仑断裂带、 公格尔拉张系、 奥依塔克断裂、 玛尔坎苏断裂、 主帕米尔逆断裂等一系列不同性质、 不同走向的断裂(Streckeretal.，1995; Coutandetal.，2002; Robinsonetal.，2004，2007； 陈杰等，2011； Chevalieretal.，2011)，构造变形极为复杂。该地震发震构造属于哪个构造系？究竟是哪条断裂？

该区域历史上强震活跃，震中100km范围内曾记录到17次6级以上地震，其中7级以上地震4次，距离此次震中最近的地震为1974年乌恰7.3级地震，相距19～25km； 时间最近的地震为2016年6月26日吉尔吉斯斯坦MW6.4地震，相距约58km。此外在帕米尔构造结，2015年10月26日曾发生了阿富汗兴都库什FarkharMW7.5中源地震(深约230km，图1)； 在此次地震西南约160km的帕米尔中部曾于2015年12月7日发生过塔吉克MurghobMW7.2地震(Metzgeretal.，2016)。此次阿克陶地震与这些中强震是否有关联？

图1 帕米尔构造结东部及邻区ETM卫星影像、 主要构造带及现今GPS速度场Fig. 1 LandSat ETM image showing major tectonic units，GPS velocities relative to Eurasia(after Yang et al.，2008； Zubovich et al.，2010)，and seismicity in the eastern Pamirs.AKF阿图什-喀什褶皱带； BB布伦口盆地； DKF Darvaz-Karakul断裂带； KES公格尔拉张系； KKF 喀喇昆仑断层； KLF 卡拉库尔地堑； KXF 喀拉喀什断层； KYTS 喀什-叶城转换带； MB 木吉盆地； MF 玛尔坎苏逆断裂； MPT 主帕米尔断层； PFT 帕米尔前缘推覆系； TB 塔合曼盆地； TFF 塔拉斯-费尔干纳断层； THF 塔合曼正断层； TSB 塔什库尔干盆地； GPS速度矢量蓝箭头数据来自Yang 等(2008)，黄箭头数据来自Zubovich等(2010)； 地震震中黑色圈代表历史记载地震，红色圈代表仪器记录地震，黄色圈代表2008年以来的MW6.4以上地震

野外地震地质考察不仅可以验证该地震的宏观震中位置、 发震断层、 地表破裂组合特征和运动学性质等，也有助于限定阿克陶地震的破裂过程、 讨论其发震构造。同时对深刻理解帕米尔高原现今构造变形状况以及动力学演化过程等问题也具有重要的科学意义，可为帕米尔高原的动力学研究提供约束。地震发生后中国地震局地质研究所立即启动了Ⅲ级应急响应，并组队于2016年11月27日至12月4日对震中区开展了地震地质科学考察。本文就该次科考的相关情况作简要报道。

1 区域构造背景

帕米尔构造结是印度板块向欧亚大陆碰撞的2个突出支点之一，是中国大陆受板块动力作用最强烈、 地震活动最频繁的地区之一，也是全球最为活跃的陆内中深源地震带之一(Burtmanetal.，1993; Fanetal.，1994; Sippletal.，2013; Schurretal.，2014)。现今GPS观测资料(Reigberetal.，2001; Yangetal.，2008; Mohadjeretal.，2010; Zubovichetal.，2010，2016; Ischuketal.，2013; Zhouetal.，2016)揭示出该构造结现今整体向N的推挤速率高达(23±2)mm/a。构造结现今构造变形以前缘地壳缩短和走滑、 构造结内部拉张为特征，形成一系列向N凸出的弧形活动构造带，包括Darvaz-Karakul左旋走滑斜冲断裂带(DKF)—主帕米尔逆断裂带(MPT)—喀什-叶城右旋走滑转换带(KYTS)和帕米尔前缘推覆系(PFT)，以及喀喇昆仑右旋走滑断裂带、 公格尔拉张系(图1)。这些构造带的强烈活动，在构造结内部形成了一系列高达4,500～7,700m的弧形山系和拉张盆地，如公格尔峰和慕士塔格峰、 卡拉库尔与木吉-塔什库尔干盆地等； 在构造结前缘形成了强烈沉陷的、 新生代沉积厚逾万米的新生代盆地，如东侧的喀什-叶城盆地和西侧的塔吉克盆地。同时，这些活动构造带控制着7级以上强震的发生。

长约1,200km的喀喇昆仑右旋走滑断裂是帕米尔-喀喇昆仑山与青藏高原的分界断裂。该断裂第四纪滑动速率尚存争议，其走滑速率高达7～12mm/a(Chevalieretal.，2005，2011，2012)或只有 4mm/a(Brownetal.，2002)。Robinson等(2015，2016)等的研究表明，塔什库尔干盆地南部的喀喇昆仑走滑断裂北段并未右旋断错各种晚第四纪地貌标志线及地质体，该断裂北段晚第四纪已经不再活动。该断层(KKF)两侧GPS站点的应变速率在误差范围内一致，也说明现今KKF北段已基本不活动(图1)。

图2 2016年新疆阿克陶MW6.6地震InSAR干涉图像、 区域地震构造、 精定位主余震平面分布以及沿经向与纬向的深度剖面Fig. 2 InSAR deformation field and relocated hypocenters of the 2016 Arketao earthquake sequence shown in map view and projected onto a single longitudinal and latitudinal plane，respectively.前第四纪断裂据卢书炜等(2014)库尔干幅(J43C001002)地质图，全新世活动断裂据高分辨率Google Earth卫星影像解译及野外考察； 余震分布以精定位主震为界，以西为红色圈，以东为蓝色圈。绝大多数余震分布在地下13km以上

图3 新疆阿克陶MW6.6地震区主要构造、 野外地质考察路线、 主余震(精定位主震以西至73.800 353°E范围)纬向深度分布剖面Fig. 3 Field routes，locations of the traces of tectonic surface fault ing，and relocated earthquake sequence in map view and projected onto a single latitudinal plane(aftershocks between 73.800 353°E and the mainshock).余震包络线表明木吉断裂可能是1条上陡下缓、 S倾的铲形断裂

与东部青藏高原不同，现今地壳缩短并非弥散在整个帕米尔高原，而是集中于帕米尔北缘的Trans-Alai山、 阿莱谷地与中国的克孜勒苏河一带，阿莱谷地吸收的缩短速率高达(15±1)mm/a，中国境内帕米尔前缘推覆系(PFT)及南天山前陆盆地褶皱带的缩短速率为6～10mm/a(图1； Zubovichetal.，2010，2016; Ischuketal.，2013; Zhouetal.，2016)。帕米尔北缘逆冲推覆系自南而北由玛尔坎苏断裂(MF)、 主帕米尔逆断裂(MPT)、 帕米尔前缘推覆系(PFT)等叠瓦状逆断裂带组成(Sobeletal.，2013； 图1—3)。在中国境内，可见古生代地层沿主帕米尔逆断裂(MPT)向N逆冲在中、 新生代地层之上，但未见MPT断错晚第四纪地层或地貌面，该断裂晚第四纪可能已经不再活动(陈杰等，2011； Lietal.，2012); 帕米尔北缘晚第四纪变形主要集中在全新世活动的帕米尔前缘推覆系(PFT)，近SN向缩短速率>6mm/a(Lietal.，2012)，是1985年乌恰MS7.3地震的发震断裂。境外在72°-73.8°E之间，沿PFT在帕米尔山前发育了断层陡坎及各种断错地貌(Burtmanetal.，1993; Streckeretal.，1995，2003)，全新世倾滑速率约为 6mm/a(Arrowsmithetal.，1999)。PFT是2008年10月5日吉尔吉斯NuraMW6.7地震(Sippletal.，2014)以及2016年6月26日吉尔吉斯MW6.4地震的发震断裂(图1)。

帕米尔高原内部的现今SN向缩短作用几乎可忽略不计，其现今变形主要以近EW向拉张为主，拉张速率高达5～10mm/a(Zubovichetal.，2010; Ischuketal.，2013; Zhouetal.，2016)。由图1 可见，以公格尔拉张系为界，以西所有GPS观测点均有明显的向W运动分量，以东的站点则显示了向E的运动分量，且EW向拉张速率北部明显大于南部。

帕米尔内部的活动变形分别以东部的公格尔山拉张系(Bruneletal.，1994; Robinsonetal.，2004，2007)和西部卡拉库尔地堑的EW向拉张作用为主(图1)。走向近SN的卡拉库尔地堑(KF)EW向拉张量<3km，拉张速率为0.5～1mm/a(Streckeretal.，1995； Amidonetal.，2010)。卡拉库尔地堑可能属于NE走向Sarez-Karakul左旋走滑断裂北端的拉张区，该断裂是1911年塔吉克SarezM7.2地震以及2015年12月7日塔吉克MurghobMW7.2地震的发震断裂(Metzgeretal.，2016; Parsonsetal.，2016)。

位于高原东部的公格尔山拉张系长逾250km，总体走向NW-SE，倾向W，倾角20°～45°(Robinsonetal.，2004)，是1条全新世活动断裂(陈杰等，2011； 李文巧等，2011； Chenetal.，2011; Chevalieretal.，2011，2015； Schoenbohmetal.，2011)。南起塔什库尔干盆地南部的达布达尔，向北经塔什库尔干县城、 塔合曼、 慕士塔格峰西麓、 公格尔山西麓、 布伦口至木吉盆地(图1)。公格尔山拉张系控制了其西侧4个断陷盆地(木吉、 布伦口、 塔合曼和塔什库尔干盆地)的发育(图1)。拉张系的EW向拉张量总体上北大南小，在最北段的木吉盆地约为30km，在公格尔山和慕士塔格山附近分别为35km和20km，在最南段的塔什库尔干盆地<3km(Robinsonetal.，2007)。

木吉盆地是1个东宽西窄的直角三角形新近纪晚期—第四纪断陷盆地(图1—3)，平均海拔>3,700m。 控盆断裂包括北界木吉断裂、 东界昆盖山南麓断裂北段以及木吉盆地西南边界断裂，三者均为全新世活动断裂(Chenetal.，2011; 陈杰等，2011)。木吉断层属于公格尔山拉张系最北端的转换断层，沿昆盖山南麓山前展布(图1，2)，长逾100km，走向NWW，近直立，以右旋走滑为主，兼具正断作用。断层沿线发育壮观的断层三角面，多处可见被右旋断错的冲沟水系及冰碛地貌(Robinsonetal.，2004； 陈杰等，2011； Chenetal.，2011； Chevalieretal.，2011; Schoenbohmetal.，2011)。木吉断层在其东端与昆盖山南麓断裂近正交。昆盖山南麓断裂北段走向近SN，断面W倾，沿昆盖山山前发育，错断了一系列全新世冲沟、 洪积扇或冰碛地貌，由多条坡向W的主断坎和坡向E的反向正断层断坎组成1个地堑(在齐姆干一带宽约1km)，是1条全新世活动的正断层带(陈杰等，2011; Chenetal.，2011; Schoenbohmetal.，2011)。木吉盆地西南边界断裂地表迹象不很清楚，我们在2005年野外考察中仅在木吉乡以东木吉河大桥北岸坡向SW的乌鲁河及两岸河流阶地与冲洪积扇面上发现了走向NW的断层陡坎带，长约9km，断错了现代河床及所有河流阶地及洪积台面，是1条全新世活动的正断层带(Kirby，2008)。

沿公格尔拉张系发生的最大历史记录地震为1895年7月5日的塔什库尔干7级地震，是1次正断型地震，使得慕士塔格峰正断层南段的部分和整个塔合曼正断层发生破裂，形成了长约27km的地震地表破裂带，根据地表破裂规模估算其矩震级为7.0～7.3(冯先岳，1997； 李文巧等，2011)。

2 野外地震地质调查初步结果

震区位于平均海拔>3,500m的高寒区，自然条件极其恶劣，部分地区积雪厚逾30cm。由于交通不便，该区域活动构造研究程度较低。为了查明该地震的发震构造，在对该区高分辨率卫星影像进行详细解译的基础上，我们设计了5条野外考察路线(图3)，以便查明震区相关断裂在此次地震是否发生过地表破裂。

2.1 考察路线1

该路线南段从木吉乡出发沿木吉盆地西南边界展布，北段沿喀拉阿特河展布。在路线1南段沿线偶见居民羊圈、 浆砌片石房屋倒塌以及小规模岩崩，未发现任何地表破裂或裂缝。

沿考察路线1北段，在USGS测定的震中附近，开始出现小规模边坡失稳垮塌和岩崩等地质灾害。向北在中国地震台网测定的震中附近可见大量边坡失稳、 岩崩、 滚石以及裂缝等，在喀拉阿特河现代河床与两岸以及简易公路上遍布不同大小的滚石； 远离中国地震台网震中，这些地质灾害规模渐小。简易公路在横穿奥依塔克断裂、 玛尔坎苏断裂、 主帕米尔逆断裂带时未见任何地表破裂或裂缝，沿这些断裂走向也未发现晚第四纪地貌面或第四纪地层的任何断错迹象，表明这些断裂晚第四纪可能已不再活动。

横穿近EW走向木吉断裂的近SN向简易公路未见任何断错。公路以西可能是木吉断裂的1个挤压阶区，由于边坡失稳及修路堆土，在阶区东侧未发现先存的木吉断层陡坎。在阶区东侧较平坦的冲洪积扇与喀拉阿特河现代河床及两岸河漫滩上(海拔高度约3,350m； 39.259,93°N，74.064,49°E附近)发现了多条规模较小、 新生的地震地表破裂和不同性质的地表裂缝带； 形变带宽约200m，长约500m。地表破裂带总体走向105°～120°，表现为一系列走向95°～130°，右阶斜列的张剪、 压扭裂缝与挤压鼓包、 张裂缝组合，右旋走滑位移为15～20cm(图4a，b，c)，正断分量不明显。在河东岸的平坦河漫滩上(39.260,31°N，74.065,53°E附近)多处可见喷砂冒水等砂土液化现象(图4d)，喷砂冒水多沿裂缝或泉眼发育。在河北岸木吉断层谷地(39.269,41°N，74.053,66°E附近)沿线未见地表破裂。在公路以东的现代冲洪积扇面上未见任何地表裂缝，但沿近NWW走向冲沟陡立两岸以及陡峭的山脊多处可见裂缝、 边坡失稳及垮塌等地质现象。

图4 2016年新疆阿克陶地震地表破裂、 次生地质灾害及发震断层照片Fig. 4 Photos showing tectonic surface faulting，fractures，ground failures，sand blows of the 2016 Arketao earthquake，and the Muji fault striae and scarps.a 无人机航拍的张剪破裂与挤压鼓包(39.259,96°N，74.064,33°E附近)，在张剪破裂西端发育一系列走向NW的张裂缝； b 总体走向95°的张剪破裂与挤压鼓包(拍摄位置见a)； c 无人机航拍的左阶斜列张剪破裂与挤压阶区(39.260,75°N，74.060,21°E附近)； d 喀拉阿特河南岸现代河漫滩上的喷砂冒水； e 阿克萨依沟木吉断层面上的近水平擦痕； f 阿克萨依沟西岸南侧反向坎上发育的上次强震遗留的新鲜地震地表破裂带； g 考察点3附近木吉断裂右旋断错冰碛地貌及冲沟形成的高逾70m的断层陡坎； h 木吉断裂陡坎坡顶处被震酥成碎块状，箭头指示小冲沟被右旋断错约140m； i 沿木吉断裂陡坎坡顶处发育的张剪破裂； j 考察路线4东端(39.134,69°N，74.384,43°E附近)发育的地裂缝

2.2 考察路线2

位于中国地震台网震中以东17～19km的阿克萨依冲沟西岸。该处木吉断裂由2～3条近平行的断层陡坎组成，北侧1～2条断层坎坡向S，可能为主断层； 南侧的反向断坎坡向N，不连续展布，与北侧断坎组成1个地堑，这表明该处木吉断裂可能具负花状结构。

阿克萨依冲沟两岸所有河流阶地均被木吉断裂右旋断错，我们曾于2009年对该点进行了详细的填图、 地形测量与测年(Chenetal.，2011)，发现了近直立断层面上清晰的近水平擦痕(图4e)，表明该断裂以水平走滑为主。 Chevalier等(2011)也对该点开展了研究，认为其最小右旋走滑速率>4.5mm/a。

沿路线2横穿整个木吉盆地及木吉断裂未发现任何地表破裂以及边坡失稳、 崩塌及滚石。此外沿该处木吉断裂陡坎走向追踪了约2km(海拔4,200～4,400m)，也未发现任何本次地震同震地表破裂及地震地质灾害，但在坡向N的断层坎上发现了非常新鲜的可能为上次强震形成的地震地表破裂带(39.230,23°N，74.248,69°E附近； 图4f)。

2.3 考察路线3

位于中国地震台网震中以东31～33km处。该处木吉断裂由数条近平行的断层陡坎组成，坡向S的断坎规模较大，右旋断错了不同时代的冰碛堆积及冲沟、 水系、 洪积扇，断坎高逾70m(图4g； 海拔4,030～4,150m)。在此陡坎顶部也发现了非常新鲜的可能为上次强震形成的地震地表破裂带(39.197,37°N，74.406,20°E附近)。南侧2条反向断层陡坎(坡向N)相对规模较小，长只有1,000m，与北侧主断坎组成1个宽500～800m的地堑。

此次考察沿木吉断裂北侧主陡坎发现了断续发育的小规模地裂缝(分布在海拔高度4,000～4,300m处)，长约2km，最宽处约1,500m。有2处先成断层陡坎被震酥成碎块状(图4h)。其中长约50m为地震地表破裂带(海拔高度约4,036m； 39.197,33°N，74.405,99°E附近； 图4i)，走向100°～115°，右旋走滑位错量为10～15cm，垂直位移量(南盘下降)约为40cm(可能含重力作用)。

2.4 考察路线4

位于木吉乡布拉克村以东(海拔高度3,550m)，发育数条断续展布的地裂缝，新疆地震局最早发现并在微博上报道了这些地裂缝。我们沿这些裂缝追踪了约2km，并未发现任何先存的活动断层陡坎，在最东端疑似发育喷砂冒水。这些裂缝多发育在昆盖山南麓冲洪积扇南缘与东流木吉河河漫滩交会处。这里岩性以砂与黏土为主且土质疏松、 地下水位较浅且发育有厚度<1m的季节性冻土层，不少裂缝的形成与局部地形重力垮塌、 砂土液化或冻土层在地震动中的破裂有关，初步认为这些裂缝带为该地震造成的次生破裂(图4j)。

2.5 考察路线5

位于木吉乡以东，我们在2005年野外考察的基础上重点对木吉盆地西南边界断裂陡坎进行了补充调查。在木吉河大桥北岸河流阶地与冲洪积扇面上，该断裂由数条断层陡坎组成，其中最南侧反向断层陡坎为主断坎，坡向N； 在乌鲁河西岸，主断坎北侧发育1条坡向S的断坎，与南侧主断坎带构成1个宽约500m小地堑。该断裂断错了现代河床及不同时期形成的河流阶地及洪积台面，阶地愈老断坎高度愈大，沿断坎未见冲沟水系走滑断错，因此是1条正断裂。该断坎带向SE延伸规模渐小，最后消失在高洪积扇面上。断坎向NW延伸，进入木吉河谷后，仍隐约可见断坎，在断坎沿线发育串珠状泉眼，泉眼直径数米至数十米不等。此次考察沿所有断层陡坎均未发现地表破裂及相关地质灾害。

3 主余震重新定位初步结果

截至北京时间11月30日24时0分，新疆阿克陶地震共发生余震630次，最大余震为11月26日17时23分发生的MS5.0地震。采用双差定位法(Waldhauseretal.，2000； Fangetal.，2015)对阿克陶地震的主余震序列进行了初步的重新定位。为了获得较为可靠的定位结果，只选择震相数≥6、 台站数量≥3的余震进行重定位，满足条件的地震有485个。重定位时使用的P波速度模型为CRUST1.0(Laskeetal.，2013)在震源区附近节点的速度模型，波速比设为1.73。

由于该地震发生在中国西部阿克陶县与塔吉克斯坦国境线附近，目前仅收集到中国境内相关地震台站的数据，这些台站均分布在该地震以东，西侧和西南侧没有地震台站。在这种台站布局下，区域台网的绝对定位结果可能会出现较大的水平偏移。参考房立华等(2011)对2011年盈江MS5.8地震序列的精定位方法，将每个地震的初始位置加入均方差为6km的随机误差，然后进行重定位。重新定位后获得了388个地震的位置，SN向、 EW向和垂直向平均定位误差分别为1.0km、 0.9km和1.5km。图2、 3是主余震序列的震中分布图和纬向与经向震源深度剖面图。从图中可看出，重新定位后的主震位于木吉断裂上，震源深度约9.3km。绝大多数余震主要分布在木吉断裂南侧，总体走向NWW，长逾85km，余震带宽度<12km，余震主要分布在地下3～15km范围内。余震带走向在主震EW两侧略有变化，在主震以西近EW走向，余震较密集且相对较浅较窄，主要分布在地下5～12km，在SN向剖面上余震带宽<8km，呈直立状分布在主震附近(图3，5)； 主震以东余震带走向明显向S偏转且大多分布在主震南侧的木吉盆地，余震相对较稀疏且相对较深，主要分布在地下5～15km。

图5 精定位主震附近的余震(74.009 732°～74.164 548°E)纬向深度分布剖面与发震构造木吉断裂Fig. 5 A single latitudinal profile near the mainshock(yellow star)，the listric Muji Fault is outlined by the well-resolved south-dipping streak of seismicity and surface trace of the Muji fault scarp. Hollow circles represent relocated aftershocks between 74.009 732°E and 74.164 548°E. 余震范围及剖面位置见图3

由于此次地震序列的观测台站方位分布较差，且震源区速度结构复杂，后续工作中将加入境外台站的震相数据，使用三维速度模型对主余震进行精定位，进一步提高此次地震序列的定位精度。

4 InSAR分析初步结果

阿克陶MW6.6地震后，截至2016年12月7日，欧洲空间局的哨兵一号雷达卫星(Sentinel-1)先后获取了跨越震区2条轨道的合成孔径雷达数据(TOPS成像模式)，且都为升轨方向。其中轨道T100覆盖了木吉盆地西侧部分地区，震前震后的数据成像时间分别为2016年11月6日和2016年11月30日，但是形变场未能覆盖木吉盆地和木吉断层的东段。2016年12月7日获取了覆盖整个木吉盆地和木吉断层的T027轨道雷达数据，该轨道震前数据的成像时间为2016年11月13日。利用欧洲空间局提供的干涉雷达处理软件SNAP，我们处理了T027轨道的2个子幅(subswath)数据，并镶嵌成覆盖震区的InSAR同震形变场(图2)。

InSAR数据初步分析结果(图2)表明，本次地震破裂长度至少为77km，发震断层的位置与木吉盆地北缘的木吉断裂高度吻合。木吉断裂南侧有东、 西2个干涉条纹密集区，西部中国地震台网仪器震中附近InSAR干涉条纹密集区(即形变区)范围明显大于东侧干涉条纹密集区的范围，其最大雷达视线向(LOS)形变量约为10.5cm，而东部干涉条纹密集区的最大雷达视线向(LOS)形变量约为10.8cm。西部干涉条纹密度相对偏小，但是范围大，显示断层破裂范围可能较大、 较深。东部干涉条纹密集区位于中国地震台网震中以东25～32km处，干涉条纹密度相对较高，但范围明显较小，说明断层破裂范围较小、 破裂位置较浅。东、 西2个InSAR密集条纹区表明地震破裂可能在这2个地点出露地表，这也与野外考察结果是相互吻合的。本次地震可能带有一定的倾滑分量，而现有InSAR数据尚不能直接反映地面的3分量形变，确切的水平和垂直形变还需要降轨雷达资料的辅助才能解算。

由于去相干作用的影响，断层北侧山区的信号质量有所下降，但仍能清晰分辨出形变的量值和形变覆盖范围。根据雷达观测的成像特点，断层南侧区域向靠近雷达传感器的方向移动，而断层北侧向远离传感器的方向移动，据此可判断发震断层主要的活动方式为右旋走滑，这与木吉断裂的活动性质是一致的。根据南侧条纹比北侧条纹密集的特点，可以初步判断该断层倾向S。另外，InSAR形变主要分布在发震断层附近的区域，表明本次地震的破裂主要集中在地壳浅部。

5 初步发现与认识

(1)初步的野外地震地质考察，沿木吉断裂在距中国地震台网震中SEE方向约2.4km处以及以东32.6km两处分别发现了长数十米的小规模右旋张扭地震地表破裂带。前者右旋走滑位移为15～20cm，正断分量不明显； 后者右旋走滑量为10～15cm，垂直位移量(南盘下降)约为40cm(可能含重力作用)。

(2)哨兵一号雷达卫星(Sentinel-1)升轨数据InSAR同震形变场分析初步结果表明，阿克陶地震破裂长度至少77km，发震断层的位置与木吉断裂高度吻合(图2)； InSAR形变主要分布在木吉断裂附近，表明本次地震破裂主要集中在地壳浅部。木吉断裂南侧有东、 西2个InSAR干涉条纹密集区，分别位于中国地震台网震中附近和以东30km处。与东部干涉条纹密集区相比，西部干涉条纹密度相对偏小，但是分布范围较大，其雷达视线向形变量值约为10cm。根据雷达观测的成像特点判断阿克陶地震的发震断层为右旋走滑性质，断面倾向S。这些认识与野外考察结果吻合，也与张勇等的震源破裂过程研究结果(http: ∥www.cea-igp.ac.cn/ tpxw/ 275080.shtml)一致。

(3)主余震重新定位初步结果表明，重新定位的主震位于木吉断裂上，震源深度约9.3km。绝大多数余震主要分布在木吉断裂南侧1个走向NWW、 长逾85km、 宽<8km、 深5～13km的条带内(图2)。余震带的北边界上陡下缓(图3，5)，很好地限定了木吉断裂的铲形深部几何结构。

(4)2016年新疆阿克陶MW6.6地震的独特之处在于具有特别长的InSAR干涉形变场(长逾77km)和余震带(长逾85km)，至少包括2次破裂事件。该地震破裂走向107°、 倾角76°，发震断层是公格尔拉张系最北端的全新世活动转换断层——NWW走向的木吉右旋走滑断裂。木吉断裂以右旋走滑作用吸收了公格尔拉张系北端的近EW向拉张量。

(5)阿克陶MW6.6地震是公格尔拉张系自1895年塔什库尔干7级地震以来发生的最大地震，也是自2015年10月26日阿富汗兴都库什FarkharMW7.5中源地震以来发生在帕米尔的第4个中强震，这可能表明该区的地震活动日趋活跃。沿木吉断裂发现了极为新鲜的上次强震造成的地震地表破裂带，表明这条全新世活动断裂未来仍有发生强震的可能性。

(6)此次阿克陶地震与其SE约160km处2015年12月7日发生的帕米尔中部塔吉克MurghobMW7.2地震(Metzgeretal.，2016)均为浅源走滑型地震，这反映了帕米尔高原内部上地壳现今构造变形仍以近EW向拉张为主，活动走滑转换断裂在其中扮演了重要角色。

此外，发生在帕米尔兴都库什的2015年10月26日阿富汗FarkharMW7.5中源地震是由于印度板块向N推挤造成的，2015年12月7日塔吉克MurghobMW7.2浅源地震致使帕米尔中部的NE向Sarez-Karakul左旋走滑断裂发生破裂(Metzgeretal.，2016; Parsonsetal.，2016)，沿帕米尔前缘推覆系(PFT)发生过2008年10月5日吉尔吉斯NuraMW6.7地震(Sippletal.，2014)以及2016年6月26日吉尔吉斯MW6.4地震(图1)，阿克陶地震在时空上与这些中强震是否有关联？该区未来大震趋势如何？都是亟待研究的问题。

致谢 感谢阿克陶县木吉乡党委及政府对野外科考的大力支持和帮助； 感谢评审人细致的修改建议。

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COSEISMIC SURFACE RUPTURES AND SEISMOGENIC MUJI FAULT OF THE 25 NOVEMBER 2016 ARKETAOMW6.6 EARTHQUAKE IN NORTHERN PAMIR

CHEN Jie1)LI Tao2)SUN Jian-bao1)FANG Li-hua3)YAO Yuan4)Li Yue-hua1)WANG Hao-ran1)FU Bo1)

1)StateKeyLaboratoryofEarthquakeDynamics，InstituteofGeology，ChinaEarthquakeAdministration，Beijing100029，China2)SchoolofEarthSciencesandEngineering，SunYat-SenUniversity，Guangzhou510275，China3)InstituteofGeophysics，ChinaEarthquakeAdministration，Beijing100081，China4)EarthquakeAdministrationoftheXinjiangUygurAutonomousRegion，Urumqi830000，China

TheMW6.6 Arketao earthquake，which occurred at 14:24:30 UTC 25 November 2016 was the largest earthquake to strike the sparsely inhabited Muji Basin of the Kongur extension system in the eastern Pamir since theM7,1895 Tashkurgan earthquake.The preliminary field work，sentinel-1A radar interferometry，and relocated hypocenters of earthquake sequences show that the earthquake consists of at least two sub-events and ruptured at least 77km long of the active Muji dextral-slip fault，and the rupture from this right-lateral earthquake propagated mostly unilaterally to the east and up-dip. Tectonic surface rupture with dextral slip of up to 20cm was observed on two tens-meter long segments near the CENC epicenter and 32.6km to the east along the Muji Fault，the later was along a previously existing strand of the Holocene Muji fault scarps. Focal mechanisms are consistent with right-lateral motion along a plane striking 107°，dipping 76° to the south，with a rake of 174°. This plane is compatible with the observed tectonic surface rupture.More than 388 aftershocks were detected and located using a double-difference technique. The mainshock is relocated at the Muji Fault with a depth of 9.3km. The relocated hypocenters of the 2016 Arketao earthquake sequence showed a more than 85km long，less than 8km wide，and 5～13km deep，NWW trending streak of seismicity to the south of the Muji Fault. The focal mechanism and mapping of the surface rupture helped to document the south-dipping fault plane of the mainshock. The listric Muji Fault is outlined by the well-resolved south-dipping streak of seismicity.The 2016 ArketaoMW6.6 and 2015 MurghobMW7.2 earthquakes highlight the importance role of strike-slip faulting in accommodating both east-west extensional and north-south compressional forces in the Pamir interior，and demonstrate that the present-day stress and deformation patterns in the northern Pamir plateau are dominant by east-west extension in the shallow upper crust.

Pamir，ArketaoMW6.6 earthquake，surface rupture，InSAR，aftershock，Muji fault

10.3969/j.issn.0253- 4967.2016.04.028

2016-12-21收稿，2016-12-26改回。

中国地震局地质研究所基本科研业务专项(IGCEA1623)与国家自然科学基金(41272195，41302172，41374040)共同资助。

P315.2

A

0253-4967(2016)04-1160-15

陈杰，男，1966年生，1995年于国家地震局地质研究所获构造地质学专业博士学位，研究员，现主要从事新构造、 活动构造与年代学研究，电话： 010-62009093，E-mail: chenjie@ies.ac.cn。