南天山-帕米尔构造结现今断层运动速率与强震危险性研究

There are many thrust, strike-slip and normal faults located at the South Tianshan mountains and Pamir Salient, where are frequently happened strong earthquake, such as, Talas-Fergana strike-slip fault, Puchang fault, Kalpingtag nappe, and the main Pamir thrust, the Pamir Frontal thrust and the Kongurshan extensional system. Previous studies showed that, these faults are important factors in the control of tectonic block motion, seismicity distribution.But because of the lack of the spatial resolution of observation data, we don't clearly analysis and know how about the kinematics of the faults in the space, and the relationship between active faulting and the strong earthquake. Also, we don't clearly know about the regulatory role of these active faults for Cenozoic evolution processing of the Southwest Tianshan Mountains and Pamir. Through building a large number of new GPS sites, observing, and making several velocity profile of crustal, based on the regional GPS stations, we accurately determine the faults slip rate, geometry character, locking pattern, and rotation velocity, strain rate of the block, and analyze the action role in the absorption and collision.Through using the geophysical model and data processing method and the inversion technology, we analyze the characters of present-day tectonics deformation and active faulting, and provide scientific basis for forecasting of regional strong earthquake.

作为中强震频发的南天山及帕米尔构造结地区分布着大量的逆冲、走滑及正断系断层，如塔拉斯费尔干纳走滑断裂、普昌断裂、柯坪塔格逆冲推覆系及帕米尔主逆冲断层、前缘断层及公格尔拉张系。以往研究表明，这些断层是控制构造块体运动、强震活动分布的重要因素。但由于观测资料空间分辨率不足，对这些断层在空间上的运动学关系研究不清，断层活动与强震群的关系也不明确，对于这些断层在西南天山-帕米尔新生代演化过程中的调节作用认识有限。本研究拟在原有区域GPS站的基础上，通过大量加密布点、观测，建立数条地壳位移速度剖线，精确测定断层滑动速率、几何学特征，闭锁状况以及活动区域的旋转、应变幅度,研究主要断层在吸收、转换板块汇聚中的作用。并采用优化的地球物理模型和数据处理方法以及正反演技术，对研究区域现今构造变形特征及毗邻的断层活动进行分析，为区域强震趋势分析提供科学依据。

依托基金项目的开展，对西南天山地区进行了有针对性的GPS加密埋设工作，通过多期观测GPS野外观测（累计观测数据字节大小近1.1GB），尤其针对南天山西段重要的现今以来仍在活动的断层开展了加密布点和观测工作，为后续的研究提供了高精度、高密度的点位分析基础并得出了许多有意义的结果：. 通过项目的执行，定量分析了西南天山及帕米尔地区截止目前为止最精细化的地壳运动图像、整体特征及演化规律。对印度-欧亚板块边界的挤压碰撞对天山的远程传递作用有了清晰的认识。应用GPS和InSAR技术得出喀什乌恰交汇区三维变形幅度最大区域集中在卡兹克阿尔特断裂一带，是强应变积累和强震发生的触发区。. 认识了研究区域内应变率场分布特征及与地震的关系：借助球面最小二乘配置方法获取了西南天山主压应变方向随经度增加逐渐由北北西转向南北及北北东向的特征，最大剪应变率则位于西天山南缘与帕米尔高原及西昆仑结合部，是强地震的主要分布区。并利用InSAR技术针对2008年10月5日乌恰Mw6.7级地震开展研究，认为该地震可能与发震断层附近历史地震未完全释放的残余应力积累有关。. 认识了西南天山-帕米尔南北向地壳缩短变形的规律特征，山体盆地滑脱层下部刚性基底不变形，上部盖层由于滑脱断层闭锁而变形及山区盆地过渡带上地壳内滑脱断层剪切可能控制了天山缩短变形的空间分布和大震分布的规律。采用层叠InSAR技术与GPS观测数据一同研究表明，现今天山内部很少变形，挤压变形主要集中于边缘地带，而这些地带随着印度板块和亚洲大陆的汇聚而不断扩展。. 天山地区的强震能量释放活动是以逐渐积累的弹性应力并以间歇性大震活动释放为主，并导致了山前永久性有限应变，盖层褶皱隆起，和向两侧伸展活动。通过弹性块体模型理论，研究了天山及周边地区主要块体闭锁深度、旋转速率以及运动方向。并利用地震矩亏损结果分析了天山及邻近地区构造运动特征，表明不同断裂带的运动方式及速率是不同的，块体间的差异运动在其边界最强烈。