SEISMOLOGICAL AND GEOMAGNETIC
OBSERV ATION AND RESEARCH
第42卷 第2期2021年 4月
Vol.42 No.2Apr. 2021
地震地磁观测与研究
doi: 10. 3969/j. issn. 1003-3246. 2021. 02. 003
0 引言
据中国地震台网测定，天山中部地区在2020年3月和7月各发生1次5.0级地震，分别为3月23日拜城5.0级（41.75°N ，81.11°E ）和7月13日霍城5.0级地震（44.42°N ，80.82°E ）。其中，拜城5.0级地震震中位于南天山地震带中段的拜城凹陷东北端，霍城5.0级地震震中位于北天山地震带西段的伊犁盆地北缘断裂（喀什河断裂）附近。余震序列显示，3月23日拜城5.0级地震余震较少，截至5月23日，共记录M L ≥1.0余震2次，序列主震与最大余震的震级差为2.9，主震释放能量占序列的比例为99.99%，是一次孤立型事件；7月13日霍城5.0级地震余震不多，截至9月13日，共记录M L ≥1.0余震9次，序列主震与最大余震的震级差为2.5，主震释放能量占序列的比例为99.99%，也是一次孤立型事件。
文中介绍了拜城5.0级和霍城5.0级地震的区域构造背景和余震序列，详细梳理了2次地震发生前的活动异常，追踪了震前地震学参数演化特征，结合形变和电磁2类地球物理观测手段震前异常现象，分析了各观测手段在时间、空间和强度方面的预测意义，以期为新疆地区5级以上地震的判定积累震例资料。
2020年3月23日新疆拜城5.0级和 7月13日霍城5.0级地震总结
苑争一 宋治平 姜祥华 马亚伟 姚 琪
解孟雨 于 晨 韩颜颜
（中国北京100045中国地震台网中心）
摘要 2020年3月23日和7月13日，新疆天山中部地区分别发生拜城5.0级和霍城5.0级地震，其中拜城5.0级地震发生在南天山地震带中段，霍城5.0级地震发生在北天山地震带西段。系统总结2次地震前出现的地震活动和地球物理观测异常，结果表明： ①拜城5.0级地震：震前主要存在5级地震成组和尼勒克钻孔应变中短期异常；②霍城5.0级地震：震前中短期异常比较丰富，存在3级以上地震带状分布、地震发生率指数、D 值、调制比、b 值异常，而地球物观测则以形变异常为主，主要出现在震中附近区域。综合分析认为：①拜城5.0级地震前地震活动异常较少，地球物理观测以趋势异常为主，短期指示意义不明确；②霍城5.0级地震前具有中短期预测意义的地震活动和地球物理异常较为丰富，为后续中强地震的发生提供了判定依据。
关键词 拜城5.0级地震；霍城5.0级地震；地震活动异常；地球物理观测异常；序列跟踪
第一作者简介：苑争一（1989—），男，主要从事地壳形变数据处理与分析工作。E -mail ：yuanzhengyi001@163 基金项目：国家重点研发计划（项目编号：2018YFE0109700）；中国地震台网中心青年科技基金课题（项目编号：QNJJ202006）；中国地震局2021年度震情跟踪定向工作任务（项目编号：2021010220）本文收到日期：2021-03-08
图1 2020年3月23日拜城5.0级和7月13日霍城5.0级地震震中附近历史地震分布Fig.1 The historical earthquake distribution near the epicenter of Baicheng M S 5.0 earthquake
on March 23 and Huocheng M S 5.0 earthquake on July 13, 2020, respectively
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构造背景
天山地震带位于南部的塔里木盆地和帕米尔高原与北部的准噶尔盆地和哈萨克地台之间，是亚洲内部的特大造山带之一，也是世界上年轻、活跃的陆内造山带之一；龚正等，2020）。天山中部地区位于天山造山带中北部，展布于刚性的塔里木盆地和准噶尔盆地之间，受印度大陆和欧亚大陆碰撞远程效应的影响，区内分布数条近褶皱活动构造带，是大陆内部变形和强震活动频繁的地区之一（Tapponnier et al ；沈军等，2003；Campbell et al ，2013；张志斌等，2020）。
）2020年拜城5.0级地震。此次地震发生在南天山地震带中段拜城凹陷东北端城凹陷是南天山中段与塔里木盆地北缘之间库车褶皱—冲断带构造单元的重要组成部分库车褶皱—冲断带发育多种盐构造样式，盐构造空间上成排成带分布，自北向南主要形成克拉苏构造带、拜城凹陷和秋里塔格构造带（汪新等，2009）。克拉苏构造带为变形后缘，
图2 拜城5.0级和霍城5.0级地震和历史地震震源机制解
（据GCMT ，/CMTsearch.html ）
Fig.2 The focal mechanisms for Baicheng M S 5.0 earthquake, Huocheng M S 5.0 earthquake, and historical earthquakes (according to GCMT)
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5.2级地震什么概念ᜇ
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）2020年霍城5.0级地震。此次地震发生在北天山地震带西段伊犁地块北缘地块隶属于天山造山带伊犁—中天山微板块，主要由伊犁盆地构成（朱志新等，伊犁盆地是在塔里木板块和哈萨克斯坦板块南北对冲挤压应力作用下形成的大型内陆山间拗陷盆地，中生代受燕山运动和喜马拉雅运动改造作用明显，盆山接触地段发生显著逆冲推覆，新生代以来，印度板块向欧亚板块的持续俯冲、碰撞，引起青藏高原广泛强烈抬升和差异升降，对先期构造产生叠加改造。伊犁盆地北缘断裂（喀什河断裂带）作为博罗科努山与伊犁盆地分界断裂，控制了盆地北部边界，断裂地貌标志明显，北部为高山，南部为
倾斜平原，相对高差达1 000 m 以上。野外地震地质勘查结果显示，晚第四纪以来，该断裂活动速率相对较低，垂直运动速率为0.9—1.2 mm/a （尹光华等，2003）。距霍城地震最近的断层即为喀什河断裂，以右旋逆冲为主，距离约4 km （图2）。
震源机制解显示，拜城5.0级地震为一次走滑型破裂地震，震中附近历史地震震源机EW 向逆冲型破裂为主，优势主压应力轴方位近NS 向；霍城5.0级地震为一次走滑型破裂地震，震中附近历史地震震源机制以NE 向具有一定逆冲分量的左旋走滑破裂为主，优势主压应力轴方位近NS 向。2020年拜城5.0级和霍城5.0级地震所在的天山地震带中段，历史地震以近东向的逆冲型破裂为主，优势主压应力轴方位近NS 向（图
地震地磁观测与研究42卷20
表1 拜城5.0级和霍城5.0级地震震源机制
Table 1 The focal mechanism solutions for the Baicheng M S 5.0 earthquake and Huocheng M S 5.0 earthquake
发震时间地点λE/(°)φN/(°)
节面Ⅰ/(°)节面Ⅱ/(°)
M W质心深度/km 走向倾角滑动角走向倾角滑动角
2020-03-23T03:21:39拜城81.1141.753348715766673 4.812
2020-07-13T09:28:02霍城80.8344.4229685-17020580-5 4.4824
2 地震活动特征
2020年上半年，新疆地区5级以上地震活跃，在1月16日库车5.6级地震至7月13日霍城5.0级地震发生期间，天山地震带共发生9次5级以上地震（图1），地震活动较往年显著增强。本研究系统总结3月23日拜城5.0级和7月13日霍城5.0级地震发生前的活动特征，结果显示，拜城地震前具有明确预测意义的异常较少，仅有天山中段5级以上地震成组1项异常；霍城地震前具有3级以上地震带状分布、地震发生率指数、地震危险度D值、震前小震调制比和b值等明确预测意义的异常。
2.1 地震活动异常
2.1.1拜城地震。拜城地震前天山中部地区存在5级以上地震成组异常。以3个月时间内发生2次5级以上地震为成组标准，统计天山中部地区1970年以来发生的5级以上地震，结果表明，共发生50次5级以上地震，其中参与成组的地震有17次，占比34%（17/50），共有8组（表2）。2020年1月16日新疆库车发生5.6级地震，根据统计的成组规律，天山中部地区3个月内存在发生5级以上地震的可能，综合分析
认为，2020年拜城5.0级地震为对应地震。
表2 天山中部5.0级以上地震成组统计
Table 2 Group list of M S≥5.0 earthquakes in the middle of Tianshan
序号成组地震
时间
λE/(°)φN/(°)M S名称间隔
时间/d
序号
成组地震
时间
λE/(°)φN/(°)M S名称间隔
时间/d
11970-11-1681.243.4 5.4昭苏1352011-11-0182.443.6 6.0尼勒克—巩留68 1970-11-2981.841.6 5.0拜城2012-01-0887.542.1 5.0和硕
21973-05-1782.241.3 5.1沙雅1762012-06-1584.242.2 5.4轮台15 1973-06-0383.644.2 6.0精河2012-06-3084.843.4 6.6和静
31995-03-1987.242.6 5.0和硕4472016-01-1484.142.2 5.3轮台28 1995-05-0284.743.8 5.8乌苏2016-02-1182.543.5 5.0新源
41995-09-2681.541.8 5.2拜城36
6982017-08-0982.944.3 6.6精河38
1995-11-0180.543.3 5.2昭苏2017-09-1683.442.1 5.7库车
1996-01-0985.643.8 5.2乌苏92020-01-1683.641.2 5.6库车67
2020-03-2381.141.8 5.0拜城
2.1.2霍城地震。（1）震前3级以上地震带状分布。地震活动条带图像是地震预测的常用方法之一，表征了地震前区域地震活动由凌乱分散分布转为集中成带的现象（刘蒲雄，1992）。2020年5月10日至7月12日，新疆伽师至克拉玛依出现3级以上地震带状分布图像，根据条带起始震级与后续主震的一般关系（李莹甄等，2011），分析认为，该条带及周边后续存在发生5级以上地震的可能，2020年7月13日新疆霍城5.0级地震即发生于此（图3）。
附近地震发生率指数持续高值异常，并于震前10天消失，而此次地震即发生在该显著高图3 霍城5.0级地震前3级以上地震带状分布Fig.3 Seismic belt with a magnitude of M S ≥before Huocheng M S 5.0 earthquake
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