吉爾吉斯地震活動(dòng)性及監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)研究＊

王 超

（中國(guó)地震局地球物理研究所，北京 100081）

吉爾吉斯共和國(guó)位于中亞?wèn)|北部，分別與哈薩克斯坦、塔吉克斯坦、烏茲別克斯坦以及中國(guó)接壤，國(guó)土面積19.99 萬(wàn)km2，東西長(zhǎng)900 km，南北寬410 km。至2019 年12 月31 日，吉爾吉斯常住人口登記數(shù)量為645.65 萬(wàn)人，80%以上居民信仰伊斯蘭教，多數(shù)屬遜尼派。首都比什凱克（Bishkek，Бишкeк），南都奧什（Osh，Oш），屬于大陸性氣候，1 月平均氣溫-6℃，7 月平均氣溫27℃[1]。

1 地質(zhì)構(gòu)造

吉爾吉斯共和國(guó)屬于山區(qū)國(guó)家，其國(guó)土平均高度2 750 m，其中約90%的領(lǐng)土處于海拔1 500 m 以上的高原，40%位于海拔3 000 m 以上。吉爾吉斯共和國(guó)的地貌以山地為主，有14 個(gè)山峰超過(guò)6 000 m[2]，包括勝利峰（7 439 m）-該山峰是吉爾吉斯共和國(guó)的最高點(diǎn)。

吉爾吉斯地質(zhì)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。從吉爾吉斯地貌圖（圖1）可以看到，吉爾吉斯斯坦包括天山的中部和幾乎整個(gè)西部，最西南端還包括了帕米爾—阿萊山脈的一部分。凸起的山體由太古代和元古代變質(zhì)復(fù)合體組成。褶皺構(gòu)造是由古生代沉積和火山作用地層形成的[3]。兩條世界上最大的褶皺帶（從北向南的烏拉爾—蒙古褶皺帶和從南向北的高山—喜馬拉雅褶皺帶）在阿萊河谷（дoлинй peки Чoн-Aлaй）發(fā)生碰撞[4]。山區(qū)間洼地充滿了中新生代的松散地層?；鸪蓭r在吉爾吉斯的地質(zhì)結(jié)構(gòu)中起著重要作用，其中發(fā)展最廣泛的是貝加爾巖，喀里多尼亞巖和海西尼巖侵入的花崗巖，以及發(fā)展程度較小的主要成分是堿性巖[3]。

圖1 吉爾吉斯地貌圖（來(lái)源于http://map.ps123.net/world/20834.html）Fig. 1 Kyrgyzstan landform map

吉爾吉斯共和國(guó)境內(nèi)，有各種高低起伏的山前長(zhǎng)山丘（零亂丘陵地形），有被崎嶇荒地分割的低山地，有陡斜侵蝕性中山地，高山地還有高山山峰，冰斗，凹地，冰川谷地和冰磧山脊。吉爾吉斯的許多山峰有不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)-南部圓形和北部平緩的斜坡。有超過(guò)20 個(gè)山間谷底和盆地，其中一部分已經(jīng)成為湖泊。河谷有巨大的高度落差，階梯式的地貌經(jīng)常使平坦的河灘地成為沼澤[2]。

2 地震發(fā)生情況

吉爾吉斯共和國(guó)是世界上地震活動(dòng)強(qiáng)烈的國(guó)家之一。當(dāng)?shù)貜?fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造和構(gòu)造過(guò)程的活躍，是其地震活動(dòng)強(qiáng)烈的主要原因。崩塌、斷裂、山體滑坡等古代強(qiáng)地震的遺留信息，遍布吉爾吉斯共和國(guó)全境[4]。有記載以來(lái)，吉爾吉斯發(fā)生過(guò)多次大地震。

2009 年，受聯(lián)合國(guó)中亞國(guó)際減災(zāi)戰(zhàn)略秘書處（UNSDR）的委托，在歐洲委員會(huì)人道主義援助部（ECHO）的支持下，中亞應(yīng)用地球科學(xué)研究所的H. H.Mиxaйлoвa博士等編寫了《吉爾吉斯斯坦-比什凱克地震圖集—2009》[5]，其中，統(tǒng)計(jì)時(shí)間為公元前250年—公元2008 年，吉爾吉斯共和國(guó)領(lǐng)土共發(fā)生5 級(jí)及以上地震411 次。2019 年，吉爾吉斯科學(xué)院地震學(xué)研究所統(tǒng)計(jì)了2015—2018 年底，共發(fā)生各級(jí)地震18 184 次（圖2）[6]?？梢钥闯觯@些地震多發(fā)生在天山附近。如上所述，吉爾吉斯斯坦的高地震活動(dòng)是由天山極其復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造和相應(yīng)的構(gòu)造過(guò)程所決定的[4]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1716—1992 年，吉爾吉斯斯坦發(fā)生了14 次震級(jí)M≥7.0 的強(qiáng)震（表1）[5]。大地震的發(fā)生使吉爾吉斯共和國(guó)成為世界上地震災(zāi)害最嚴(yán)重的地區(qū)之一。

圖2 2015—2018 年吉爾吉斯斯坦境內(nèi)5 級(jí)以上地震分布圖Fig. 2 Distribution map of earthquakes of magnitude 5 and above in Kyrgyzstan from 2015 to 2018

表1 吉爾吉斯斯坦7 級(jí)及以上地震目錄Table 1 Catalog of earthquakes of magnitude 7 and above in Kyrgyzstan

3 科研機(jī)構(gòu)

1952 年在蘇聯(lián)科學(xué)院吉爾吉斯分院基礎(chǔ)上組建了地球物理學(xué)部，隨后更名為地震學(xué)部。1963 年，地震學(xué)部隸屬于吉爾吉斯科學(xué)院地質(zhì)研究所，進(jìn)行吉爾吉斯斯坦境內(nèi)地震活動(dòng)性研究，水庫(kù)、水電站監(jiān)測(cè)，同時(shí)會(huì)同地質(zhì)學(xué)專家、構(gòu)造學(xué)專家編制首個(gè)吉爾吉斯地震區(qū)劃圖及城鄉(xiāng)小區(qū)劃圖。1970 年，薩雷卡梅什9 度地震發(fā)生后，提出組建國(guó)家地震研究所[7]。1975 年，在地震學(xué)部和兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室（新構(gòu)造地質(zhì)學(xué)實(shí)驗(yàn)室和地震構(gòu)造實(shí)驗(yàn)室）的基礎(chǔ)上成立了吉爾吉斯科學(xué)院地震研究所，研究所的科技機(jī)構(gòu)由2 個(gè)中心（數(shù)據(jù)處理中心和地震監(jiān)測(cè)中心）和7 個(gè)實(shí)驗(yàn)室（地震構(gòu)造實(shí)驗(yàn)室、地震危險(xiǎn)性評(píng)估實(shí)驗(yàn)室、地震危險(xiǎn)區(qū)地球物理研究方法實(shí)驗(yàn)室、地球化學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)預(yù)測(cè)方法實(shí)驗(yàn)室、地震預(yù)報(bào)方法實(shí)驗(yàn)室、區(qū)域地震學(xué)實(shí)驗(yàn)室、工程地震學(xué)和地震區(qū)域劃分實(shí)驗(yàn)室）組成。

吉爾吉斯地震研究所主要工作為：地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)和編制各種尺度地震區(qū)劃；進(jìn)行天山地區(qū)地震動(dòng)態(tài)及區(qū)域地球動(dòng)力學(xué)研究；進(jìn)行地震趨勢(shì)預(yù)測(cè)、編制潛在地震危險(xiǎn)區(qū)圖；地震風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；地震災(zāi)害減災(zāi)及建筑物抗震性提高對(duì)策研究等。

4 地震監(jiān)測(cè)臺(tái)站

吉爾吉斯地震監(jiān)測(cè)體系，由測(cè)震臺(tái)、地磁臺(tái)、水化臺(tái)及水位地質(zhì)流動(dòng)觀測(cè)點(diǎn)、數(shù)據(jù)加工中心和地震監(jiān)測(cè)中心組成。

表2 測(cè)震臺(tái)參數(shù)Table 2 Parameters of seismic platform

4.1 測(cè)震臺(tái)

吉爾吉斯地震研究院有測(cè)震臺(tái)27 個(gè)（表2），由3 個(gè)建于不同時(shí)期的地震臺(tái)網(wǎng)組成（圖3），分別是：1991年由美俄吉聯(lián)建的吉爾吉斯斯坦遙測(cè)網(wǎng)絡(luò)（KNET）；2008 年在全面禁止核試驗(yàn)條約組織（CTBTO）合作框架內(nèi)，挪威地震局（NORSAR）援建的吉爾吉斯共和國(guó)數(shù)字網(wǎng)（KRNET）以及德國(guó)援建的地震和強(qiáng)震動(dòng)臺(tái)網(wǎng)（CAREMON）[8]。其中，在KRNET 臺(tái)網(wǎng)中，所有臺(tái)站使用的設(shè)備為GURALP 公司生產(chǎn)的CMG-3ESP和CMG-DM24 數(shù)據(jù)采集器；在KNET 臺(tái)網(wǎng)中，所有臺(tái)站使用的設(shè)備為Streckeisen 公司生產(chǎn)的STS-2 地震傳感器和Reftek 公司生產(chǎn)的地震數(shù)據(jù)采集器；在CAREMON 臺(tái)網(wǎng)中，所有臺(tái)站使用的設(shè)備為GURALP公司生產(chǎn)的CMG-3ESP，CMG-5T，CMG-DM24S6+和CMG-EAM[5]。

圖3 吉爾吉斯測(cè)震臺(tái)分布圖（來(lái)源于http://www.seismo.kg/ru/sejsmicheskie-stantsii）Fig. 3 Distribution map of Kyrgyzstan’s seismic stations

4.2 地磁臺(tái)

吉爾吉斯地震研究院有5 個(gè)地磁臺(tái)（表3），主要位于吉爾吉斯北部（圖4）。

表3 地磁臺(tái)參數(shù)Table 3 Parameters of geomagnetic station

4.3 水文化學(xué)臺(tái)和水文地球動(dòng)力觀測(cè)點(diǎn)

吉爾吉斯地震研究院有水文化學(xué)臺(tái)4 個(gè)，水文地質(zhì)流動(dòng)觀測(cè)點(diǎn)5 個(gè)（表4），水位化學(xué)臺(tái)都位于吉爾吉斯北部，4 個(gè)水文地球動(dòng)力觀測(cè)點(diǎn)設(shè)在吉爾吉斯北部，1 個(gè)設(shè)在西南部（圖5）。

5 科學(xué)產(chǎn)出

地震監(jiān)測(cè)一直是吉爾吉斯共和國(guó)最緊迫的任務(wù)之一，獲得的正確的初始數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行科學(xué)分析是評(píng)估區(qū)域地震危險(xiǎn)，采取適當(dāng)預(yù)防措施的基礎(chǔ)。吉爾吉斯測(cè)震臺(tái)站數(shù)據(jù)得到了廣泛的應(yīng)用。利用這些數(shù)據(jù)，吉爾吉斯的科學(xué)家們，不僅制作完成了比什凱克、奧什、托克馬克、納林、卡拉科爾、賈拉勒·阿巴德、卡拉·巴爾塔、塔拉斯、巴特肯、基茲·基亞、烏茲根、塔什·庫(kù)米爾（1975—2003）城市地震微分區(qū)圖，還完成了吉爾吉斯共和國(guó)地震區(qū)劃圖，吉爾吉斯斯坦境內(nèi)2001—2005 年，2006—2010 年期間可能的地震災(zāi)害地圖，而且獨(dú)立完成或合作完成83 部專著，包括：天山巖石圈（合著），高亞洲新構(gòu)造（作者 I Sadybakasov），天山的地球物理場(chǎng)，深部構(gòu)造和地震活動(dòng)（作者F N Yudakhin），地震構(gòu)造結(jié)構(gòu)和工程地質(zhì)條件對(duì)地震表現(xiàn)形式的影響（合著），吉爾吉斯斯坦東部詳細(xì)地震區(qū)帶（合著），天山的形態(tài)構(gòu)造和近期構(gòu)造成因（作者O K Chediya），天山地震：震級(jí)，地震矩和能級(jí)（作者E M Mamyrov），天山的地殼和上地幔與地球動(dòng)力學(xué)和地震活動(dòng)有關(guān)（合著），強(qiáng)震峰加速度圖集和震源區(qū)峰加速度衰減規(guī)律（合著），天山地震學(xué)（作者Korzhenkov A M），吉爾吉斯斯坦西南部和吉爾吉斯斯坦的地震活動(dòng)和地震構(gòu)造變形分開(kāi)的地區(qū)（作者M(jìn)uraliev），天山塔拉斯-費(fèi)加納斷層的地球動(dòng)力學(xué)和中亞自然災(zāi)害（合著），以天山為例的洲際山區(qū)建筑和地震災(zāi)害（K E Abdrakhmatov）等[7]。

圖4 吉爾吉斯地磁臺(tái)分布（來(lái)源于http://www.seismo.kg/ru/sejsmicheskie-stantsii）Fig. 4 Distribution of Kyrgyzstan’s geomagnetic stations

表4 水化臺(tái)和水文地球動(dòng)力觀測(cè)點(diǎn)參數(shù)Table 4 Parameters of hydration station and hydrogeodynamic observation points

6 總結(jié)

綜上所述，從前蘇聯(lián)時(shí)代至今，吉爾吉斯地震科學(xué)院對(duì)吉爾吉斯共和國(guó)地震地質(zhì)構(gòu)造、地震活動(dòng)性及地震監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng)的了解，不僅有助于深入探討天山地區(qū)地震活動(dòng)規(guī)律、了解天山附近地震發(fā)生原因機(jī)理，而且對(duì)我國(guó)新疆地區(qū)的地震監(jiān)測(cè)也是一個(gè)有益的補(bǔ)充，同時(shí)吉爾吉斯共和國(guó)地處中亞的重要位置，協(xié)助其加強(qiáng)和完善地震監(jiān)測(cè)臺(tái)站布局，提高對(duì)地震、崩塌等災(zāi)害的監(jiān)測(cè)能力，能夠有效提升中國(guó)與中亞各國(guó)家的地震科技水平，助推“一帶一路”建設(shè)并為“一帶一路”項(xiàng)目實(shí)施提供保障。

圖5 吉爾吉斯水化和水位地球動(dòng)力臺(tái)（來(lái)源于http://www.seismo.kg/ru/gidrogeokhimicheskie-stantsii）Fig. 5 Kyrgyzstan’s hydration and water level geodynamic station