吉爾吉斯地震活動性及監測臺網研究＊

王 超

（中國地震局地球物理研究所，北京 100081）

吉爾吉斯共和國位于中亞東北部，分別與哈薩克斯坦、塔吉克斯坦、烏茲別克斯坦以及中國接壤，國土面積19.99 萬km2，東西長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量為645.65 萬人，80%以上居民信仰伊斯蘭教，多數屬遜尼派。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 地質構造

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

吉爾吉斯地質結構非常復雜。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復合體組成。褶皺構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）發生碰撞[4]。山區間洼地充滿了中新生代的松散地層。火成巖在吉爾吉斯的地質結構中起著重要作用，其中發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（來源于http://map.ps123.net/world/20834.html）Fig. 1 Kyrgyzstan landform map

吉爾吉斯共和國境內，有各種高低起伏的山前長山丘（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稱的結構-南部圓形和北部平緩的斜坡。有超過20 個山間谷底和盆地，其中一部分已經成為湖泊。河谷有巨大的高度落差，階梯式的地貌經常使平坦的河灘地成為沼澤[2]。

2 地震發生情況

吉爾吉斯共和國是世界上地震活動強烈的國家之一。當地復雜的地質構造和構造過程的活躍，是其地震活動強烈的主要原因。崩塌、斷裂、山體滑坡等古代強地震的遺留信息，遍布吉爾吉斯共和國全境[4]。有記載以來，吉爾吉斯發生過多次大地震。

2009 年，受聯合國中亞國際減災戰略秘書處（UNSDR）的委托，在歐洲委員會人道主義援助部（ECHO）的支持下，中亞應用地球科學研究所的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，統計時間為公元前250年—公元2008 年，吉爾吉斯共和國領土共發生5 級及以上地震411 次。2019 年，吉爾吉斯科學院地震學研究所統計了2015—2018 年底，共發生各級地震18 184 次（圖2）[6]。可以看出，這些地震多發生在天山附近。如上所述，吉爾吉斯斯坦的高地震活動是由天山極其復雜的地質構造和相應的構造過程所決定的[4]。據統計，1716—1992 年，吉爾吉斯斯坦發生了14 次震級M≥7.0 的強震（表1）[5]。大地震的發生使吉爾吉斯共和國成為世界上地震災害最嚴重的地區之一。

圖2 2015—2018 年吉爾吉斯斯坦境內5 級以上地震分布圖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 級及以上地震目錄Table 1 Catalog of earthquakes of magnitude 7 and above in Kyrgyzstan

3 科研機構

1952 年在蘇聯科學院吉爾吉斯分院基礎上組建了地球物理學部，隨后更名為地震學部。1963 年，地震學部隸屬于吉爾吉斯科學院地質研究所，進行吉爾吉斯斯坦境內地震活動性研究，水庫、水電站監測，同時會同地質學專家、構造學專家編制首個吉爾吉斯地震區劃圖及城鄉小區劃圖。1970 年，薩雷卡梅什9 度地震發生后，提出組建國家地震研究所[7]。1975 年，在地震學部和兩個實驗室（新構造地質學實驗室和地震構造實驗室）的基礎上成立了吉爾吉斯科學院地震研究所，研究所的科技機構由2 個中心（數據處理中心和地震監測中心）和7 個實驗室（地震構造實驗室、地震危險性評估實驗室、地震危險區地球物理研究方法實驗室、地球化學和流體動力學預測方法實驗室、地震預報方法實驗室、區域地震學實驗室、工程地震學和地震區域劃分實驗室）組成。

吉爾吉斯地震研究所主要工作為：地震危險性評價和編制各種尺度地震區劃；進行天山地區地震動態及區域地球動力學研究；進行地震趨勢預測、編制潛在地震危險區圖；地震風險評估；地震災害減災及建筑物抗震性提高對策研究等。

4 地震監測臺站

吉爾吉斯地震監測體系，由測震臺、地磁臺、水化臺及水位地質流動觀測點、數據加工中心和地震監測中心組成。

表2 測震臺參數Table 2 Parameters of seismic platform

4.1 測震臺

吉爾吉斯地震研究院有測震臺27 個（表2），由3 個建于不同時期的地震臺網組成（圖3），分別是：1991年由美俄吉聯建的吉爾吉斯斯坦遙測網絡（KNET）；2008 年在全面禁止核試驗條約組織（CTBTO）合作框架內，挪威地震局（NORSAR）援建的吉爾吉斯共和國數字網（KRNET）以及德國援建的地震和強震動臺網（CAREMON）[8]。其中，在KRNET 臺網中，所有臺站使用的設備為GURALP 公司生產的CMG-3ESP和CMG-DM24 數據采集器；在KNET 臺網中，所有臺站使用的設備為Streckeisen 公司生產的STS-2 地震傳感器和Reftek 公司生產的地震數據采集器；在CAREMON 臺網中，所有臺站使用的設備為GURALP公司生產的CMG-3ESP，CMG-5T，CMG-DM24S6+和CMG-EAM[5]。

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

4.2 地磁臺

吉爾吉斯地震研究院有5 個地磁臺（表3），主要位于吉爾吉斯北部（圖4）。

表3 地磁臺參數Table 3 Parameters of geomagnetic station

4.3 水文化學臺和水文地球動力觀測點

吉爾吉斯地震研究院有水文化學臺4 個，水文地質流動觀測點5 個（表4），水位化學臺都位于吉爾吉斯北部，4 個水文地球動力觀測點設在吉爾吉斯北部，1 個設在西南部（圖5）。

5 科學產出

地震監測一直是吉爾吉斯共和國最緊迫的任務之一，獲得的正確的初始數據并對其進行科學分析是評估區域地震危險，采取適當預防措施的基礎。吉爾吉斯測震臺站數據得到了廣泛的應用。利用這些數據，吉爾吉斯的科學家們，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·庫米爾（1975—2003）城市地震微分區圖，還完成了吉爾吉斯共和國地震區劃圖，吉爾吉斯斯坦境內2001—2005 年，2006—2010 年期間可能的地震災害地圖，而且獨立完成或合作完成83 部專著，包括：天山巖石圈（合著），高亞洲新構造（作者 I Sadybakasov），天山的地球物理場，深部構造和地震活動（作者F N Yudakhin），地震構造結構和工程地質條件對地震表現形式的影響（合著），吉爾吉斯斯坦東部詳細地震區帶（合著），天山的形態構造和近期構造成因（作者O K Chediya），天山地震：震級，地震矩和能級（作者E M Mamyrov），天山的地殼和上地幔與地球動力學和地震活動有關（合著），強震峰加速度圖集和震源區峰加速度衰減規律（合著），天山地震學（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和地震構造變形分開的地區（作者Muraliev），天山塔拉斯-費加納斷層的地球動力學和中亞自然災害（合著），以天山為例的洲際山區建筑和地震災害（K E Abdrakhmatov）等[7]。

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

表4 水化臺和水文地球動力觀測點參數Table 4 Parameters of hydration station and hydrogeodynamic observation points

6 總結

綜上所述，從前蘇聯時代至今，吉爾吉斯地震科學院對吉爾吉斯共和國地震地質構造、地震活動性及地震監測臺網的了解，不僅有助于深入探討天山地區地震活動規律、了解天山附近地震發生原因機理，而且對我國新疆地區的地震監測也是一個有益的補充，同時吉爾吉斯共和國地處中亞的重要位置，協助其加強和完善地震監測臺站布局，提高對地震、崩塌等災害的監測能力，能夠有效提升中國與中亞各國家的地震科技水平，助推“一帶一路”建設并為“一帶一路”項目實施提供保障。

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