文中基于2019年4月—2022年4月乌鲁木齐及周边地区流动重力观测资料, 采用绝对重力控制进行经典平差计算, 获取研究区重力场时空演化特征图像。针对0.5a尺度和1a尺度重力场变化并结合构造地质部位分析重力剖面变化图像, 分析了乌鲁木齐及周边地区的重力场变化特征。此外, 文中采用小波多尺度分析方法, 对乌鲁木齐及周边地区2019—2020年、 2020—2021年和2021—2022年3a的重力场动态变化数据进行处理, 分解不同场源异常, 并对分离出的异常信息进行解释和分析, 以此提升地震前兆重力异常的可信度。结果表明, 研究区重力场具有明显的分区特征, 整体以负值变化为主, 正、 负重力变化交替出现; 小波重力细节反映异常区域与地质构造吻合, 功率谱估算的近似场源深度与crust1.0模型相近; 此外, 基于流动重力观测资料反演得到研究区地壳内部等效视密度变化特征。文中的研究成果将为研判乌鲁木齐及周边地区未来的重力场变化趋势提供初步依据。

2020年1月19日新疆维吾尔自治区伽师县发生 M_S6.4 地震, 此次地震为N倾逆冲兼少量走滑型地震, 地震的发震构造是南天山柯坪塔格逆冲推覆体最南缘的柯坪断裂, 伽师地震的震中位于喀什-伽师流动重力观测网和中国大陆构造环境监测网络GNSS观测网监测区域内。文中选取20152021年的流动重力和GNSS观测资料开展分析。采用绝对重力点约束流动重力数据, 并进行全网经典平差计算, 进而获得重力场变化图像; 基于GNSS数据通过GAMIT/GLOBK软件解算获得研究区的运动速率, 借助位移与应变的偏导关系获取水平视应变场分布图。之后, 分别研究了孕震区的重力场和应变场的变化特征, 并综合探讨了孕震区的重力场、 GNSS形变场特征与伽师 M_S6.4 地震孕震过程的关系。研究表明: 1)一年时间尺度的重力场时变图像较好地反映了伽师 M_S6.4 地震附近区域重力场的系统演化过程, 重力变化零等值线拐弯处及“四象限”特征可为地震预报提供有益参考。2)重力场累积变化反映出伽师 M_S6.4 地震前的重力场变化受到区域大断裂的控制, 研究区一系列中强震发生在重力翻转变化过程中, 重力变化高梯度带特征与地震的发生存在密切关系。根据重力累积变化和时变图像推测此次构造活动可能开始于2018年。3)强震易发生在具有显著重力变化的构造活动断裂带上, 2020年伽师6.4级地震发生在重力变化高梯度带拐弯的区域, 也是面压缩率变化过渡带地区, 区域应变场的增强恢复过程与区域重力场的正、 负变化具有一定对应性。