2. 震害
根据国家地震局震害防御司制定的《震害调查及灾害损失评估工作指南》,现场工作队在宏观烈度考察基础上,对震区直接震害及经济损失进行了普查统计。结果表明:该次地震造成9人受伤,1人死亡,受灾人口6500多人,占当地人口总数的19.2%,倒房133间,房屋严重破坏1022间,中等破坏1401间,轻微破坏1967间,加上围墙、畜舍倒塌,破坏损失达434万元。供水、供电、交通设施和室内财产所遭受的损失以及其他经济损失约27万元。直接经济损失总值为461万元[1]。
地 震 序 列
柯坪6.5级地震前,震中附近有极少的小震活动。乌什台1991年1月1日至主震发生前只记录到6次小地震且震级均小于本区的监测能力。可以认为,柯坪6.5级地震前无明显前震活动。据乌什台单台记录,主震后至3月11日止,共记录到余震285次,其中MS <1.0地震141次,MS ≥1.0地震144次,最大余震MS 4.5,余震震中分布见图5。MS ≥3.0地震序列目录见表2。
图6为地震序列的M-t图,图7为地震序列的N-t图,可见序列的完整性不好,缺3.0~3.8级地震,余震活动的时间分布没有较大的起伏,总体上呈快速衰减态势。序列衰减系数h值为1.3,P值为1.4。在3月4~6日间,余震活动曾平静达48小时,其后仅发生2次2级小震,整个序列趋于结束。 |
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图5 柯坪6.5级地震序列震中分布图
Fig. 5 Epicentral distribution of the MS 6.5 Keping earthquake
sequence
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表2 柯坪6.5级地震序列目录(MS ≥3.0)
Table 2 Catalogue of the MS 6.5 Keping earthquake sequence
编号 |
发震日期 |
发震时刻 |
震 中 位 置 |
震级
Ms |
震源深度/km |
震中地名 |
结果来源 |
年 月 日 |
时 分 秒 |
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1 |
1991 02 25 |
22 30 25.9 |
40°20′ |
79°00′ |
6.5 |
22 |
柯 坪 |
见资料2 |
2 |
1991 02 25 |
22 52 02.6 |
40°26′ |
79°09′ |
4.5 |
21 |
柯 坪 |
见资料2 |
3 |
1991 02 25 |
22 54 42.0 |
40°24′ |
78°54′ |
4.2 |
22 |
柯 坪 |
见资料2 |
4 |
1991 02 27 |
02 28 40.2 |
40°25′ |
79°06′ |
3.9 |
21 |
柯 坪 |
见资料2 |
本地震序列属主震-余震型,主震能量占全序列总能量的99.7%3)(图8),主震震级与最大余震震级之差为2.0级。
将余震按ΔM=0.5级分档,用最小二乘法拟合,得b值为0.72,利用累积频度b值横截距法外推,表明最大余震为MS 4.5左右,与实际发生的余震震级相符(图9)[4]。 |
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图6 柯坪6.5级地震序列M-t图
Fig. 6 M-t diagram of the MS 6.5 Keping earthquake sequence
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图7 柯坪6.5级地震序列衰减曲线
Fig. 7 Curve of frequency attenuation for the MS 6.5 Keping
earthquake sequence
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图8 柯坪地震序列应变释放曲线
Fig. 8 Curve of strain release of the MS 6.5 Keping earthquake
sequence
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图9 余震序列累积b值曲线
Fig. 9 Accumulative b-value curve of the MS 6.5 Keping earthquake
sequence
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震源机制解和地震主破裂面
由全国及新疆地震台网P波初动资料,并参考ISC资料,得6.5级地震的震源机制解见图10,表3,矛盾符号比为12.9%。 |
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图10 柯坪6.5级地震震源机制解(据高国英)
Fig. 10 Focal mechanism solution of the MS 6.5 Keping earthquake
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表3 震源机制解
Table 3 Focal mechanism solution of the earthquake
编号 |
节面Ⅰ |
节面Ⅱ |
P轴 |
T轴 |
B轴 |
X轴 |
Y轴 |
结果
来源 |
走向 |
倾向 |
倾角 |
走向 |
倾向 |
倾角 |
方位 |
仰角 |
方位 |
仰角 |
方位 |
仰角 |
方位 |
仰角 |
方位 |
仰角 |
1 |
50 |
SE |
58 |
60 |
NW |
32 |
324 |
13 |
126 |
75 |
224 |
4 |
343 |
58 |
140 |
32 |
高国英 |
由图10和表3知,节面Ⅰ、节面Ⅱ均走向北东,节面Ⅰ倾向南东,节面Ⅱ倾向北西,P轴方位北西。推测该次地震是在北西向主压应力作用下,北东向断裂逆冲错动的结果。根据野外考察,主震震中位于柯坪断裂附近,柯坪断裂走向北45°东,倾向北西。极震区长轴方向与柯坪断裂走向基本一致,大部分余震震中也沿主震震中的北东方向分布,结合考察节面的走向、倾向和活动性质,认为震源机制解的节面Ⅱ可能是地震的主破裂面,发震构造为柯坪断裂。
观测台网及前兆异常
图1和图11为震中附近地区的测震台站和前兆台站分布图。地震发生在测震台网的中部,前兆台网以南。
距震中300 km范围内共有地震台站6个,其中3个台站兼有测震以外的前兆观测项目。在0~100 km、101~200 km、201~300 km距离内分别有地震台站3、1和2个,兼有测震以外的前兆观测项目的地震台站2、0和1个,有测震学以外的观测项目3、0和1个。
此次地震前共出现9个异常项目,9条前兆异常,其中测震学异常6条,定点观测项目异常2条,宏观异常1条。前兆异常情况见表4和图12~20。
表4 异常情况登记表
Table 4 Abnomal situation of the MS 6.5 Keping earthquake
(1)巴楚台自1990年9月至1991年1月所记录的100 km范围内的地震初动符号均为负号(图13);巴楚、阿合奇台振幅比AS/AP在1989年5月开始低值异常背景上分别于1990年10月、11月、12月出现突跳(图14、图15)4)。柯坪地区自1989年3月出现缺震异常(图16);地震集中度C值自1990年2月起出现高值异常(图17)。乌什台地倾斜在1990年8月矢量图突然转向,偏离正常方向达130°,异常量级达1.3×10-4[5](图18)。这些资料,符合国家观测规范要求,能较好地区别正常与异常动态,可靠性较高,其异常应视为Ⅰ类。 |
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图11 柯坪6.5级地震前定点前兆观测台站平面分布图
Fig. 11 Distribution diagram of the fixed precursor observation
stations before the MS 6.5 Keping earthquake
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图12 柯坪6.5级地震前MS ≥4.0地震震中分布图
Fig. 12 Epicentral distribution of MS ≥4.0 earthquakes before
the MS 6.5 Keping earthquake
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图13 巴楚台地震初动符号示意图
Fig. 13 Sketch map of initial motion symbol in Bachu station
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图14 巴楚台、阿合奇台振幅比时序曲线
Fig. 14 Temporal-frequency curve of amplitude ratio in Bachu
and Akqi stations
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图15 巴楚台振幅比时序曲线
Fig. 15 Temporal-frequency curve of amplitude ratio in Bachu
station
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图16 柯坪地区6.5级地震前后缺震曲线
Fig. 16 Curve of lacking earthquake in Keping area before and
after the MS 6.5 Keping earthquake
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图17 柯坪地区地震集中度C值曲线
Fig. 17 Curve of seismic concentration of C values in Keping area
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图18 乌什台地倾斜月均值矢量图
Fig. 18 Curve of monthly mean values of ground tilt in Wushi
station
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图19 乌什水准日均值
Fig. 19 Curve of daily mean values in Wushi station
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(2)震前近6年的时间里(1985~1990),在柯坪断裂北侧,MS ≥4.0地震震中形成一个半包围结构的地震空区,柯坪6.5级地震就发生在这个空区的东南边缘(图12)。空区的围空时间比一般相应震级的形成时间长了一些,形态亦不完整,可视为Ⅱ类异常。
(3)用1990年8月发生在柯坪6.5级地震震中附近2°×2°范围内的19次地震进行尾波品质因子Q值分析。结果表明,震中50 km范围之内地震平均Q值为183,50 km范围之外,平均Q值为125。地震后,Q值下降,平均Q值为118[7]。介质品质因子Q值在本区尚无可资借鉴的震例,但异常是比较明显的,故也作为Ⅱ类异常处理。
(4)乌什台短水准正常情况下,E-N测线波动下降,N-S测线波动上升。1990年12月底,E-N测线的正常值应为-3.35±0.2 mm,但时测值突变为-3.04 mm,上升了约0.3 mm。震前一个月,两测线的波动幅度明显加大,故作为Ⅱ类异常处理。
(5)阿合奇台地倾斜震前仅有一年的观测资料,震后受多次中强以上地震(最大地震为1992年的吉尔吉斯斯坦苏萨梅尔7.7级地震,Δ=480 km)的干扰,正常年变形态难以确定。乌什台的钻孔应变1988年投入观测,1989年记录仪器发生严重故障,11月份后才恢复工作,震后情况与阿合奇台地倾斜相同,难以肯定为地震异常。但楚成新根据震前一年的资料,分析认为应作为异常对待[6]。
(6)在震前1~2天,极震区范围内,部分狗狂吠乱叫,其音如嚎;少数牛马惊恐不安,乱踢乱跳,企图脱缰越栏逃走;有两家居民的家鸽惊恐高飞,夜不归巢。对这些宏观异常未能进行准确统计,仅供参考。
前兆异常及其特征分析
由于震中附近观测台项不多,所以收集到的与柯坪6.5级地震相关的地震学和其他前兆异常的资料较少。但通过对这些资料的分析和研究,仍然可以发现地震发生前的某些异常特征。
1. 空间异常分布特征
1)地震区未见明显的前震活动。地震活动性的空间异常主要为震前出现地震围空;巴楚台记录的地震初动均为负号和震中50 km范围内尾波品质因子Q值较高3条。MS ≥4.0地震的围空区经5年多时间形成,长轴约140 km,面积约11000 km2,根据经验公式得主震震级在6.4~6.7,与实际发生的6.5级相符。在震前7个月时间里,巴楚台记录的100 km范围之内的地震初动符号在震前有6个月(1990年8月至1991年1月)均为负号,说明在一定范围内地下构造活动有所加强,致使介质产生了某些一致的变化。尾波品质因子Q值的平均值,在震中50 km范围内明显高于震中50 km以外地区,在时间上与地震初动符号异常相吻合,可能为同一原因所致。
(2)异常点分布集中。根据异常资料统计,所有异常均发生在震中100 km之内。一个明显的原因是101~300 km范围,除测震项目外,前兆观测项少(仅喀什台地磁观测1项),也可能与地震发生构造环境特殊,周边由断裂围限的柯坪断块内有关。
2. 时间异常分布特征
(1)长、中期、短期、临震异常均有程度不同的显示。出现时间早的均是地震活动性异常,最早的是地震空区,整个过程持续了5年多,其次是地震集中度C值、缺震、振幅比AS/AP等,起始时间在1989年,地震活动性以外的前兆异常在中期出现的有乌什台的地倾斜(7个月);短期出现的有定点水准测量(2个月);临震出现的为极震区内的宏观动物异常(1~2天)。
(2)同一台站不同项目的前兆异常出现的时间不同,结束的时间也不同,最大异常幅度出现的时间差别也较大.如乌什台的地倾斜、短水准就是如此。 |
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总结与讨论
(1)对于这次6.5级地震,不同的研究者从不同的研究角度出发,给出了不同的解释。文献[5]认为,1985年乌恰7.4级地震发生在西昆仑断块的北部边缘,该断块的突然活动,引起相邻的柯坪断块内部构造的调整,即地震活动的迁移。这次地震就是柯坪断块内部构造调整,地震迁移的结果。文献[2]认为,在现代区域构造应力场作用下,柯坪断裂和北西向扭张断层均处在剪应力高值带上,而沿柯坪断裂发生的强震有东西跃迁的特点。这次地震是在剪应力作用下,东西跃迁的结果。
(2)如前言中所述,柯坪6.5级地震有较好的中、短期预测。但对临震信息的认识未能形成统一意见,我们认为原因主要有三:①1990年11月12日哈萨克斯坦的伊塞克湖6.6级地震(震中位置43.03°N,78.00°E)对前兆观测资料的影响;②地震前未出现前兆性的异常小地震活动;③多数前兆观测手段临震异常信息不明显。因此,尽管对震级、地点认识比较一致,但缺乏准确的时间预报判据。
参 考 文 献
[1]尹光华等,柯坪地震的灾害评估,内陆地震,vol.5,No.4,1991。
[2]尹光华等,1991年2月25日柯坪6.5级地震烈度及震害,内陆地震,vol.5,No.2,
1991。
[3]马杏垣主编,中国岩石圈动力学图集,北京:地图出版社,1989。
[4]柯坪地震工作组,1991年2月25日柯坪6.5级地震及监测预报,内陆地震,vol.5,
No.2,1991。
[5]韩月鹏等,两次强震前乌什地震台地倾斜异常及其预报,西北地震学报,vol.14,
No.4,1992。
[6]楚成新,柯坪6.5级地震前兆异常及其评分,高原地震,vol.3,No.4,1992。
[7]王海涛等,柯坪6.5级地震前后品质因子Q值变化,内陆地震,vol.5,No.2,1991。
参 考 资 料
1)新疆维吾尔自治区地震局,1991年度新疆地震趋势研究报告,1990.11。
2)新疆维吾尔自治区地震局目录,1991。
3)新疆维吾尔自治区地震局柯坪工作组,1991年2月25日新疆柯坪6.5级地震工作报告,
1991。
4)魏若萍等,用多种地震波介质参数探索中强震孕震过程(基金课题报告),新疆维吾尔
自治区地震局,1994。
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