1976年11月15日、1977年5月12日和11月27日

天津市宁河6.9级、6.3级和5.5级地震

天津市地震局 李广鑫 卢 洋

　

　

前言 | 地震基本参数 | 地震地质背景 | 烈度分布 | 地震序列 | 震源机制解和地震主破裂面
地震台网及前兆异常 | 前兆异常特征分析| 讨论 | 参考文献和参考资料

　

前言　

　

１９７６年７月２８日唐山７．８级主震后，在唐山震区西南段，即天津市宁河地区先后发生了三次５级以上强余震。    １９７６年11月15日在天津市宁河发生6.9级地震，继唐山7.8级地震后再次造成严重震害。该次地震损坏房屋1000余间。仅天津市第二毛纺厂三层楼厂房倒塌就压死１２人、伤７人。总经济损失和伤亡人数包含在唐山地震震害统计中，无单独统计数字。    １９７７年５月１２日在天津市宁河发生了６．３级地震。在这次地震中，百余间旧存危房倒塌，数百户房屋出现裂缝，３０余人受伤，但无人死亡。    １９７７年１１月２７日在天津市宁河又发生５．５级地震，没有造成伤亡和破坏。上述三次地震之后，天津市地震局、国家地震局地球物理研究所、河北省地震局、唐山地震工作队等单位分别进行过宏观考察。     对于宁河５．５级地震，天津市地震局分析预报室在一次有各区县地办参加的会商会上，对于震情判断作出了比较符合实际的估计。国家地震局分析预报中心、河北省地震局也都有较好的判断意见。

地震基本参数

三次地震的基本参数见表1a-c。 

表1a  6.9级地震基本参数表

Table 1a  Basic parameters of the M6.9 earthquake

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	北 纬	东 经
1	1976 11 15	21 53 02	39°24′	117°50′	6.9	17	宁河	［１］
2	1976 11 15	21 53 00	39．4°	117．7°	6.9	17	宁河	［2］
3	1976 11 15	21 53 06	39°17′	117°42′	6.9	35	宁河	［4］

表1b  6.3级地震基本参数表

Table 1b  Basic parameters of the M6.3 earthquake

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	北  纬	东  经
1	1977 ５ 12	19 17 54	39°23′	117°48′	6.3	18	宁河	［１］
2	1977 ５ 12	19 17 52.2	39．2°	117．7°	6.2	19	汉沽	［2］
3	1977 ５ 12	19 17 55	39°17′	117°40′	5.9	17	宁河	［4］

表1c  5.5级地震基本参数表

Table 1c  Basic parameters of the M5.5 earthquake

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	北  纬	东  经
1	1977 11 27	06 46 51	39°12′	118°01′	5.5	16	宁河	［１］
2	1977 11 27	06 46 48.9	39．4°	118．0°	5.1	16	丰南	［2］
3	1977 11 27	06 46 51	39°30′	118°04′	5.5	19	丰南	［4］

　

地震地质背景

　

唐山震区位于冀渤拗陷与燕山褶皱带的结合部位，并偏向燕山褶皱带一侧。而作为强余震的宁河地震震中区正好处于上述两个二级大地构造单元的分界线附近，并处于三级构造单元沧县隆起、黄骅拗陷和唐山隆起三者的结合部。作为沧县隆起和黄骅拗陷分界的北北东向沧东断裂的北延部分－桐城断裂，抵达震区。唐山隆起的南部边界，宁河－昌黎断裂和蓟运河断裂在此相交(图1)。
	图1  宁河地区主要断裂和历史地震震中分布图1) Fig.1  Major faults and epicentral distribution of historical        earthquakes in Ninghe region
沧东断裂在中、新生代强烈活动，东侧大幅度下沉，西侧上升隆起。宁河－昌黎断裂产生于前震旦纪，中生代又有强烈活动，而且现今构造活动剧烈，南盘下降，北盘上升。蓟运河断裂形成于前古生代，新生代仍有活动，第四纪时东北盘抬升,西南盘下降［３］。     莫氏面在宁河地区形成一个梯级带， 南侧是天津－静海莫氏面拗陷带， 其深度为38-39km，北侧为宝坻－唐山－滦县莫氏面隆起，深度不超过３６km［３］。本区发育有宝坻－宁河地壳基底断裂。     宁河地区在历史上没发生过５级以上地震，仅在东北面的丰润和西南面的天津白塘口，发生过５级以上地震。它们是:     １５２７年，河北丰润(北纬39.8°，东经118.1°)5 级，震中烈度为Ⅶ度；     １８１５年８月６日，天津附近(北纬39.0°，东经117．5°)5级，震中烈度为Ⅶ度［２］。

烈度分布

　

据天津市地震局宏观考察结果 ，宁河6.9级地震的宏观震中为北纬39°17′，东经117°50′，即在芦台镇与汉沽之间。据《中国地震目录》［２］，该地震的宏观震中定在北纬39°20′，东经117°30′，即在潘庄镇与口乡之间。震中烈度为Ⅷ度，呈北东15°走向的椭圆形，其长轴长约１４km，面积约１００km2。极震区内的主要破坏现象有房屋倒塌、桥梁破坏、钢轨被拉断、地裂缝、地面鼓包和喷水冒砂等。各烈度区等震线的平均半径分别约为： Ⅶ度区３０－４０km ；Ⅵ度区７０－８０km ；Ｖ度区１５０－１６０km；Ⅳ度区４００km；有感区范围很大，西到西安、银川，南至郑州、济南、临沂，北达沈阳以北（图２）。
	图2  宁河6.9级地震等震线图［３］ Fig.2  Isoseismal map of the M6.9 Ninghe earthquake
宁河６．３级地震的宏观震中被确定在汉沽区大田公社，即北纬３９°１７′，东经１１７°４６′附近，震中烈度为Ⅶ度弱。     宁河５．５级地震的宏观震中据推断被定在宁河东北的汉沽农场附近，大约在北纬３９°２１＇，东经１１７°５０＇，震中烈度约为Ⅴ度强。

地震序列

　

宁河６．９级地震是唐山地震的强余震，属于唐山地震序列。作为宁河余震区，宁河６．９级地震释放的能量约占本区释放的全部能量的８２％［３］。宁河余震区的余震应变释放、频度衰减起伏较大，ｂ值偏低。图３为宁河地区余震M-t图。宁河 6.9级和６．３级地震后余震分布如图４。宁河余震区的余震频度衰减如图５，频度衰减系数ｐ值为１．０８［３］。
	图3  宁河地区余震的Ｍ-ｔ图 (ML≥4.0) Fig.3  M-t  diagram for the aftershock sequence in Ninghe region         范围:    北纬―39°05′-39°40′，  东经―117°30′-118°20′
	图4  宁河6.9和6.3级地震余震震中分布图［3］(ＭＬ≥3.0) Fig.4  Epicentral distribution of aftershocks of the M6.9, M6.3 Ninghe        earthquakes
如果把宁河地震作为次一级的序列看待，表２列出了宁河６．９级地震后的余震月频度，表３为月释放地震波能量，而图６则为地震波能量衰减曲线。
	图5  宁河余震区的余震频度衰减曲线［３］ (1976.7.28--1979.12.31;ＭＬ≥2.5) Fig.5 Frequency attenuation of aftershocks  of the Ninghe earthquake
	图６  宁河6.9级地震序列能量衰减曲线 Fig.6  Energy attenuation curve for the M6.9 Ninghe earthquake sequence
表２  宁河6.9级地震后的余震月频度 Table 2  Monthly frequency of aftershocks of the Ninghe M6.9 earthquake 序号 日   期 地震次数(ML≥2.0) 备  注 １ 1976．１１．１６－１２．１５ １８ 范围同图3 　 　 ２ 1976.12.16－1977. １．１５ ８ 3 1977. １．１６－２．１５ ４ ４ 1977. ２．１６－３．１５ １ ５ 1977. ３．１６－４．１５ 5 ６ 1977. ４．１６－５．１５ ６ ７ 1977. ５．１６－６．１５ ６ ８ 1977. ６．１６－７．１５ ３ ９ 1977. ７．１６－８．１５ ２ １０ 1977. ８．１６－９．１５ ４ １１ 1977. ９．１６－１０．１５ 5 １２ 1977.10 ．１６－１１．１５ 2 １３ 1977.11 ．１６－１２．１５ 2 表３  宁河６．９级地震序列月释放地震波能量 Table 3  Seismic-wave energy released month by month by the M6.9 Ninghe earthquake sequence 年．月 1976.11 1976.12 1977.1 1977.2 1977.3 1977.4 能量 (J) 1.41×1015 1.12×1013 2.82×1012 5.27×1010 7.60×1010 8.92×1010

震源机制解与地震主破裂面

　

震源机制解列于表４，其上半球投影分别见图７、８、９。确定宁河６．９级地震的震源机制解总共使用了２０４个台点的资料，矛盾点为２２个，矛盾比为１１％。宁河６．３级地震相应为２０８个台点，矛盾点４０个，占１９％。宁河５．５级地震相应为１２４个台点，矛盾点２５个，占２０％［４］。 表4  震源机制解 Table 4  Focal mechanism solution 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 60 直立 90 150 60 70 107 14 15 14 240 70 60 20 330 0 ［4］ ２ 330 60 60 60 330 90 289 21 191 21 60 60 150 0 240 30 ［3］ ３ 60 330 89 150 60 84 105 4 15 5 240 84 60 6 150 0 ［4］ ４ 316 46 76 45 315 86 271 7 179 13 30 75 135 4 226 14 ［3］ 5 42 312 82 131 222 80 266 12 176 1 80 78 22 10 314 8 ［4］ ６ 65 155 90 155 65 90 290 0 20 0   90 245 0 335 0 ［3］ 注: 编号1、2为1976年11月15日6.9级地震的震源机制解；编号3、4为1977年5月12日6.3级地震的震源机制解；编号5、6为1977年11月27日5.5级地震的震源机制解。
	图7  宁河6.9级地震震源机制解［４］ Fig.7  Focal mechanism solution for the M6.9 Ninghe earthquake
关于三个地震的主破裂面，有两种不同的意见。其一，根据宁河地区较大余震沿北西方向展布，５级以上余震的主压应力方向以北西西－南东东为主，震中附近的蓟运河断裂的走向为北西等情况，认为宁河地震可能以北西走向的节面为断层面［３］。其二，根据３级左右余震沿北东向分布,等震线的长轴方向是北东向,区域构造线以北东方向为主体，尤其对宁河６．９级地震，用２０４个初动符号，取震源深度３５km求得的节面Ｉ的走向（北东）与宏观地表烈度长轴方向完全一致等情况，认为北东走向的节面与发震构造关系较大［４］，这与唐山７．８级主震基本一致。
	图8  宁河6.3级地震震源机制解［４］ Fig.8  Focal mechanism solution for the M6.3#i1[ ]Ninghe        earthquake
	图9  宁河5.5级地震震源机制解［４］ Fig.9  Focal mechanism solution for the M5.5 Ninghe earthquake

地震台网及前兆异常

　

在距宁河６．９级地震震中３００km范围内有前兆观测台站49个，其中测震台14个，其他前兆观测69个台项。震前有异常的12个台项，占17％。台站分布如图10。     从6.9、6.3和5.5级三次地震的统计情况看，异常主要集中在２００km范围内。在定点观测项目中，异常项目(不包括测震)所占比例分别为：18％、6％、22％。     表5－7为宁河三次地震的异常情况登记表，图11－13为三次地震前的异常分布图(不包括测震学前兆)，图14－46为前兆异常图。    表 5  宁河6.9级地震异常情况登记表   Table 5  Bbnormal situations of the M6.9 Ninghe earthquake    表 6  宁河6.3级地震异常情况登记表   Table 6  Bbuormal situatious of the M6.3 Ninghe earthquake   表 7  宁河5.5级地震异常情况登记表   Table 7  Bbnormal situations of the M5.5 Ninghe earthquake
	图10  宁河6.9级地震前台站分布图 Fig.10  Distribution of seismic stations before the M6.9 Ninghe         earthquake
	图11  宁河6.9级地震前的异常分布图 Fig.11  Distribution of anomalies before the M6.9 Ninghe earthquake
	图12  宁河6.3级地震前的异常分布图 Fig.12  Distribueion anomalies before the M6.3 Ninghe earthquake
	图13  宁河5.5级地震前的异常分布图 Fig.13  Distribution anomalies before the M5.5 Ninghe earthquake
	图14  邢台地震群月频度变化与华北地震的关系3) Fig.14  Relation between the variation of monthly frequency of         Xingtai seismic swarm and earthquakes of North China
	图15  林县小震月频度变化与附近较大地震的关系3) Fig.15  Relation between the variation of monthly frequency of           Linxian small earthquakes and the larger earthquakes         surrounding linxian
	图16  宁河�l口井6.9级地震的临震及震时突变水位曲线［３］ Fig.16  Curve for imminent and coseismic change of water level in         Biaokou well at Ninghe during the M6.9 earthquake
	图17  塘沽井水氡日值曲线3) Fig.17  Curve for daily mean values of radon content in water at         Tanggu well
	图18  津２热水井的CO２含量五日均值曲线［３］ Fig.18  Curve for 5-day mean values of CO2 content in water at           Tianjin thermal well
	图19  宝坻台视电阻率五日均值曲线3) Fig.19  Curve for 5-day mean values of apparent resistivity in         Baodi station
	图20  遵化温泉流量变化曲线［３］ Fig.20  Curve for flux variation of Zunhua spring
	图21  徐庄子台视电阻率五日均值曲线3) Fig.21  Curve for 5-day mean values of apparent resistivity in         Xuzhuangzi station
	图22  廊坊火车站水氡自记值3) Fig.22  Recording value of radon content in water at Langfang         railway station
	图23  北京管庄水氡瞬时值曲线3) Fig.23  Curve for instantaneous value of radon content in water in         Guanzhuang, Beijing
	图24  兴济水氡日值曲线3) Fig.24  Daily value curve for radon content in water in Xingji
	图25  北京万泉庄逸出气CO２含量变化曲线3) Fig.25  Variation of the spilling gas contented with CO２ in               Wanquanzhuang, Beijing
	图26  北京光华厂热水井溶解氢含量变化曲线3) Fig.26  Variation curve for dissolved hydrogen content of thermal         well at Guanghua factory, Beijing
	图27  雄县水氡日值曲线3) Fig.27  Daily value curve for radon content in water in Xiongxian
	图28  地磁日幅差变化量3) Fig.28  Variations of daily amplitude differences of geomagnetism
	图29  渤海油田某油井油产量变化曲线［３］ Fig.29  Curve for change of the production in an oil well at Bohai         oil field
	图30  锦州应力(电感)变化曲线3) Fig.30  Curve for crustal stress by electro-magnetic element in         Jinzhou station
	图31  廊坊水氡日值曲线3) Fig.31  Daily value curve for radon content in water in Langfang
	图32  北京海淀菜站浅井逸出氡浓度的变化［３］ Fig.32  Variation of radon relaesed from shallow well of Haidian         food market, Beijing
	图33  兴济水氡日值曲线3) Fig.33  Daily value curve for radon content in water in Xingji
	图34  地磁日幅差变化量3) Fig.34  Variations of daily amplitude differences of geomagnetism
	图35  唐山地震序列频度曲线3) Fig.35  Frequency curve for the Tangshan earthquake sequence         ＭＬ≥3.0级，15天累计，日滑动
	图36  唐山地震序列滑动b值曲线3) Fig.36  Slip b-value curve for the Tangshan earthquake sequence
	图37  宁河5.5级地震地下水位异常变化3) Fig.37  Abnormal change of ground water level of the  M5.5 Ninghe         earthquake
	图38  水氡日值曲线临震突跳变化3) Fig.38  Daily value curve for radon content in water with imminent         change before the earthquake          (a)  芦台农场 ;   (b) 塘沽 ;   (c) 兴济
	图39  津２井CO２ (色谱)日值曲线3) Fig.39  Daily value curve for CO２  (Chromatogram) in No.2 well,         Tianjin
	图40  津２井气体总量(吸收法)日值曲线3) Fig.40  Curve for daily mean values of the total of the gas            (absorption) in No.2 well, Tianjin
	图41  津棉４井CO２(色谱)日值曲线3) Fig.41  Daily value curve for CO２ (Chromatogram) in the well of         No.4 cotton-mill in Tianjin
	图42  蓟５0井水氡五日均值曲线3) Fig.42  Curve for 5-day mean values of radon content in water in         Jixian No.50 well
	图43  宝坻台视电阻率五日均值曲线3) Fig.43  Curve for 5-day mean values of apparent resistivity in         Baodi station
	图44  河西务1井水氡日值曲线3) Fig.44  Daily value curve for radon content in water in the Hexiwu         No.1 well
	图45  昌黎应力电感日均值曲线3) Fig.45  Daily value curve for crustal stress by electro-magnetic         element in Changli station
	图46  地磁日幅差变化量3) Fig.46  Variations of daily amplitude differences of geomagnetism

前兆异常特征分析

　

从宁河地区三次地震的前兆异常情况来看似具有下列特征：     1.  异常的数量    ６级以上按震中距３００km，５级以上按震中距２００km范围统计，宁河三次地震的异常数分别为17、6、18。即绝对数为几起、十几起,相对数为百分之几、百分之十几至二十。     2.  异常可靠性     从表８可见，可靠性较差，只起参考作用的Ⅲ类异常将近甚至超过一半。当Ⅰ、Ⅱ类异常所占比例高时，震前分析判断效果就较好，如宁河５．５级地震就是如此。     3.  异常的时间分布     从宁河6.9级地震前三个多月，直到震前几小时陆续出现异常。6.3和5.5级地震也都是从震前三个多月直至震前两天陆续有异常出现，在时间分布上似乎无明显的优势。  表8  宁河地震前兆异常可靠性情况 Table 8  The reliability of precursor anomalies of Ninghe earthquakes 异常类别 地震 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 6.9级 1起，占6％ 9起，占53％ 7起，占41％ 6.3级 0起，占0％ 3起，占50％ 3起，占50％ 5.5级 1起，占6％ 14起，占78％ 3起，占16％     4.  异常的空间分布     异常主要集中在距震中２００km的范围内，并受台网分布、地质构造、仪器灵敏度和频率响应等许多因素的影响。     5.  异常的形态     异常的形态主要有三种：恢复型、加速型和突变型。恢复型比较复杂，有恢复后发震的，有发震后恢复的，有恢复超前的，有恢复滞后的。突变型包括突然的上升、下降，单点和多点突跳等。     6.  异常的震兆信息     从余震应变释放曲线可提取震级信息，多数短期异常的结束和突变异常的发生可提供地震来临的时间信息等。具有一定数量的、可靠的高质量异常，是提取可靠震兆信息的根据，有了它才能做出较好的分析判断。

讨论

　

　

1. 主震发生以后，有“震后效应”存在，这给强余震的前兆异常判定带来困难，尤其对于离主震时间间隔较短的早期强余震更是这样。对于早期强余震，更多的是指望地震序列自身所提供的异常信息，这时的前兆变化被后效所扰乱，基本上无法利用。     2. 强余震与主震的时间间隔越长，虽然震级有所减小，但前兆反应却较为明显。     3. 中强地震同样存在明显的震后效应现象。有时，某些观测项目在震后出现的变化，其曲线形态与短临前兆没有明显的区别，容易造成判断失误。     4. 临震异常的反应项目以地下流体为主，如：地下水位的突变、泉水流量的突变、水氡突跳、油井产油量突变、井压的突变、逸出气总量的变化等。时间是震前数小时，或震前几天至十几天。     5. 无论短期异常或临震异常，异常点所占观测点的比例都是很小的，据我们按项目统计只占百分之几到十几。虽然有的项目无法统计在内，但这个比例数字基本上反映了实际情况。就某些单项来说，比例还要低。可见，典型的、突出的短临异常不是大量的。因此，往往由于异常少，判断依据不足而无法作出正确的判断。

　

　

　

［１］ 国家地震局分析预报中心，中国东部地震目录，地震出版社，１９８０。

［２］ 顾功叙等，中国地震目录，地震出版社，１９８３。

［３］ 梅世蓉等，一九七六年唐山地震，地震出版社，１９８２。

［４］ 薛志照等，天津市宁河地区五级以上地震震源位置的修订及其意义，中国地震，

      Vol.2，No.3，1986。

　参 考 资 料 

１） 天津市地震局地震处预报研究室，宁河６．９级地震前兆异常初步总结(打印件)，

    １９７７。

２） 天津市地震局地震处预报研究室，１９７６年１１月１５日宁河－汉沽６．９级地震

     宏观震中调查报告(打印件)，１９７７。

３） 华北地区地震综合预报清理攻关组，华北地区地震综合预报清理成果报告(打印件)，

　

     1985。

4 ） 李广鑫等，综合清理研究报告，天津市地震局(打印件)，１９８５。

５） 天津市地震局分析预报室，１９７７年１１月２７日丰南５.７级地震总结(手稿)，

    1978。

６） 天津市地震局分析预报室，六个地震总结报告(手稿)，1978。

７） 天津市地震局分析预报室宏观调查组，１９７７年１１月２７日宁河东５．７级地震

    宏观考察报告(手稿)，1977。

８） 天津市地震局，天津市邻近地区地质构造及震中分布图，１９８６。