1978年4月22日新疆维吾尔自治区库尔勒5.4级地震

新疆维吾尔自治区地震局 孙晓丹 王海涛*

*工作中得到朱令人同志的热情帮助,在此表示感谢。

 

 

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

 

 

    1978年4月22日,在库尔勒县西北约30km处发生5.4级地震。由于地震发生在库尔勒北部的山区,未造成较重破坏和人畜伤亡,仅在震区外围一些地区造成房屋的轻微破坏。

    地震发生后,新疆地震局立即组织人员赴现场进行考察和震情监视。

    该地震发生在1978年划的“拜城―库车―轮台6级地震危险区”的东部边缘。

  


地震基本参数

本次地震的基本参数中,震级取文献[1]的结果,其他参数以新疆局结果为准。 

表1  地震基本参数表

Table 1  Basic parameters of the 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

  纬

  经

1978 422

23 04 16

41°54'

85°46'

5.4

26

库尔勒西北

震级据1],其它据1)

1978 4 22

23 04 19.5

41.9°

85.9°

5.4

24

库尔勒西北

[1]

 

地震地质背景

    这次地震发生在库尔勒西北的霍拉山区。这里的主要断裂是天山与塔里木地块衔接部分的铁门关-辛格尔断裂(图1)

    铁门关-辛格尔断裂长达200km以上,为分割塔里木地块与天山褶皱带的深大断裂,挽近时期构造运动强烈。

    该断裂的性质属于压扭性。值得注意的是,在地震发生区的东西两侧,断裂有倾斜方向反转的特殊现象,即震中东部为倾向南西的逆掩断层,而震中西部为倾向北东的逆掩断层。本次地震即发生在此断裂带倾斜方向变换的部位上。本世纪以来,于1927年在震区附近的和静西部曾发生一次6 级地震。

1  震中附近构造及历史地震震中分布图

Fig.1 Geological structure around the epicenter and epicentral

      distribution of historical earthquakes

 

烈度分布

5.4级地震发生在库尔勒北部的霍拉山区,该区无居民点,交通不便,无法进行详细调查,因而未能划出极震区。仅划出Ⅵ度和V度区,烈度分布情况详见图2。

2  库尔勒5.4级地震等震线图

Fig.2  Isoseismal map of the M5.4 Kuerle earthquake

 

    Ⅵ度区和Ⅴ度区等震线呈同心椭圆状,其长轴走向为北西西向,与铁门关-辛格尔断裂走向基本一致。

    Ⅵ度区长轴长约70km,短轴长约37km。区内的老土坯房倒塌,旧的土木结构房屋出现裂缝,部分民用烟囱倒塌,达希布隆一食堂的高烟囱被错断扭动,室内放置物多翻倒。另外,霍拉山北坡发现有滚石堆,最大者约30m,堵塞道路。

    V度区内,个别旧房出现裂缝,土房掉土,个别民房烟囱倒塌。 

    这次地震的有感范围北至乌鲁木齐、新源一带,南至塔里木河畔,西达拜城一带。

地震序列

    库尔勒地区的地震活动水平一直相对较低。本次地震前没有明显的前震,仅于3月20日,在震区附近发生一次3.6级地震,这是1973年以来,该区唯一的一次3级以上地震。

    据资料1),5.4级地震后,余震衰减比较快,至1978年9月仅发生2级以上余震17次,最大余震3.8级。其中,14次发生在4月27日以前,详见图3。

    由图4可见,余震震中分布相对集中,余震区走向为NW向。

3  库尔勒5.4级地震序列M-t图

Fig.3  M-t  diagram for the M5.4 Kuerle earthquake sequence

 

 

4  库尔勒5.4级地震余震震中分布图(1978.4-9)

Fig.4  Epicentral distribution of aftershocks of the M5.4 Kuerle

       earthquake

 

 

    据现有资料,仅算得本次地震序列的h值为2.0。据地震释放能量计算结果,主震释放能量占全序列能量的99.5%,该地震序列属主-余震型。

    前已述及,本次地震的余震较少,因此难以对序列进行较详细的分析。

    表2为本次地震序列S≥3.0级地震目录。 

表2  库尔勒5.4级地震序列目录(MS≥3.0)

Table 2  The  catalogue of the M5.4 Kuerle earthquake sequence MS3.0

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

  纬

  经

1978 4 22

23 04 16

41°54′

85°46′

5.4

26

库尔勒西北

1)

2

1978 4 22

23  07 05

41°52′

85°47′

3.8

 

库尔勒西北

 

1978 4 27

19 41 19

41°50′

86°04′

3.2

 

库尔勒西北

 

 

震源机制解和主破裂面

    用全国基准台网,新疆台网的P波初动资料,求得本次地震震源机制解,其基本参数见表3。图5为震源机制解图,矛盾符号比为13%。 

3    震源机制解

Table 3  Focal mechanism solution for the M5.0 Kuerle earthquake

编号

  面  Ⅰ

  面  Ⅱ

  轴

  轴

  轴

  轴

  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

102

NE

89

12.5

W

83

237

4

327.5

6

115

83

282.5

7

13

1

1)

 

5  库尔勒5.4级地震震源机制解

Fig.5  Focal mechanism solution for the M5.4 Kuerle earthquake

 

    据震源参数分析,节面Ⅰ、Ⅱ的运动性质分别为左旋逆断层和右旋逆断层。

    根据断裂走向、余震区及等震线展布方向,认为节面Ⅰ为本次地震的主破裂面。

 

地震台网及前兆异常

    本次地震发生在台网监测能力很弱的地区,在距震中200km范围内仅有4个测震台,而没有其他前兆观测项目。台站分布情况见图6。

    据震后总结,发现在距震中200km范围以外的一些观测项目出现了异常。同时,还发现部分测震学项目的异常,这些异常主要为:

6  库尔勒5.4级地震前地震台站分布图

Fig.6  Distribution of seismic stations before the M5.4 Kuerle

       earthquake

 

    1. 波速比:轮台-库尔勒地区的波速比从1976年4月开始出现低值异常,1979年7月23日库车5.4级地震前后有所回升,震后再次下降继续处于低值[2](见图7)。

    2. 值:库尔勒地区b值从1976年6月开始出现低值异常,震前有所回升(图8)。

    3. τ/τ:库尔勒地区尾波持续时间比τ/τ震前一个月出现低值异常[3] (图9)。

    4. 定点水准:黑孜尔定点水准测量1977年下半年出现异常变化(图10)。

    5. 振幅比:震前几天,石场、后峡、庙儿沟、库尔勒等台,出现振幅比突跳异常[2](图11)。

    6. 水氡:乌鲁木齐3号、9号和10号井的地下水氡值从1978年2月开始出现高值异常(图12)。

7  轮台-库尔勒地区波速比异常变化曲线

Fig.7  Variation curve for wave velocity ratio in the Luntai-

       Kuerle region

 

 

8  库尔勒地区b值异常曲线

Fig.8  b-value curve for the Kuerle region

 

 

 

9  库尔勒台τ/τ变化曲线

Fig.9  Variation curve forτ/τat Kuerle station

 

 

 

10  扣除线性趋势和周期主值的黑孜尔水准余差曲线

Fig.10  Residual curve for leveling deducted from linear and  

        periodic main-value at Heizher

 

 

11  库尔勒地震振幅比异常变化曲线

Fig.11  Variation curve for amplitude ratio of Kuerle earthquake

 

 

 

 

12  乌鲁木齐地下水氡异常变化曲线

Fig.12  Variation curve for radon content in water at Urumqi

 

 

    7. 地倾斜:红山台地倾斜从1978年3月开始分别出现短期和临震异常(图13)。

    上述异常的基本情况汇总于表4。

13  红山台地倾斜异常变化曲线

Fig.13  Variation curves for ground tilt at Hongshan station

        a. 日变速率;b. 矢量变化

 

  4  异常情况登记表

     Table 4  Abnormal situations

前兆异常特征分析

    距震中200km范围内,仅有4个测震台,没有其他前兆观测项目。震前,主要出现测震学方面的异常。此外,震区外围的乌鲁木齐、黑孜尔等地有部分前兆观测项目出现异常。各类异常分布情况见图14。根据这些异常,可大致对本次地震的异常作如下划分:

14  库尔勒5.4级地震前异常分布图

Fig.14  Distribution of anomalies before the M5.4 Kuerle earthquake

 

 1. 长中期异常:震中区的波速比和b值均有长达两年的趋势性异常(见表4),其中虽有1977年7月23日库车5.4级地震的影响,但总的说来,这些异常仍可对应库尔勒5.4级地震。距震中270km的黑孜尔水库定点水准测量经扣除趋势线性变化和周期主值后,分别于1977年7―9月和1977年12月―1978年2月出现低值和高值异常,可能与本次地震有关。

    2. 短期异常:波速比和b值于1978年2月中旬―3月初开始回升。1978年3月尾波持续时间比开始出现异常。此外,乌鲁木齐的3号、9号、10号井的水氡含量在1978年3月中、下旬出现高值,也可能含有这次地震的前兆信息。

    3. 临震异常:震前8―9天,石场、库尔勒、后峡、庙儿沟台的振幅比均有突跳,是明显的临震异常。同时,红山台地倾斜出现异常。

    由于异常点大都处于统计范围以外,以上分析仅供参考。

 

参考文献

1] 国家地震局地球物理研究所,中国地震台网观测报告,地震出般社,1978。

2] 王桂岭等,库尔勒5.8级地震波特性的某些短期变化,西北地震学报,Vol.6,

      No.3,1984。

[3]赵建政等,库尔勒5.8级和库车6.0级地震地方震尾波持续时间比的初步研究,

     西北地震学报,Vol.5,No.3,1983。

 

参 考 资 料 

1) 新疆维吾尔自治区地震局,1978年4月22日库尔勒5.8级地震总结报告,1978年11月。