１９７８年７月１３日５时４９分，在四川省阿坝藏族自治州黑水县境内（北纬３１°５６＇; 东经１０２°５７＇），发生了５．４级地震。这次地震使部分藏式房屋遭受破坏，个别老朽房屋倒塌，但木构架房屋均完好无损，砖木结构房屋基本完好, 无人员伤亡, 造成的经济损失不大。

    黑水５．４级地震前，四川省地震局分析预报室根据小震活动频度、地磁低点位移以及震前一个月左右在茂汶、黑水、马尔康等地出现的宏观异常等，对这次地震作了较好的短、临预测。１９７８年７月４日，在四川省地震局１９７８年第二期地震简报中指出：“四川北部地区的松潘、平武、茂汶、黑水、南坪一带，在近一两个月内，可能会有中强地震发生。７月１３日前后是一个可能发生地震的时间”。７月７日省地震局再次会商，进一步肯定了上述预测意见。在此期间，温江地区和成都市地办以及松潘台、岷江齿轮厂群测台也先后提出了类似的预测意见。

    地震后，省地震局组织人员对这次地震进行了宏观考察和研究总结，提交了“四川黑水5.4级地震预测预报及初步认识”^［１］和“四川黑水5.4级地震宏观考察”^［２］两篇文章，对这次地震的前兆异常特征、地震地质背景、发震构造、震害及烈度分布特点等作了较为深入的研究讨论，提出了在前兆异常方面存在的有待深入研究的问题。１９８４年，在国家地震局组织的全国各预报手段的清理攻关研究课题中，对这些异常又作了进一步清理和再认识^{［３－４］、２－１０）}。

    黑水５．４级地震位于“石大关”弧形褶皱构造的西翼，该弧形褶皱曲率不大，由一系列紧密褶皱组成，“日嘎希－瓦布梁子”复背斜构成了该弧形构造的主体。弧形褶皱西翼沿北西西向延伸，东翼沿北东东－北东向延展，弧顶在石大关附近，向南突出。弧之北东翼与北东向龙门山断褶带复合。震中附近无大断裂，发震构造在地表显示不清，根据卫片解释资料，震区及其附近北东向线性形迹发育（见图１）。

    据１９７８年川西高原航磁资料，通过震区有一条东西向磁异常相对升高和一条北东向磁场分界线，初步推断，它们可能标志着两条区域性的深部隐伏断裂带。这次地震发生在上述两条分界线的交汇部位，这可能是这次地震的深部构造背景。

    据历史地震资料，沿东西向隐伏断裂带的方向，发生过１９３３年８月２５日迭溪７．５级地震、１９４１年１０月黑水石碉楼６级地震、１９６１年漳蓄４．８级地震以及这次黑水５．４级地震。推测东西向隐伏断裂应为一条现今仍有强烈活动的深部控震断裂。 

图1  黑水5.4级地震震中附近的地质构造及历史地震震中分布图

Fig.1  Geologic structure around the epicenter of the M5.4 Heishui

       earthquake and the epicentral distribution of historical

       earthquakes

        1.倒转背斜;  2.倒转向斜;  3.地表断裂;  4.深部隐伏断裂; 

        5.花岗闪常岩体;  6.六度裂度区。

        ①日嘎希-瓦布梁子复背斜;  ②黑水东西向隐伏断裂;

        ③米亚罗-打古泽隐伏断裂。

    据四川地震台网地震目录，黑水５．４级主震前，于７月２日２０点２０分和２１分在主震震中附近连续发生两次小震，其震级为Ｍ_Ｌ1.9和 2.3级。１１天后发生5.4级主震。主震后至７月３１日，共记到余震３４９次，其中1.0 ≤Ｍ_Ｌ＜ 2.0 地震２９６次；2.0 ≤Ｍ_Ｌ＜ 3.0 地震49次； 3.0 ≤Ｍ_Ｌ＜ 4.0地震４次，最大余震震级为3.7级。

图2为5.4级地震序列的M-t图。该序列Ｍ_Ｌ≥ 3.0 级地震目录见表２。

图2  黑水5.4级地震序列 M-t 图  (M_Ｌ≥2.2)

Fig.2  M-t  diagram for the M5.4 Heishui earthquake sequence

表２  黑水5.4级地震序列目录

Table 2  Catalogue of the M5.4 Heishui earthquake sequence

编号	发震日期	发震时刻	震 中 位 置		震级(ML)	震源深度(km)	震中地名	结果来源
	年 月 日	时 分 秒	北  纬	东  经
1	1978 7 13	05 49 55	31°56＇	102°57＇	5．4	23	黑水	11)
２	1978 7 19	08 21 37	31°59＇	102°59＇	3．2
３	1978 7 22	17 05 08	31°58＇	103°00＇	3．7
４	1978 7 22	20 49 39	32°00＇	102°59＇	3．1
５	1978 7 22	23 50 41	31°59＇	102°59＇	3．1
６	1978 7 26	07 17 21	31°58＇	102°58＇	3．0

注: 编号1为Ｍ_Ｓ震级。 

     黑水５．４级地震序列，主震释放能量占整个地震序列释放能量的96.76％，属主震―余震型。余震序列ｂ值曲线见图3，ｂ值为0.87。

图3  黑水5.4级地震序列b值曲线(1978.7.13-7.31)

Fig.3  b-value curve for the aftershock sequence of the M5.4       

       Heishui earthquake

 余震序列应变释放曲线见图4。余震序列频度衰减曲线见图6，衰减系数（ｐ值）为 1.39 。

    图5为能给出震中位置的５１次余震的震中分布图。由图可见，全部余震均分布在主震震中以北，余震区长约１５ｋｍ，宽约５ｋｍ 。较大余震震中与主震震中连线大致呈北２５°东，其走向与北２５°东延伸方向上的深部隐伏断裂一致。

图4  黑水5.4级地震序列应变释放曲线

Fig.4  Strain release curve for the aftershock sequence of the

       M5.4 Heishui earthquake

图5    黑水5.4级地震余震震中分布图 (1978.7.13-7.31)

Fig.5  Epicentral distribution of aftershocks of the M5.4 Heishui

       earthquake

图6  黑水5.4级地震余震序列频度衰减曲线(1978.7.13－7.31)

Fig.6  Curve for frequency attenuation of the aftershock sequence

       of the M5.4 Heishui earthquake

    根椐全国地震基准台网和四川地震台网，以及邻省部分地震台所记到的Ｐ波初动资料，不同作者求得的震源机制解见表３。结果１的震源机制解（上半球投影）见图７。

图7  黑水5.4级地震震源机制解

Fig.7  Focal mechanism solution for the M5.4 Heishui earthquake

表3  震源机制解

Table 3  Focal mechanism solution for the M5.4 Heishui 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	36	NW	75	116	SSW	59	260	34	164	10	60	55	206	31	306	15	李桂芳
２	85	SSE	65	325.5	NE	45	124.5	52.5	20	11.5	281.5	34.5	46	45	172.5	25	成尔林

注: 编号１的符号矛盾比为 11％ 。 

    上表的两结果出入较大，这是由于利用台网资料不同而造成的。编号１为本文作者于1986年所作，利用了全国基准台网和四川地震台网的资料，结果可靠。

    根据第三节所述，震区及其附近主要以大型弧形褶皱构造为主，地表无大断裂存在。根据航磁资料，推断深部存在有东西向及北北东向隐伏断裂。北北东向隐伏断裂与编号１的震源机制解中节面Ⅰ的走向相一致，这次主震与较大余震连线方向亦呈北北东向。因此，我们推断节面Ⅰ可能为这次地震的主破裂面，深部的北北东向隐伏断裂可能为这次地震的发震断层。卫片解释资料亦表明震区及其附近地区北东向线性形迹较为发育，反应出本区北东向剪切破裂在新构造运动时期活动亦较为强烈。值得提出的是，这次地震Ⅵ度区的长轴呈东西向，与震源机制解节面走向相差较大。造成这一差异的原因，可能是由于震区地形复杂，发震断层在地表未见出露，以致地形特征成了控制烈度分布的主要因素；其次是由于震区居民点少，也给正确划分烈度线带来了困难。所以，我们认为这次地震的等震线的长轴方向可能不完全代表地震断层的破裂方向，而是诸多因素的综合反应。

    这次地震发生在松潘、龙门山地震监测台网的西侧，距震中２００ｋｍ范围内有８个地震台，其中有测震台７个，前兆观测项目有：水氡、地应力、地电、地磁、定点重力等共７个台项(图8)。

    距震中１００ｋｍ范围内有3个台站，3个前兆观测台项。这些台站主要分布在统计区的东部，西北部无台站，分布很不均匀。

图8  黑水5.4级地震前兆台站分布图

Fig.8  Distribution of precursory stations before the M5.4 Heishui

       earthquake

图9  黑水5.4级地震前小震月频度图  (据韩渭宾等)

Fig.9  Monthly frequency of the small earthquakes before the M5.4        Heishui earthquake

        (a) Δ≤30km; (b) 30＜Δ≤50km; (c) 50＜Δ≤100km

    地震前，共出现各类异常６项（见表４），其中地震活动性异常３项，前兆异常３项，除郫县台重力幅差为临震异常外，其余均为一年以内的中、短期异常。

    除上述震前出现的异常外，松潘水氡突跳也曾作为当时预测的短临依据，但经后来“清理攻关”课题的研究，该异常被否定。映秀地应力异常，我们认为存在有室温变化引起的干扰，因此没有列入表4。黑水地震前各类异常特征见图9-15。 

表4  黑水5.4级地震异常情况登记表

Table 4  Abnormal situations

图10    黑水5.4级地震前小震震中分布图 (1978.1-6，据韩渭宾等)

Fig.10  Epicentral distribution of the small earthquakes before

        the M5.4 Heishui earthquake

图11  黑水5.4级地震前的R-t图(据韩渭宾等)

Fig.11  R-t diagram before the M5.4 Heishui earthquake

图12  黑水、茂汶地区波速比变化图

Fig.12  Variation diagram for the wave velocity ratio in Heishui  

        and Maowen regions

图13    郫县重力月均值变化速率曲线  (据刘栋勋等)

Fig.13  Speed variation curve for monthly mean value of the

        gravity  in Pixian

图14  郫县重力日幅差变化曲线 (据刘栋勋等)

Fig.14  Variation curve of daily amplitude difference of the

        gravity in Pixian

图15  黑水5.4级地震地磁ΔZ低点位移平面图

Fig.15  Plane diagram for lower point displacement of

        geomagnetic ΔZ of the M5.4 Heishui earthquake

    1. 出现地震前兆的台站少。按２００ｋｍ半径范围内统计，震前测震学以外的定点观测台站出现异常的仅有１个台项，占观测项目总数的14％。大部分台站震前无异常出现，表明一次５级左右地震，其前兆异常是不多的。

    2. 中期异常似有准同步出现的特点。如１９７８年１－２月出现小震频度、波速比、小震空区等地震活动方面的异常。同时，还出现了郫县重力月变化速率异常（见图１６）。

    3. 这次地震前的小震围空区较大，震后又未见明显改变，波速比异常震后也未见明显恢复。这些与其他中、强地震震例有所不同。造成这种差异的原因，是否与地质构造背景或深部介质条件有关，值得进一步研究。

图16  黑水5.4级地震前兆时空分布综合示意图

Fig.16 Synthetic sketch for time-space distribution of precursors

       of the M5.4 Heishui earthquake