1979年6月19日山西省介休5.2级地震

山西省地震局 李炳照*

*郭跃宏、白晓勤、啜永清同志参加了本文部分异常的分析计算工作。

　

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 | 结束语 | 参考文献和参考资料 前 言     １９７９年６月１９日山西省中部的介休县发生一次Ｍｓ5.2级地震。这是继1967年蒲县５级地震以后，山西省发生的一次最大的地震，也是介休地区近百年来最大的一次地震。     从介休地震前的小地震活动情况分析，自１９７１年以来，太原盆地的小震活动呈现逐渐增强的形势。１９７７年以前，小震活动主要集中在太原盆地的北部。１９７８年以后，盆地南部的介休及其附近地区的地震活动开始增强，尤以１９７８年下半年更为明显。同时，在１９７９年初，我省台网中个别台站的前兆观测手段出现了一些异常。因此，在１９７９年４月我局的震情会商中对山西地震带地震活动的形势进行了分析，认为“从现在出现的异常情况来看，山西地震带今后一二年内发生７级以上强震的可能性不大，但是有发生６级左右地震的可能性”。并提出了需进一步加强监视和观测工作的四个重点地区，其中就有太原－介休地区１）。     地震发生后，我局派出由分析预报室和野外队技术人员组成的考察组赴现场开展震情监视和宏现考察工作。根据现场考察，本次地震的宏观震中在介休县城关附近，震中烈度为Ⅶ度弱。受害地区包括５个县５３个乡中的３８０个村庄。其中，震中区１１个乡的25个村受灾较为严重。据统计，遭受不同程度损坏的房屋有１８１８５间，其中严重损坏８０９间；人员受伤１７８人，死亡３人；大小牲畜伤亡２２头。这次地震造成的经济损失约2000万元２），是建国以来山西省遭受地震灾害仅次于１９５２年崞阳地震的一次地震。 地震基本参数 本次地震的基本参数见表1。  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 北  纬 东  经 １ 1979 6 19 12 15 17 37°06′ 111°54′ 5．2 9 介休县宋月古乡 ３）     表１是采用１９８４年清理总结中重新给出的结果3)，由于取用资料比较齐全，给出的参数比较合理。  　 地震地质背景    介休地区位于山西地堑中部的太原盆地南端，震区东部为北东向的太谷断裂，以西为交城断裂，南面为东西向的灵石隆起。震区为隆起与凹陷的交接地带，新构造活动比较剧烈。根据物探和卫星照片解译资料，区内次级构造发育，并被多组北东东向和北西向断裂切割成多个断块。由于断块的不均匀性下沉，形成一些次级隆起和凹陷。一些插入盆地内部的北北东向断裂，受到盆地两侧北东向主干断裂的控制（图1）。 图1  山西省介休一带地震地质图 Fig.1  Seismogeological map in Jiexiu region in Shanxi province 　 　 　     介休至霍县之间，第四纪以来强烈上升，是最新的活动隆起带４）（图２）。据国家地震局测量大队的工作结果，１９６４-１９７６年垂直形变的相对变化量达30ｍｍ[2]。     根据历史记载，１６世纪以来，介休及附近地区曾先后发生５－６．５级地震７次（表２），为山西地震带中强地震的主要活动区域之一（图３）。 图2  太原盆地南部新构造运动分布略图 Fig.2  Sketch of distribution of new tectonic movement inthe south        of Taiyuan Basin         (据中科院地质所山西地质组) 　 表２ 介休地区(37－37°30′，111°30′－113°00′)历史地震目录［１］ Table 2  Catalogue of historical earthquakes in Jiexiu region 序号 地震日期 震 中 位 置 震中地名 震级 烈度 备注 年 月 日 北  纬 东  经 1 1351  5 14 37.3° 113.0° 榆社北 5 Ⅶ 震中不确 2 1549  4 37.0° 111.9° 介休 ５ Ⅵ   3 1558  6 37.5° 112.2° 交城 ５ Ⅵ   ４ 1614 10 23 37.2° 112.5° 平遥－榆社 6 Ⅶ－Ⅷ   5 1618  5 20 37.0° 111.9° 介休 6 Ⅷ   6 1633 37.3° 111.8° 汾阳 ５ Ⅵ   ７ 1891  4 17 37.1° 111.9° 介休－孝义 ５ Ⅶ       本次地震的震中区，恰为强烈下降区的边部，震中位于北北西向次级断裂的端部。断裂走向与极震区长轴走向基本一致。因此，北北西向断裂可能是本次地震的发震断裂。而北东向主干断裂则是本次地震的主要控制断裂。 图3  太原盆地中强地震震中分布图 Fig.3  Epicnetral distribution of the moderate earthquakes in        Taiyuan basin 　 　 烈度分布     根椐地震后现场考察，本次地震的宏观震中在介休县城关附近，即东经111°55＇，北纬37°02＇。震中烈度为Ⅶ度弱，等震线总体呈南北走向。     Ⅷ度弱区呈两头大,中间小的哑铃状,走向为北１１°西,长轴长１１ｋｍ,短轴长２．５－４．５ｋｍ。区内Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类建筑物均有破坏和损失。其中,Ⅰ类房屋大部分出现严重裂缝,部分墙体倒塌;Ⅱ类房屋大部分出现轻微裂缝,部分墙体有严重裂缝、错位、倾斜,少部分墙体倒塌;Ⅲ类房大部分有轻微裂缝,极少数严重裂缝、位移。     Ⅵ度区为近南北走向,北宽南狭呈蘑菇状,长轴长４８ｋｍ,短轴长16－42ｋｍ。区内人感强烈颠动，晃动，普遍听到地声。Ⅰ、Ⅱ类房普遍有细裂缝，少数严重裂缝，个别墙体倒塌。Ⅲ类房大部分完好，个别严重裂缝、破坏。     Ⅴ度区南北向长约３００ｋｍ，东西向宽约２４０ｋｍ，长轴走向与Ⅵ度区相似。     这次地震有感范围较大，北起大同，南到洛阳，东至邯郸，西达延安西２） (图4-5)。 图4  介休5.2级地震等震线图 Fig.4  Isoseismal map of the M5.2 Jiexiu earthquake 　 　 　 　 图5  介休5.2级地震有感范围图 Fig.5  Felt area of the M5.2 Jiexiu earthquake   　 　 地震序列 介休地震前，山西境内的测震台站距震中１００ｋｍ的有４个；在２００ｋｍ内有１０个，其中有２个台工作不正常，实际上只有８个台。根据当时情况，该区的测震监测能力只能达到ＭＬ≥１．８级。     根据介休地震台（距震中15ｋｍ）单台资料，从６月１９日主震发生后至８月２６日的６０多天中，共记到余震１８７次（见表３）。从表３可以看出，余震绝大部分小于1.0级，最大余震是７月２４日发生的3.0级。地震序列的分布见图６。     据资料５）记载，介休5.2级地震序列共发生ＭＬ≥2.0级余震9次（表４）。  表３  余震统计情况表 Table 3  Aftershocks of the M5.2 Jiexiu earthquake 震级（ＭＬ） ０－０．９ １．０－１．９ ２－２．９ ３－３．９ 频次（Ｎ） １１７ ６１ ８ １   表４  介休地震序列目录（ＭＬ≥2.0） Table 4  The earthquake ＭＬ≥2.0 catalogue of the M5.2 Jiexiu earthquake sequence 编号 发震日期 发震时刻 震 中 位 置 震级(ＭＬ) 深度(km) 震中地名 结果来源 年 月 日 时 分 秒 北  纬 东  经 1 1979 6 19 12 15 17．0 36°06′ 111°54′ 5．6 9 介休 3） 2 1979 6 19 14 41 29．2 37°06′ 111°52′ 2．1     5) 3   16 28．8 37°06′ 111°52′ 2．2       4   16 26 16．3 37°06′ 111°52′ 2．0       5   36 32．1 37°06′ 111°52′ 2．2       6   18 48 45．2 37°08′ 111°51′ 2．3       7      6 20 15 06 07．6 37°08′ 111°52′ 2．5       8      6 23 03 15 30．1 37°04′ 111°49′ 2．2       9      7 08 05 13 56．2 37°08′ 111°50′ 2．9       10     7 24 16 35 55．5 37°07′ 111°53′ 3．0         图6  介休5.2级地震序列N-t和M-t图 Fig.6  N-t  and M-t  diagrams for the M5.2 Jiexiu earthquake        sequence        a. N-t图  b. M-t图 　     据统计，主震发生后的八天内（６月１９日至２６日），记录到余震１０７次，占余震总数的５７．５％，日频次很快就衰减到１次左右（图７）。 图7  介休5.2级地震余震日频度图(ＭＬ≥0) Fig.7  Diagram for daily frequency of aftershocks of the M5.2           Jiexiu earthquake 　     从可定出震中的11次余震震中分布图(图８)和介休地震台记录到的ｓ－ｐ来看，余震的ｓ－ｐ一般在２．４－３．２秒之间，变化范围仅０．８秒左右，空间展布集中，活动面积约２５ｋｍ2 。取ＭＬ≥０．５级地震１４４次计算得该序列ｂ值为０．７６（图10），ｐ值为１．３８，表明序列衰减快。图9是该序列的应变释放曲线。据计算，介休５．２级地震释放的能量占全序列释放能量的９９．９９９％，这符合一般孤立型地震的特点。 图8  介休5.2级地震余震震中分布图 Fig.8  Epicentral distribution of aftershocks of the M5.2 Jiexiu          earthquake   　 　 图9  介休5.2级地震序列应变释放曲线 Fig.9  Strain release curve for the M5.2 Jiexiu earthquake        sequence   　 　 图10  介休5.2级地震序列b值曲线（ＭＬ≥0.5，据啜永清） Fig.10  b-value curve for the M5.2 Jiexiu earthquake sequence 　 　 震源机制解和主破裂面     介休地震的震源机制解见图11和表5。 图11  介休5.2级地震震源机制解 Fig.11  Focal mechanism solution for the M5.2 Jiexiu earthquake 　 表5  震源机制解 Table 5  Focal mechanism solution for the M5.2 Jiexiu 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 13 SEE 46 299 SSW 73 167 43.5 59 17.5 314 41.5 209.5 16 103 44.5 3）     台站总数为６９。矛盾符号有７个，矛盾符号比为１０．１％，精度达到Ｂ类。     以上震源机制解的数据，系采用１９８４年清理总结中重新给出的结果。     根据震源机制解的结果，并考虑到等震线的长轴方向和可定震中的余震展布情况，认为节面Ⅱ可能是本次地震的主破裂面。 　 地震台网及前兆异常     介休地震发生在山西省中部地区，山西、河北和河南省地震局在距震中２００ｋｍ范围内建有12个地震台（点），其中测震台项10个，其他前兆观测台项13个（图１２）。震前有异常反映的前兆观测台项只有太原台的倾斜和连通管及奇村和武安的水氡４个台项６)。     此外，测震学项目也显示出一些异常变化。异常情况详见图１３－２２和表６。 图12  介休5.2级地震前台站及异常分布图 Fig.12  Distribution of stations and anomalies before the M5.2         Jiexiu earthquake   　 　 图13  介休5.2级地震前b值扫描图 Fig.13  Scanning pattern of b-value before the M5.2 Jiexiu         earthquake          (太原盆地内，1975.5.1－1979.6.18) 　 　 　 图14  介休地区小震震中分布图(1977－1979.6) Fig.14  Epicentral distribution of small earthquakes in Jiexiu              region          ａ．１９７７； ｂ．１９７８； ｃ．１９７９．１－６．１８   　 　 　 图15  华北地区中强地震三项指标 Fig.15  Three indexes of moderate earthquakes in north china          (φＮ=34-42°，λＥ=110-120°，唐山震区除外，ＭＬ≥3.0)   　 图16  邢台地震序列余震月频度变化与华北中强震的关系 Fig.16  Relationship between the variation of monthly frequency of         the aftershocks of the Xingtai earthquake sequence and the         moderate earthquakes in north China 　 　 　 图17  林县小震月频度变化与附近较大地震的关系 Fig.17  Relationship between the variation of monthly frequency of         small earthquakes at Linxian and the larger earthquakes in         its vicinity   　 　 图18  太原台倾斜单分量五日均值图 Fig.18  Diagram for 5-day mean value of the tilt single-component         at Taiyuan station 　 　 图19  太原台连通管均值图(S-N) Fig.19  Diagram for mean value(S-N) water tube tiltmeter at         Taiyuan station          a. 日均值  b. 五日均值   　 图20  武安518井水氡日均值图 Fig.20  Curre for daily mean value of radon coutent in the 518th           well at Wuan   　 图21  奇村热水井水氡曲线 Fig.21  Curve for radon content in water in the thermal well at         Qichun village         a. 日值  b. 五日均值   　 表6  异常情况登记表 Table 6  Abnormal situations 序号 观测 项目 台站或 观测区 分析方法 异常判据及观测误差 震前异常起止时间 震后变化 最大 幅度 震中距(km) 异常类别 图号 异常特点及备注 １ b值 太原盆地 ｂ值空间扫描 ｂ值偏低 1975.5－1979.6.18       ＡⅢ 13 介休以北ｂ值偏低 ２ 地震活动分布 太原盆地南部地区 小震时空分布 有规律的密集平静 1978.7－1979.6       ＢⅢ 14 震前一年密集，震前半年平静 ３ E、N、S三项指标 华北地区 中强震三项指标（E、N、S） 三项指标均偏低 1979.2 消失     ＢⅡ 15   ４ 地震窗 邢台地区 小震月频度 频度增高 1979.2 正常     ＢⅢ 16 频度连续偏高 ５ 地震窗 林县地区 小震月频度 频度增高 1979.4 下降     ＢⅢ 17   ６ 地倾斜 太原 五日均值 趋势性大幅度升降 1979.1 正常   95 ＢⅡ 18 加速，反向提前 ７ 连通管 太原 日(五日)均值 m＝±0.002mm 1979.5.20- 恢复 0.034mm 95 ＢⅡ 19 加速上升、转向、发震 ８ 水氡 奇村 日均值 大幅度升降 1979.6.11-18 正常   176 ＣⅡ 21 突跳 ９ 水氡 武安518井 日均值 大幅度升降 1979.6.3-15 正常   200 ＣⅡ 20 连续突跳 10 地倾斜 蔚县 矢量 打结 1979.6.8-15 正常   381 ＣⅢ 22 供参考   图22  蔚县台倾斜矢量图 Fig.22  Vector diagram for ground tilt at Weixian station 　 　 前兆异常特征分析       根据本次地震前所显示的前兆异常情况分析，有以下特点：     1. 震前，介休地区的小震活动和测震学各项指标，没有发现明显的临震异常。不过，外围区域的小震活动，如林县地区和太原盆地北部的小震活动却有较明显的增强。但是，介休地区小震活动的中期异常还是较明显的。１９７８年上半年以前，该区的小震活动频次低，无一定的规则性（图１４ａ）。而在介休地震前一年（即１９７８年７月开始）左右出现转折，呈现出较密集并有规则的活动（图１４ｂ）。而到１９７９年１月至６月１８日的半年内，介休地区只发生了一次ＭＬ２.０级地震，处于相对平静状态（图１４ｃ）。     2. 各项前兆异常出现的时间大体比较同步，短期异常一般在震前２－３个月出现，异常期约３０天。临震异常在震前１５天左右出现。总的来看，趋势异常不明显，以短临异常为主。     3.从异常形态分析，地形变异常主要表现为在年动态变化的基础上，改变动态轨迹，速率增大，快速上升，形成峰型的异常形态。水氡则表现为连续突跳变化的突发性临震异常。     总的来看，介休地震前前兆异常较少，反映比较好的是与地下水关系较密切的一些观测项目，同时各前兆观测项目异常反映的情况也是有差别的。有些前兆观测项目距震中较远仍有异常反映，而有些距震中较近的观测项目却无异常显示，产生这种情况的原因比较复杂，对此目前尚难以解释，有待于进一步深入研究。 　 结束语     1. 从前兆异常情况得到启示，只要合理设置一批台址和观测条件都较好的观测台站，震前在一定范围内能够观测到一定的异常信息。     2. 对于背景性的异常变化，必须慎重考虑并深入研究。１９７４年５月大地形变测量曾测得介休地区出现大幅度下降的异常变化，异常幅度达１０２ｍｍ（图２３）。对此，虽实地进行了调查，认为该异常变化主要是地下水位大幅度下降引起，但也不排除构造活动的因素7）。遗憾的是，介休地区从１９７５年以后再未进行大地形变的复测工作，同时也未做深入一步的研究和讨论。 图23   介休下沉区高差剖面图 Fig.23  Profile of altitude difference of the subsidence area         in Jiexiu 　 参考文献 ［１］ 顾功叙等，中国地震目录，科学出版社，１９８３。 ［２］ 应力等，华北地区地壳重直形变及现代构造运动的意义，地震，No.2，1982。 　   参 考 资 料  １）山西省地震局分析预报研究室，近一、二年山西地震带震情趋势的分析（打印件)，     １９７９．３。 ２）山西省地震局，介休Ｍｓ５．１级地震宏观考察报告（打印件），１９７９。 ３）赵学普、赵新平等，介休地震总结（测震部分）（打印件），清理攻关资料，1984。 ４）中国科学院地质研究所山西地震地质组，山西省太原盆地－临汾盆地地震地质条件及     地震发展趋势的初步分析（打印件），１９６８．４。 ５）山西省地震局，山西地震目录（1966－－1984）（铅印件），１９８５。 ６）李炳照，山西省介休５．２级地震总结与前兆异常特征研究（刻印本），综合预报清理     攻关资料，1984。 ７）山西省地震队，介休地面沉降的调查报告（打印件），山西局资料室，1974。