1981年1月24日四川省道孚6.9级地震

四川省地震局 程 式 任昭明

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| 总结与讨论 | 参考文献和参考资料

前言 　

１９８１年１月２４日，在四川省甘孜藏族自治州道孚县发生了１次６.９级地震。震区内，倒塌各类房屋２９９２幢，死亡１２３人，重伤１０９人,轻伤３８０人，损失牲畜１６２０头，粮食57.73万kg，损坏农业机具３６５台。总计折算损失人民币３２７９.６万元。 距震中３００ｋｍ范围内共有１９个地震台，道孚地震发生在１９８０年年度会商会所圈定的重点监视区附近。 地震发生后，四川省地震局迅速组织分析预报中心、地震地质队、地震测量队和流动队等单位160余人赴地震灾区进行野外宏观考察 。国家地震局也派人来现场指导。此外，甘肃省地震局、西南勘测设计院亦派人前往震区，调查地震地质背景、震害、烈度和宏微观地震前兆。 在宏观考察的基础上，四川省甘孜藏族自治州地震局、四川省地震局情报资料室编辑出版了《１９８１年道孚６.９级地震资料图片集》[1]。四川省地震局组织科技人员编写了专著《１９８１年道孚６.９级地震》[2]。不少学者对这次地震的破裂过程、震源机制、地震活动性和地壳形变特征等进行了研究[3～21]。本文是在前人工作的基础上和1983年国家地震局组织各单项前兆手段和地震综合预报清理总结的基础上1～15），对前兆异常等进行重新审核、整理而成。

地震基本参数

据四川地震台网测定的地震基本参数见表１。 

表1  地震基本参数表

Table 1  Basic parameters of 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	1981 1 24	05 13 47	31°00′	101°10′	6.9	12	道孚	14)

地震地质背景

　

道孚地震发生在川滇菱形块体东北边界的鲜水河断裂带上。震中附近主要断裂及历史地震震中分布如图１所示。 图1 鲜水河断裂带及强震震中分布略图 Fig.1 Xianshuihe fault zone and epicentral distribution of strong earthquakes      1. 活动断裂; 2. 推测断裂; 3. 压扭性断裂; 4. 扭性断裂 　 鲜水河地震带是四川省地震活动最强烈的一个地震带。道孚附近强震频繁发生，从１７９２年以来共发生MS ≥６级地震６次（见表２）。  表2  道孚附近MS ≥6级地震统计表16） Table 2  MS ≥6 earthquakes in the vicinity of Daofu region 地  震  日  期 震  级 震 中 地 名 年  月  日 1792  9  7 6 道孚 1893  8  29 > 道孚八美区 1904  8  30 6 道孚 1919  5  29 道孚 1923  3  24 炉霍、道孚间 1923  6  14 6.5 道孚 鲜水河断裂是一条现今强烈活动的超壳断裂15），其走向为北35―50°西,北起甘孜北边的中马达附近，向南经炉霍、道孚、乾宁,过康定后继续向南东方向延伸，全长370余ｋｍ。从断裂的巨大规模、两侧岩层的岩相差异及基性岩沿带分布等分析，它是一条三叠纪之前就己存在的深大断裂带。综合断裂带的各种构造现象、地震地裂缝带的力学特征和震源机制结果认为，印支运动和四川运动时鲜水河断裂带呈左旋逆平移性质。新构造运动时期，活动性质具强烈的继承性。跨断层短基线测量资料表明，近几年鲜水河断裂仍显示强烈的左旋滑动，在虚墟、虾拉沱一带滑动速率最大，达６mm／年。 鲜水河断裂带在道孚以西的科白附近分成东、西两支，向东南于４２道班附近又合二为一。两者在地表相距数百米至１ｋｍ，且两者倾向相反，倾角为７０―８０°，在深部有可能相交。在道孚县城附近被一组北北东向张扭性断层错切（见图１）。这样，在道孚附近容易形成“闭锁”区。１９８１年道孚６.９级地震就是发生在这一构造部位上。

烈度分布

　

野外考察结果，宏观震中位于道孚县城西约２ｋｍ的沟普村附近（北纬30°59＇，东经101°06＇）。震中烈度为Ⅷ度强，震源深度为10ｋｍ，有感范围东起成都,西至西藏昌都地区，南达西昌，北抵甘、青、川交界地带，有感区半径近３００ｋｍ。等震线沿鲜水河断裂带分布（图２），呈西北-东南走向的狭长的纺锤形，东大西小，南北两侧近于对称。极震区长轴长约6.4ｋｍ，短轴长1.2ｋｍ，长、短轴之长度比为5∶1。Ⅷ度区面积约１４ｋｍ2，Ⅶ度区面积约１４４ｋｍ2，Ⅵ度区面积约４５０ｋｍ2。 图2  道孚6.9级地震等震线图 Fig.2  Isoseismal map of the MS 6.9 Daofu earthquake 　     地表破坏表现为地裂缝、鼓包、滑坡、崩塌以及喷砂、冒水等各种形式，其中以地裂缝最为突出。地裂缝带全长40ｋｍ，多沿鲜水河断裂带呈带状展布，直线延伸，纵贯极震区。按出现部位又分为东、西两带。西带靠近山坡沿鲜水河断裂西支发育于泉华层上，形成宽达数米、由压性裂缝组合而成的“多”字形地裂缝带；东带沿鲜水河断裂东支发育在鲜水河两岸的河漫滩上，呈斜列式展布，宽达50ｍ以上。鼓包常与地裂缝相伴随，长轴多为南北向。喷砂孔多分布于鲜水河的阶地和河漫滩上，喷砂孔最大直经达20cm。地处震中的沟普村,地表灰岩裂隙在震后扩大,涌现出一股泉水，流量达1―2L／s。此外，在公路的边坡地带，多处出现中等规模的滑坡和崩塌现象。

地震序列

　

本地震序列根据四川地震台网目录14）和震后（１月２８日）在震中附近架设的２个流动台观测资料统计，自１９８１年１月２４日至２月２５日，共记录到余震６５７次。其中，3.0―3.9级４次；２.０―２.９级３４次；１.０―１.９级６１９次。最大余震为３.９级（MS ）。图３为这次地震序列的Ｍ－ｔ图。 图3 道孚6.9级地震序列M-t图(MS ≥3.0) Fig.3 M-t diagram of the MS 6.9 Daofu earthquake sepuence 　 道孚地震序列的主震释放的能量占整个序列释放能量的99％以上，属孤立型地震。余震序列的应变释放曲线如图４所示。 用最小二乘法求整个序列的ｂ值和不同时段的ｂ值，其结果在１. １４左右，即ｂ值随时间无明显变化。余震频度随时间分布可以用Ｎ0ｔ-p表示，p值为2.23，表明余震序列衰减很快。 １９８１年１月２９日以后所测定的余震震中分布如图５所示。余震区呈椭圆状，长轴长50km左右，短轴长约20km，长轴走向与震中处鲜水河断裂走向一致，为北40°西。３级以上的余震都位于主震的东南侧。 图６是余震震源深度沿北西走向的剖面图。由图可见,其震源深度多在5―16ｋｍ之间，以7―12ｋｍ范围内最为集中。主震的深度比大多数余震的深度要深。 图4  道孚6.9级地震序列应变释放曲线 Fig.4 Strain release curve of the MS 6.9 Daofu earthquake sequence 　 　 　 图5  道孚6.9级地震余震震中分布图(1981.1.29―1981.2.25) Fig.5 Epicentral distribution of aftershocks of the MS 6.9 Daofu earthquake 　 　 图6  道孚6.9级地震余震深度剖面图 Fig.6 Profile for depth of aftershocks of the MS 6.9 Daofu earthquake      余震在余震区长轴I-I′剖面上的投影

震源机制解与地震主破裂面

　

据全国基准台、四川区域台网及青海、甘肃、陕西部分台站的Ｐ波初动资料，不同作者所确定的震源机制解示于表３。其中，编号１的上半球投影的结果见图７。  表3  震 源 机 制 解 Table 3 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 53 NW 77 322 SW 85 227 13 8 6 121 76 232 5 323 13 [6] 2 47 NW 80 320 NE 75 94 3 2.5 19 192 71.5 50 15 317 10 [3] 3 40 NW 80 309.6 SW 88 84.8 2.8 174.7 0.4 299 10 40 2 130 10 [12] 注：表中数字以(°)为单位，以下各震例震源机制解均同。 图7  道孚6.9级地震震源机制解 (据成尔林) Fig.7  Focal mechanism solution of the MS 6.9 Daofu earthquake 注：图中实心圆表示初动向上；空心圆表示初动向下。以下各震例震源机制解的表示法均同此 　     如前所述，野外宏观考察表明，道孚地震位于现今强烈活动的鲜水河断裂带上；地震等震线沿鲜水河断裂呈北西向的狭长纺槌状分布；地震地裂缝与鲜水河断裂带走向一致；形变测量资料表明，近几年鲜水河断裂仍显示强烈的左旋滑动；余震总体上沿北西向鲜水河断裂分布。结合震源机制解分析,节面Ⅱ可能是震源处的主破裂面。道孚6.9级地震是在北东东向区域应力场作用下，鲜水河断裂重新破裂并作左旋水平错动的结果。

地震台网及前兆异常

　

距震中３００ｋｍ范围内共有１９个地震台。在１００ｋｍ范围内只有道孚１个地震台，但沿鲜水河断裂布设有短水准、短基线复测场地和流动重力测量（见图８)。300ｋm范围内有测震台14个，有视电阻率、地倾斜、地应力、水氡、地磁、重力、水温、水位等其他观测台项25个。包括地震活动性异常在内，共出现14起前兆异常（列于表４）。地震活动以外的定点观测异常分布情况如图９所示。单项手段的前兆异常曲线见图10―14（其中，与文献［２］相同者，参见文献［２］）。  表４异常情况登记表 Table 4  Abnormal situations 　 图8  道孚6.9级地震前地震台站分布图 Fig.8 Distribution of seismic stations before the MS 6.9 Daofu earthquake   　 　 图9  道孚6.9级地震前异常分布图 Fig.9 Distribution of anomalies before the MS 6.9 Daofu earthquake 　 　 图10  道孚6.9级地震前的小震震中分布图(1978.10―1979.9)  (据韩谓宾等) Fig.10  Epicentral distribution of the small earthquakes before the MS 6.9 Daofu                earthquake 　 　 图11  道孚6.9级地震前的R-t图  (据韩谓宾等) Fig.11 R-t diagram before the MS 6.9 Daofu earthquake 　   图12  鲜水河地震带D-t图  (据韩谓宾等) Fig.12  D-t diagram of Xianshuihe seismic zone       0点为石棉县 　     说明：文献［２］把１９７８―１９８１年甘孜台视电阻率的变化作为长期异常处理，而1984年前兆手段清理3）却认为该资料有埋设水管的影响，故把它列为有争议的异常，供参考。 图13  道孚地震前小震月频度图(据韩谓宾等) Fig.13 Diagram of monthly frequency of small earthquakes before Daofu             earthquake  　 图14  郫县重力比值月均值曲线  (据刘栋勋等) Fig.14 Curve for monthly mean value of gravity ratio at Pixian

前兆异常特征分析

　

(一)前兆异常的时间进程特点 从１９７６年起，短水准、短基线测量开始出现地壳形变异常，持续时间长达５年左右。多数的趋势性异常是在小震空区形成以后的１９７９年年底和１９８０年年初准同步地涌现。除Ｉ类空区和地壳形变异常外，其余趋势性异常的平均持续时间为14.9个月（见图15）。 震前１个月左右，开始出现前兆性震群短临异常（图16）。震前３天，地倾斜出现日变畸变。 总之，前兆异常在时间进程上呈现出一种阶段性的准同步特点。 (二)前兆异常的空间分布特点 1. 异常点散布在大量的正常点之中。距震中３００ｋｍ范围内共有前兆观测项目２５台项，有异常的项目（地震活动和宏观异常没有参予统计）共６台项。异常数只占观测项目总数的２４％。 2. 异常点分布具有相对集中性。在１４项前兆异常中（包括地震活动性异常，但不包括宏观异常）有11项分布在距震中２００ｋｍ范围内，占异常总数的78％。可见，前兆异常相对集中在２００ｋｍ范围内，其中又有75％的趋势性异常密集地分布在震中附近７０ｋｍ范围内。在震中区附近１００ｋｍ范围内没有短临异常出现，短临异常多散布在１２０ｋｍ以外的鲜水河断裂带两端。 3. 前兆异常沿断裂带分布。在１４项前兆异常中（包括地震活动性异常，但不包括宏观异常），有10项发生在鲜水河断裂带上，占异常总数的７1％。 图15  道孚6.9级地震趋势性异常时空分布综合示意图 Fig.15 Synthetic sketch of time- space distribution of trend anomaly of the MS 6.9               Daofu earthquake 　 (三)前兆异常的时空演变特征 道孚地震是鲜水河断裂带北段从１９６７年朱倭６.８级地震开始，经１９７３年炉霍7.6级地震，由北西往南东逐渐破裂的继续。这次道孚地震的余震都发生在炉霍7.6级地震的余震区内，其地裂缝也没有越出炉霍地震的地裂缝的分布范围，前兆异常也似乎具有某种继承性的特点，这在形变测量上显示较为明显。 １９７３年长水准复测资料与１９６０年观测资料的对比结果表明，在１９７３年炉霍７.６级地震震中区附近（以虾拉沱为中心，半径９０ｋｍ范围内）出现沉降区，最大沉降幅度达３００ｍｍ，但在道孚以南却无明显变化。1974年沉降区普遍回升了30―40ｍｍ。跨断层短基线测量表明，鲜水河断裂具有继承性的左旋蠕动，至１９７５年底，蠕动速率逐渐下降。与此同时，余震活动逐渐衰减。上述迹象表明，炉霍地震的震后效应逐渐消失。 １９７６年起鲜水河断裂带两侧的壤塘、马尔康、新龙、理塘地区小震活动增强，它意味着区域应力场有所增强。与此同时，跨断层的短基线测量资料显示，鲜水河断裂的蠕动速率加大，尤其在虚墟、虾拉沱一带蠕动速率增加最快，而道孚附近则相对稳定，这意味着道孚附近为一闭锁段，应力易于在此集中。 图16  道孚6.9级地震短临异常时空分布综合示意图 Fig.16 Synthetic sketch of time-space distribution of short and impending anomly      of the MS 6.9 Daofu earthquake 　 1980年以后道孚附近的闭锁段开始开启。同时，出现了一批趋势性前兆异常。1980年10月以后虚墟、虾拉沱出现蠕动速率反向，短临异常也有所显示。最后，道孚附近的闭锁段彻底开启，导致强震发生。

讨论

参考文献

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      ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ  ａｌｏｎｇ  ｔｈｅ  Ｘｉａｎｓｈｉｈｅ ｆａｕｌｔ  ｉｎ 

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