1984年5月21日江苏省南黄海6.2级地震震例报告

江苏省地震局 贺楚儒 张德齐

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 　

１９８４年５月２１日江苏南黄海海域发生了Ｍｓ  ６．２级地震，其震中与江苏陆地部位的最近距离约为３０ｋｍ。这次地震使沿海的如东县的９００余间民房受到轻微的损坏，倒塌烟囱４２座，没有直接造成人畜伤亡［１］。极震区烈度达Ⅵ度。     这次地震有较好的中期预测。从１９８０年起，根据地震活动性分析指出，南黄海海域存在中强震背景。１９８２年，对此意见作了进一步的肯定［２－６］。１９８２年以后，海域内的小震活动明显增强［６］；本省的一些前兆观测也开始出现异常。为此，江苏省人民政府批转了江苏省地震局关于黄海海域及沿海地区地震趋势和加强工作措施意见的报告［７］，加强了对沿海地区的监测工作。１９８４年度全省地震趋势会商会曾明确提出：１９８４年内或稍长时间，江苏及邻近地区发生六级左右中强震的可能性是存在的。同时，强调要做好南黄海海域的震情监视工作１）。当时的主要依据是，除了地震活动性异常和长水准复测显示的异常区外，还有南京台的短水准、视电阻率的趋势性变化以及镇江船山矿水氡的趋势性上升等。     １９８４年４月３０日溧阳老震区发生３．１级地震，引起了地震部门的重视。此后，上述异常数量有增加的趋势。当时，会商认为与本省陆地上发生３－４级地震前的异常情况差不多；据以往震例，溧阳震区与黄海震区地震活动的相关性较好，因此提出要加强沿海地区的震情监视［８］。     震后，我局随即派员进入现场。上海市地震局、国家地震局地质研究所也派员到现场从事宏观考察。国家地震局安启元局长亲临现场领导监测工作。震中附近陆地上人口稠密、经济发达，因此判定震后的震情发展趋势成了十分迫切的任务。震后第二天，地震部门经分析研究初步确定这次地震为主震余震型。明确提出：震后不会有更强烈的地震发生。这对当时安定民心，减轻灾害起了积极的作用，取得了显著的效益。

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 earthquake

编号	地震日期	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	1984 5 21	23 38 54.0	32°28.7′	121°35.4′	6.2		南黄海	[8]
2	1984 5 21	23 38 58.1	32.7°	121.6°	6.3	17		[9]

地震地质背景

　

扬子断块区南黄海断陷盆地的次一级构造单元，自南而北可划分为勿南沙隆起、南部坳陷、中部隆起、北部坳陷，各单元之间多以断裂为界。６．２级地震即发生在南部坳陷与勿南沙隆起的交接带上。重力资料表明，苏北和南黄海南部为一走向ＮＥＥ的负异常区，而勿南沙隆起为正异常。航磁延拓资料反映，该区为一近东西向宽缓平静的降低负异常带，基底埋藏深度为３－４ｋｍ以下，新第三系与第四系的沉积厚度约1000ｍ。南部坳陷基岩埋深４－５ｋｍ，新生代沉积厚度最大可达５０００－６０００ｍ，与勿南沙之间以拼茶河－郎家沙断裂相接。南黄海断陷盆地主要受ＮＥ、ＮＮＥ向（重力与重力延拓资料）和ＮＷ、ＮＮＷ向（航磁资料）两组断裂控制（图１）。前者控制了坳陷与隆起的边界，后者的ＮＮＷ向南黄海中央断裂和苏北沿海断裂属于张扭性断裂，错开了一系列ＮＥ向断裂，沿断裂有大量基性、超基性岩喷发、侵入，航磁资料显示断裂北段磁性基岩深度达７－８ｋｍ，是一个ＮＷ向的凹槽。 　　区域形变场特征表现为：苏北盐城、响水一带震前近二十年来垂直形变东倾梯度较大，拼茶河断裂至盱眙－响水口断裂之间下沉幅度大，幅值达30－40ｍｍ。拼茶河断裂以北原为相对下沉区，其南为相对上升区，１９７５年以后开始转向。吕四以北海域是形变转折部位（图２） ［４］。本区的地震往往发生在隆起与坳陷的交接部位和活动断裂带的交汇部位。ＮＮＷ向断裂与ＮＥ向断裂之交汇处是历史上多次发生６级左右地震的地方。此次南黄海６．２级地震的余震沿北３０°西方向分布，与沿海断裂走向近于一致，表明在现今应力场ＮＮＥ向主压应力作用下，ＮＮＷ向与ＮＥ向构造交汇网络控制了南黄海６．２级地震的发生，而前者应是地震发生时的主破裂面。 图1　南黄海断裂构造与震中分布图［１１］ Fig.1  Faulted structure of South Huanghai Sea and epicentral        distribution of historical earthquakes         ①南黄海中央断裂　　②苏北沿海断裂　　③嘉山－响水断裂　　④拼茶河断裂   　 　 图2　江苏地区垂直形变图［４］（1956--1977） Fig.2  Map of vertical deformation in Jiangsu area

烈度分布

　

由于震中位于海域，只能圈定陆地部分的烈度,如图3、图４所示。这次地震在陆地上的有感范围，北至山东的青岛、临沂，西至徐州、合肥、铜陵，南至浙江金华、永嘉；人口稠密的南通市和上海市均有强烈的震感。震中附近陆地没有出现地面破坏现象，仅如东县沿海的11ｋｍ２被定为Ⅵ度区。这次地震尽管震感强，有感范围大，但破坏小，烈度低［１２］。这次地震的低烈度等震线的长轴方向大体定为ＮＮＷ向。 图3　南黄海6.2级地震近海等震线 Fig.3  Isoseismal map of the MS 6.2 South Huanghai Sea earthquake        near the coast   　 　 图4　南黄海6.2级地震低烈度等震线图 Fig.4  Isoseismal map of low intensity of the MS 6.2 South        Huanghai Sea earthquake

地震序列

　

主震前一分钟左右发生一次直接前震，发震时刻为２３时３７分５１．２秒，ＭS＝５.７，震源深度为17±3ｋｍ，其震中与主震震中相差甚微。震中西侧陆地测震台网能记到ＭS≥１．０级地震,但ＭS≤１．５级的余震也可能有遗漏，故取ＭS＞1.5级的余震进行统计分析。根据江苏台网地震目录２),自前震发生时到８月３１日止，序列中的地震数目见表２。  表2  ＭS≥1．6的地震数目统计 Table 2  Statistics for number of earthquakes (ＭS≥1.6) 震级（ＭS） 1.6-1.9 2.0-2.9 3.0-3.9 4.0-4.9 5.0-5.9 次数 114 116 18 1 1(前震)     前震、主震和绝大多数ＭS２．０级以上的余震震中大体沿北３０°西向分布。从图５可以看出主震和前震的震中十分接近。 图5　南黄海6.2级地震余震震中分布图(ＭS≥2.0,1984.5.21--8.31) Fig.5  Epicentral distribution of aftershocks of theＭS6.2 South          Huanghai Sea earthquake 　     主震能量占全序列总能量的８４％（如果不计前震则占９９％）,该地震序列属前-主－余震型。地震序列Ｍ－ｔ图和应变释放曲线如图６所示。 图6　地震序列M-t图和应变释放曲线(ＭS≥2.0,1984.5.21--8.31) fig.6  M-t diagram and strain release curve of theＭS6.2 South Huanghai        Sea earthquake sequence 　     选取ＭS=１．６为起始震级，由最小二乘法求得序列ｂ值为０．８０,由最大似然法求得ｂ＝０．７７，二者比较接近。b值曲线如图７所示。 图7  南黄海6.2级地震序列b值曲线(Ms≥1.6,1984.5.21--8.31) Fig.7  b-value curve of theＭS6.2 South Huanghai Sea earthquake          sequence 　     余震序列随时间的变化大致可分为两段（见图6、8）。第一时段，从５月２１日至6月30日，约40天；第二时段，从7月1日至8月30日，约60天。在第一时段内，余震的能量和频度衰减都比较快。主震后两天内共发生３级以上余震10次，占该挡次余震总数19次的52.6％；共发生2－2.9级余震５５次，占该挡次余震总数116次的47.4％。余震应变释放曲线在主震发生后很快转平。余震日频度衰减系数ｐ＝１．４６，归一化累积频度衰减系数ｈ值为１．６左右。ＭS≥３．３级余震等待时间曲线的线性相当好（见图９）。上述几点表现出典型的前－主－余震型序列特征。在第二时段内，频度和能量的衰减有所减缓。序列中最大的两次余震都发生在这一时段（ＭS３．９，ＭS４．９），并且开始偏离等待时间曲线的线性部分。归一化累积频度衰减系数降为１．４左右。综上所述，我们可以把第一时段内的余震称为早期余震，而把第二时段内发生的余震称为晚期余震。伴随着晚期强余震的发生，序列中出现一些偏离总体特征的现象，这是可以理解的，但这似乎也表明，南黄海地区仍然存在着较高水平的构造应力。     表３给出了前震及ＭS４.０级以上的余震目录。  表3  南黄海6.2级地震序列目录(MS≥4.0) Table 3  Catalogue of the MS 6.2 South Huanghai Sea earthquake sequence 编号 地震日期 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 1984 5 21 23 37 51 32°28.3′ 121°36.8′ 5.7(前震) 17 南黄海 2) 2 1984 5 21 23 38 54 32°28.7′ 121°35.4′ 6.2   3 1984 7 24 04 56 54 32°30′ 121°36′ 4.9     1986 5 23 03 25 39.5 32°29′ 121°33′ 4.7     图8　归一化累积频度衰减曲线 Fig.8  Curve for attenuation of normalized accomulate frequency         注:纵座标为 (∑ni)／ni ，横座标表示天数  　 图9　强余震等待时间曲线(ＭS≥3.3) Fig.9  Time curve for wait of strong aftershocks

震源机制解与地震主破裂面

　

由于主震波形与前震波形的ｐ波段重迭，无法得到可靠的主震ｐ波初动和震源机制解，仅根据收集到的５０个台站的前震ｐ波初动资料，求出前震的震源机制解，如图10和表４所示，矛盾符号比为１２％。  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 1 350 NEE 85 77 NNW 60 37 25 299 18 165 63 80 5 348 30 [8]   图10　南黄海6.2级地震的前震震源机制解 Fig. 10  Focal mechanism solution of foreshocks of theＭS6.2 South          Huanghai Sea earthquake 　     这次地震的余震分布及陆地等震线的长轴方向均为ＮＮＷ向，且南黄海ＮＮＷ向构造比较发育。由此推测，前震震源机制解中的节面Ｉ可能是发震断层面。机制表明，地震断层面近于直立，以右旋走滑为主，伴有一定的正断层分量。

地震台网及前兆异常

　

图11是距震中３００ｋｍ范围内，陆地部分的地震台站（包括部分单项观测点）的平面分布图。图12是在上述范围内的前兆异常平面分布图，其中不包括地震学前兆和宏观异常。表５是前兆异常登记表，其中Ｉ类异常１１项，Ⅱ类异常１７项，合计２８项（不包括宏观异常），有争议的Ⅲ类异常５项，Ｄ类异常４项（其中一项在３００ｋｍ以外）。与表５中的异常相对应的图件见图１３－４２，Ⅲ类和Ｄ类异常能给出图件的也已给出。 ５  异常情况登记表 Table 5  Abnormal situations 　 　 图11　南黄海6.2级地震前地震台站分布图 Fig.11  Distribution of seismic stations before the ＭS6.2 South         Huanghai Sea earthquake   　 　 图12　南黄海6.2级地震前异常分布图 Fig.12  Distribution of anomalies before theＭS6.2 South Huanghai         Sea earthquake   　 　 图13　南黄海地区(a)和杨-铜带(b)地震应变释放曲线(ＭS≥4.0) Fig.13  Strain release curve of South huanghai Sea area(a) and the               Yangzhou-Tongling seismic belt(b) 　   图14　南黄海的“背景空区”和“孕震空区” Fig.14  “Background gap”and“Pregnant gap”in South huanghai Sea                     area       1.背景空区;　2. 孕震空区;　3. 地震活动条带;　4. 水平位移转换带;       5. 积累单元; 6. ＭS≥4.0; 7. 3.0≤ＭS＜4.0; 8. 1975.9以前地震;　       9. 1975.10.―1981地震; 10. 1982地震;  11. 地震台站 　 图15　南黄海6.2级地震的前兆震群 Fig.15  Swarm of precursory shocks of the ＭS6.2 South         Huanghai Sea earthquake         1. 1981.10 南通震群;2. 1982.4��港震群;3. 1982.8 黄海震群;         4. 1983.5  东台震群;5. 1983.9东台震群;6. 1984.3 东台震群;         7. 1984.5 大丰震群   　 图16　南黄海6.2级地震前的小震活动条带(1983.9--1984.5) Fig.16  Seismicity belt of minor earthquakes before the ＭS6.2         South Huanghai Sea earthquake 　 　 　 图17　霍山地区地震频度曲线 Fig.17  Curve of earthquake frequency in Huoshan area   　 　 　 图18　海安--盐城垂直形变图 Fig.18  Diagram of vertical deformation in Haian-Yancheng   　 图19　黄海、东海海平面变化图 Fig.19  Plane for variation of sea level of Donghai and Huanghai         Seas     　 图20　南通台B-C边月均值高差残差图 Fig.20  Residual curve for monthly mean value of altitude         difference along BC side in Nantong station   　 　 图21　无锡台短水准月均值高差余差曲线 Fig.21  Residual curve for monthly mean value of altitude         difference of short range level line at Wuxi station 　 　 　 图22　南京台短水准AB边月均值高差距平图 Fig.22  Departure plane for monthly mean value of altitude         difference of short range level line (AB)at Nanjing         station   　 图23　常熟台倾斜仪记录 fig.23  Record of tiltmeter at Changshu station         1．阶跃;　2．脉冲;　3．震时突变(虚线表示正常记录)   　 图24　常熟台地倾斜逐步回归改正后的剩余倾斜分量 Fig.24  Curve for residual tilt component after corrected for         ground tilt value by progressive regression at Changshu         station         (a) EW分量　　(b) NS分量 　 图25　江宁、六合台视电阻率五日均值曲线 Fig.25  Curves for 5-day mean value of apparent in Jiangning and         Liuhe station   　 图26　南京台视电阻率五日均值曲线 Fig.26  Curves for 5-day mean value of apparent in Nanjing station   　 　 图27　南京台视电阻率NS向与该台AB边高差相关分析五日均值曲线 Fig.27  Relation analysis curve for 5-day mean values of apparent         resistivity(NS) and elevation difference of AB side at         Nanjing station 　   图28　南京台视电阻率EW向与苏15井水位相关分析五日均值曲线 Fig.28  Relation analysis curve for 5-day mean values of apparent         resistivity(EW) at Nanjing station and water level of Su         No.15 well  　 图29　地磁垂直分量(Z)差值曲线 Fig.29 Curve for difference of geomagnetic vertical component     　 　 　 图30　部分台F２１#时值相关分析标准离差曲线(步长为半月) Fig.30  Standard dispersion curve for relation analysis of F21         time value at some station   　 图31　常熟IV号泉水氡月均值图 Fig.31  Curve for monthly mean value of radon content in water at         No.Ⅳ spring in Changshu 　 图32　镇江船山矿水氡月均值图 Fig.32  Curve for monthly mean value of radon content in water at         Chuanshan mine in Zhengjiang   　 图33　溧阳深溪�木�水氡月均值曲线 Fig.33  Curve for monthly mean value of radon content in water at         Shenxijie well, Liyang 　 图34　无锡惠山农药厂氯离子日均值曲线 Fig.34  Curve for daily mean value of C1- at Huishan pesticide         plant in Wuxi   　 图35　东台台南井流量日均值曲线 Fig.35  Curve for daily mean value of water flow in Tainan well at         Dongtai   　 图36　苏20井1982--1984年同期水位日均值曲线 Fig.36  Curve for daily mean value of water level at same time in         1982-1984 in Su No.20 well         因1--6月受上复含水层开采干扰小   　 　 图37　地应力电感值旬均值残差曲线 Fig.37  Residual curve for 10-day mean value of stress by         electromagnetic element        (a)　无锡台N25°E向(Ⅰ)、N35°W向(Ⅱ)        (b)　溧阳台NE向 　　　　(c)　南京台N45°E及SN向   　 　 图38　�指鄣绱挪ü鄄饧锹纪� Fig.38  Diagram for observational record of electromagnetic wave         at Jianggang         (a)　1984年5月12日         (b)　1984年5月16日 　   图39　1984年5月12日常熟电磁波观测记录图 Fig.39  Diagram for observational record of electromagnetic wave         at Changshu on May 12,1984 　 　 图40　1984年5月12日南渡电磁波观测记录图 Fig.40  Diagram for observational record of electromagnetic wave         at Nandu on May 12,1984 　 　 图41　1984.5.19安徽泾县电磁波记录图 Fig.41  Diagram for observational record of electromagnetic wave         at Jingxian,Anhui on May 19,1984   　 　 　 　 图42　南黄海地震宏观异常分布图 Fig.42  Distribution for macroscopic seismic anomalies of the         South Huanghai Sea earthquake

前兆异常特征分析

　

（一）地震学方法在较大范围内能显示出较好的中期异常。例如，空区、条带、ｂ值、应变释放曲线、数理统计中的极值理论和线性预测等。长水准复测也能大体圈定出形变异常的部位是靠近未来震中的地段。但这次地震并不发生在所圈定的空区内，而且震后两年多空区尚未瓦解。这是否意味着南黄海海域地震活动的新趋势，值得深入研究。     （二）定点观测台站出现的短临异常中，以临震异常为主，在震前10天出现的异常最多，而且大多数分布在距震中100ｋｍ的范围以外，100多公里范围以内却很少。这是因为沿海观测点位不多，观测条件差（因第四系复盖很厚）的缘故。中期异常中，多数也分布在100ｋｍ以外，这表明距6级多地震震中较远的地段也能观测到一定数量的中期异常。     （三）从异常点位分布(图12)可以看出，异常点大都分布在扬－铜带内几条规模较大的ＮＥ和近ＥＷ向的断裂带附近。异常出现点位与地质构造关系密切。     （四）异常起始时间具有准同步性。中期异常大体在震前10个月趋于明朗，短期异常在震前两三个月出现，临震异常出现时间大多在震前一个星期发生的大丰小震群前后。     （五）震前，对南京台短水准和视电阻率变化的认识与震后总结差异很大［８］。震前两者的同步趋势性变化自１９７９年开始，长达４年之久，两者相关性很好，曾一度将其视为异常。后经分析发现，这种相关性打破以后，于１９８３年１１月出现的视电阻率突降才是这次异常的明朗化。与以上两种手段同步变化的还有南京市的苏１５井水位。以上３种手段的长期同步变化，可能是受溧阳６级地震或其它因素的影响，经相关分析排除了这种共同的影响因素后，苏１５井水位和短水准高差没有显示出半年以上的中期异常。唯视电阻率的中期异常是可信的。这也为附近的江宁、六合台视电阻率所观测到的大体同步的异常所证实［１５］。这说明，在同一点位或附近地区开展多种手段的联合观测和综合分析，对于识别异常是非常必要的。

讨论

参考文献

［１］刘昌森，南黄海６．２级地震宏观烈度调查，地震学刊，No.1，1985。

［２］张德齐，负二项式极值模式在地震活动中、长期趋势分析中的初步应用，西北地震学报，

      Vol.４，No.２，１９８２。

［３］谢华章等，南黄海孕震空区的前兆意义，地震科学研究，No.１，１９８４。

［４］姜兆怀等，江苏地形变特征，地壳形变与地震，No.１，１９８４。

［５］张德齐，递推累加震级－频度曲线与中强震活动关系的探讨，地震学刊，No.１，１９８５。

［６］胡莲英、李灼华，江苏及南黄海活断层和地震活动图象，地震学刊，No.１，１９８５。

［７］江苏省人民政府关于江苏近期地震趋势和加强监测工作的报告批文[1982]，１３９号。

［８］江苏省地震局分析预报室，江苏南黄海６．２级地震及其监测预报过程，中国地震，

     Vol.１，No.３，１９８５。

［９］程德利等，南黄海６．２级地震序列的特征，地震，No.１，１９８５。

［１０］冯  浩，一九八四年震情，地震，No.２，１９８５。

［１１］徐映深、李端路等，南黄海６．２级地震构造背景的初步探讨，地震学刊，No.１，１９８５。

［１２］李端路等，南黄海６．２级地震宏观烈度，地震学刊，No.１，１９８５。

［１３］高恒源等，南黄海６．２级地震前常熟台地倾斜异常，地震,No.４,1985。

［１４］沈日森等，南黄海６．２级地震前徐州台ＳＳＱ－Ⅱ气泡倾斜仪的异常，地震学刊，

        No.１，１９８５。

［１５］刘树森等，南黄海６．２级地震前的视电阻率异常,地震学刊,No.１,1985。

［１６］彭纯一等，南黄海６．２级地震磁效应，地震学报，Vol.8，No.3，1986。

［１７］赵善宏，南黄海６．２级地震前磁场总强度异常，地震，No.3，1985。

［１８］王孝荣，南黄海６．２级地震的水化学异常，地震学刊，No.1，1985。

［１９］殷世林等，南黄海６．２级地震前苏２０井水位短临异常特征，地震学刊，No.１，１９８５。

［２０］张绍治等，南黄海６．２级地震前的地应力前兆特征，地震学刊，No.１，１９８５。

［２１］贺楚儒，南黄海６．２级地震宏观异常，地震学刊，No.1，1985。

［２２］汤江源，南黄海６．２级地震前兆小震群，地震学刊，No.1，1985。

　　　　　　　　　　　　　　　　参考资料 

１）江苏省１９８４年度地震趋势会商意见，１９８３年１２月，南京。

２）江苏省地震局测震室，江苏省地震台网观测报告(１９８４)，１９８６。

３）江苏省地震局测震清理攻关小组，江苏中强地震的地震活动图象，1984.9。

４）夏瑞良，试论霍山地震的＂窗口＂效应，１９８４.９。

５）江苏省地震局，南黄海６．２级地震总结(油印稿)，１９８４.１０。

６）韩广英等，形变台站通讯，Ｎｏ.３，１９８４。