1991年9月20日青海省共和5.3级地震

青海省地震局 夏玉胜 张 敏

 

 

摘要 | 前言 | 测震台网及基本参数 | 地震地质背景 | 烈度分布及震害 | 地震序列 | 震源机制解和主破裂面

观测台网及前兆异常
| 前兆异常及其特征分析 | 总结与讨论 | 参考文献和参考资料

 

 

       要
 

   1991年9月20日在青海省共和县境内发生5.3级地震,宏观震中在塘格木农场,震中烈度Ⅵ度,极震区为北西向椭圆。这次地震发生在青海南山隐伏断裂上,造成经济损失约1000万元人民币,但无人员伤亡。 本次5.3级地震序列为主余震型,最大余震2.5级,余震区长轴为北西向,因资料较少,震源机制解无法作出,发震构造难于确定。 震中附近地区观测台站较少,200 km内共有测震台4个,其他前兆台4个,本次地震前共发现2项异常。约在震前1年b值出现低值异常,前兆只发现西宁水位异常。

  

    言

据青海地震台网测定,1991年9月20日19时16分,在青海省共和县境内发生MS 5.3地震,微观震中位于36°00′N,100°10′E,宏观震中在塘格木农场,震中烈度Ⅵ度。有感范围,北到祁连,南到玛沁,东到西宁,西到都兰一带。 地震发生后,青海地震局立即派出考察组赴震区进行考察。 极震区面积较大,破坏主要是墙壁普遍出现裂缝,有些旧房已无法住人,造成的经济损失约1 000万元人民币,但无人员伤亡。 这次地震是共和盆地1990年4月26日7.0级地震的一次晚期强余震,1990年前震中区附近无强震记录。本次地震前,只发现2项异常。 

测震台网及地震基本参数 

 震前,震中周围200 km范围内共有测震台4个,其中100 km内有1个台,100~200 km内有3个台(图1),地震基本参数见表1。 

1  地震基本参数

Table 1  Basic parameters of the earthquake
 

编号

发震日期

发震时刻

震 中 位 置

震级

震源深度

/km

震中地名

结果

来源

年 月 日

时 分 秒

1

1991 09 20

19 16 15.8

36°00′

100°10′

5.3

 

  和

1)

1  共和5.3级地震前测震台站分布图

Fig. 1  Distribution of seismometric stations before the M5.3

        Gonghe earthquake

 

 

 

地震地质背景 

本次地震所在地的共和盆地,位于祁连、昆仑两大山系之间,区域地层属南秦岭褶皱带西端的印支褶皱带,盆地北部青海南山属西域构造体系的南带,南部为秦岭― 昆仑纬向构造带的北亚带,北北西向构造带以隆凹变形的构造形式叠加其上(图2)。

2  共和附近主要断裂与历史地震震中分布图

     ①共和南缘隐伏断裂; ②青海南山南缘断裂; ③青海南山北缘断裂

Fig. 2  Map of main faults and epicentral distribution of

        historical earthquakes around Gonghe area

 

全新世以来,盆地南缘隐伏断裂带两侧的隆升与下降地块受到北北西向隆凹变形带的叠加复合,两构造带凹陷叠加部位为现今盆地沉降中心,位于塘格木农场北侧的更尕海湖一带,该凹陷与南部叠加隆起部位之间,构成现今地壳升降运动的不均衡性。

 共和盆地南缘隐伏断裂带,西起茶卡盐湖南部,向东南方向大致沿着丘陵及洪积台地边缘,经哇玉香卡农场北侧、塘格木农场冲积盆地边缘,穿过黄河后,终止于茫拉河谷一带(图2),该断裂带自全新世以来活动较弱。震中及附近地区历史上只发生过1990年4月26日共和7.0级地震,此后,有两次5级以上强余震,本次地震属共和7.0级地震的晚期强余震。

 

 

烈度分布及震害

 

根据现场考察,这次地震的宏观震中位于36°10′N,100°05′E,即塘格木农场场部西北约8 km处,相对微观震中偏西北约13 km,极震区烈度为Ⅵ度(图3)。

3  共和5.3级地震等震线图

Fig. 3  Isoseismal map of the M5.3 Gonghe earthquake

 

 Ⅵ度区,等震线为椭圆形,长轴走向315°,长约60 km,面积2 400 km2。地震时人们首先听到地声,震感很强烈,新盖房屋出现裂缝,旧房原有裂缝增宽、拉长,部分物品被震倒,房上烟筒部分倒塌,尤其砖柱土坯结构的建筑物破坏较为严重,山体有滑坡现象。

 Ⅴ度区,包括兴海县河卡乡、共和县铁盖乡的一部分,因该区面积较大,人烟稀少,我们只对其部分地区进行了考察。震时人们震感较为强烈,墙壁有轻微裂缝。

 另外,天峻、贵南、西宁和门源等地均有震感,烈度向南比向北衰减快。

地 震 序 列
 

1991年9月20日共和5.3级地震发生后截止到1992年4月30日,共记录到108次余震,最大余震为MS =2.5,发生在1991年10月20日,主震与最大余震震级差为2.8,序列目录见表2,震中分布见图4,优势分布呈北西向。M-t图见图5,b值为1.17(图6),h值为1.6(图7),应变释放曲线见图8。主震能量占序列能量的99.98%,据此判定5.3级地震序列为主-余震型。 

2  共和5.3级地震序列目录

Table 2  Catalogue of the M5.3 Gonghe earthquake sequence
 

编号

发震日期

发震时刻

震 中 位 置

震级

震源深度

/km

震中地名

结果

来源

年 月 日

时 分 秒

1

1991 09 20

19 16 15

36°00′

100°10′

5.3

 

  和

1)

2

1991 09 23

01 29 48

36°00′

100°11′

2.0

3

1991 10 05

11 46 51

36°04′

100°12′

2.3

4

1991 10 05

11 46 51

36°04°

100°14°

2.0

5

1991 10 11

07 35 30

36°06′

100°07′

2.1

6

1991 10 12

12 36 18

35°55′

100°07′

2.3

7

1991 10 20

21 05 03

36°02′

100°12′

2.5

8

1991 12 25

21 58 23

36°03′

100°10′

2.1

9

1992 03 03

10 02 11

36°03′

100°11′

2.4

 

4  共和5.3级地震序列震中分布图

     (1991.9.20~1992.4.30,ML ≥1.2)

Fig. 4  Epicentral distribution of the M5.3 Gonghe

        earthquake sequence

 

 

 

5  共和5.3级地震序列M-t图

Fig. 5  M-t diagram for the M5.3 Gonghe earthquake sequence

 

 

 

6  共和5.3级地震序列b值曲线(ML ≥1.2)

Fig. 6  b-value curve for the M5.3 Gonghe earthquake sequence

 

 

 

7  共和5.3级地震序列h值曲线

Fig. 7  h-value curve for the M5.3 Gonghe earthquake sequence

 

 

 

8  共和5.3级地震序列应变释放曲线

Fig. 8  Curve of strain release for the M5.3 Gonghe

        earthquake sequence

 

 

 

震源机制解和地震主破裂面 

由于收集到的资料太少,无法作出震源机制解。发展构造难于确定。

 

 

观测台网及前兆异常 
 

9和图1为震中附近地区的定点前兆台站和测震台站分布图,地震发生在测震台网(图1)和前兆台网的西南部,该地区的地震监控能力很差。100 km以内仅有共和1个前兆台,其他3个前兆台均在100~200 km内,共有四种观测项目6个观测台项(图9)。

9  共和5.3级地震前前兆台站分布图

Fig. 9  Distribution of precursor monitoring stations before the

        M5.3 Gonghe earthquake

 

    此次地震前共出现2项异常,其中测震学异常1项(图10),定点前兆异常1项(图11),异常情况见表3。

10  共和5.3级地震前b值曲线

Fig. 10  b-value curve before the M5.3 Gonghe earthquake

 

 

11  共和5.3级地震前西宁佐署水位变化图

Fig. 11  Curve of water level variation before the M53 Gonghe

         earthquake in ZuoshuXining

 

 图11中,虚线表示略去的部分。该图拟显示佐署井水位自1991年7月初至9月17日前后出现高频脉冲并伴有较大升降变化,因原始资料丢失,无法作修改。

3  异常情况登记表

Table 3  Summary table of precursory anomalies
 

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

35°40′~36°40′N

99°~101°E

ML 1.2滑动(窗长,1年,步长30天)

低值,超2倍均方差

1990.6~1991.8

持续低值

0.23

 

A

10

 

2

水位

西  宁

整点值

高频脉冲及升降幅

1991.7~9.17

正常

 

180

B

11

高频脉冲

 

前兆异常及其特征分析

共和5.3级地震前,离震中200 km范围内仅有4个定点前兆观测台站,且都偏于震中东北部,震前只发现1项前兆异常和1项测震学异常。

 1. b值

 共和地区b值1990年以来一直处于下降状态,1990年底b值处于历史最低值,1991年虽然稍有回升,但仍处于相当低的水平。从1991年4月开?始下降,在下降过程中发震。

 2. 西宁水位

 西宁市佐署村水位,井深117米,采用自动连续记录,资料较可靠,正常情况下曲线比较平稳,自1991年7月初水位开始出现高频脉冲并伴有较大的升降幅现象,直到9月17日左右这种现象才消失,1990年4月26日共和7.0级地震前曾有过类似的现象,这很可能是强震前微破裂及预位移产生的一种场效应。

 本次地震后10天,在门源又发生了一次5.2级地震,西宁的震中距为140 km,所以以上前兆异常亦有可能是两次异常的叠加,但从共和5.3级地震后异常马上消失的情况看,异常反映共和地震的可能性更大。

 

总结与讨论 

由于这次共和5.3级地震是1990年4月26日共和7.0级地震的晚期强余震,加之其周围地区地震台站稀少,在震前很难捕捉到可靠的短临震兆异常。震前

1年1年无论是地震活动性还是前兆异常均不显著,这对地震的发震时间、地点的分析预报测,带来很大困难。这也是此地震未能作出短临预报的主要原因。


 

  考  文  献 

  考  资  料 

 1)青海省地震局,青海省地震目录,1991。