1991年10月1日青海省门源5.2级地震

辽宁省地震局 王安东 谷光裕 黄 河 张 颖

 

 

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 10 月 1 日在青海省门源县境内发生 5.2 级地震,宏观震中位于门源西北大梁附近,震中烈度Ⅶ度,极震区为北西西向椭圆。该次地震发生在门源县城西约 60 km 的托莱山冷龙岭北西向断裂带上,地震没有造成人员伤亡及重大经济损失。

本次地震序列为主余震型,最大余震 3.5 级,震源机制解中, P 轴方向北北西,推断这次地震是在北北西向压应力作用下,北西西向断裂错动的结果,走向为北西的节面Ⅱ为本次地震的主破裂面,发震构造是托莱山-冷龙岭断裂。

震中附近台站较少,震前只发现距震中约 150 km 西宁台水位 1 条异常。

  

    言

 1991年10月1日00点33分在青海省海北州门源县境内发生 MS 5.2地震,微观震中位于37°48′N,101°20′E,宏观震中为37°48′N,101°05′E,即门源县城西北约60 km的大梁附近,震中烈度为Ⅶ度,有感范围北至甘肃的张掖市,东至武威,南到西宁,西到刚察一带。 这次地震发生时,极震区内人们震感强烈,普遍听到地声,墙壁和地表出现裂缝,由于极震区人烟稀少,地震没造成人员伤亡及重大经济损失。 震后,青海省地震局、兰州地震研究所分别派出考察队赶赴震区进行宏观考察,考察结束后,在西宁进行了研究讨论,并编写了《1991年10月1日青海门源5.1级地震现场考察报告》1)。在资料1)和《青海省1991年度地震趋势研究报告》2)的基础上,经过对资料的重新筛选、处理形成本文。

测震台网及地震基本参数 

震时,震中周围200 km范围内共有测震台11个,其中青海省内有4个(图1),具有一定监控能力, ML ≥1.0地震不漏记。本次地震基本参数见表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 10 01

00 33 5.2

37°48′

101°20′

5.2

 

  源

1)

1  门源5.2级地震前测震台站分布图

Fig. 1  Distribution of seismometric stations before the  M 5.2

        Menyuan earthquake

 

 

地震地质背景 

 门源5.2级地震发生在门源县城北西约60 km的托莱山― 冷龙岭断裂带上,其大地构造位置处于祁连山加里东褶皱带和河西走廊中新生代深坳陷带的交接部位(图2)。祁连山北缘断裂是这两个次级构造单元的天然分界线,属托莱山― 冷龙岭复式褶皱带的组成部分。主要由下古生界火山岩、碎屑岩及上古生界碎屑岩组成,并有大片加里东期花岗岩侵入体出露,它是一套比较古老的北西向构造带。晚新生代该构造带活动剧烈,本世纪70年代以来,祁连山构造带内形变测量结果表明,祁连山构造带近20年来有明显的活动,如1971~1979年之间,以托莱山― 冷龙岭断裂为界的南侧地区相对下沉,平均年变化速率为2 mm左右,1979~1983年冷龙岭地区表现为整体抬升。

2  门源附近主要断裂与历史地震震中分布图

Fig. 2  Map of main faults and epicentral distribution of

        historical earthquakes around Menyuan area

 

 托莱山― 冷龙岭断裂带,西起甘青交界,东至庄浪河上游,总体呈北60°西走向,该断裂带大致以牛心山― 油葫芦山为界,东西两段发育历史及特征有所不同。西段主干断裂沿托莱山南坡分布,控制托莱褶皱带与托莱河― 大通河槽地的发育。东段由两条活动断裂组成,具分支和拢现象。牛心山至大梁间走向北70°~80°西,倾向南,倾角60°;大梁以东走向北55°~65°西,倾向南西或北东,倾角40°~70°,在牛心山至大梁间断裂控制新生代槽地南界,以东纵穿冷龙岭主脊,分割现代冰川分布。

 由于该地区历史地震记录较差,故较早的一些地震情况无法考证,但从近几十年的资料来看,该地区多次发生5级左右地震表明此处现代活动较为强烈,本次地震就发生在托莱山― 冷龙岭断裂带上。

 

 

烈度分布及震害

 

据现场考察,这次地震宏观震中为:37°48′N,101°05′E,即门源县西北约60 km的大梁附近,微观震中为:37°48′N,101°20′E,宏观震中比微观震中偏西15′,极震区烈度为Ⅶ度,同时还圈定了Ⅵ度、Ⅴ度区(图3)。

3  门源5.2级地震等震线图

Fig. 3  Isoseismal map of the  M 5.2 Menyuan earthquake

 

Ⅶ度区,西起莱土吐河上游,东到大梁,北自金瑶岭南坡,南至土吐,长22 km,宽6 km,呈北70°西方向展布的椭圆形,总面积约103 km2。此烈度区内,震时人们震感极强烈,首先听到地声,随即开始震动,人站立不稳,有的物品被震翻,房屋出现裂缝,公路出现近百米长的北西向裂缝。

Ⅵ度区,西起俄博大南山,东至金洞沟口,北自大红山,南至永安城,呈北80°西方向展布,长轴约70 km,短轴30 km,总面积约1 648 km2。该区震时,人感强烈,普遍先听到地声,从梦中惊醒,感到头昏、恶心者居多,房屋框架强烈摆动、窗户哗哗作响、墙壁出现裂缝、部分不稳的物品被震落。

Ⅴ度区,呈北80°西方向展布的椭圆形,该区长轴约145 km,短轴75 km,总面积约8360 km2。地震时,区内没有睡觉的人多数有感,部分睡着的人也被惊醒,房屋门窗及屋架颤动作响,部分纸糊的天花板被撕裂。另外,海南州部分地区,西宁市及甘肃省武威、张掖地区均有震感。

以上3个烈度区内,无人员伤亡及重大经济损失。

地 震 序 列
 

1991年10月1日门源5.2级地震发生后,截止到10月16日,共记录到 MS ≥0.7余震121次,最大余震为MS =3.5,它发生在主震后第5天,主震与最大余震震级差为1.7,较大余震序列目录见表2,余震震中分布见图4。  

2  门源5.2级地震序列目录

Table 2  Catalogue of the  M 5.2 Menyuan 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 10 01

00 33 05

37°48′

101°20′

5.2

 

  源

1)

2

1991 10 06

17 48 58

37°46′

101°17′

3.3

3

1991 10 06

20 18 16

37°46′

101°18′

3.5

4

1991 10 06

23 30 28

37°47′

101°20′

3.1

5

1991 10 12

20 23 28

37°43′

101°25′

3.1

 

4  门源5.2级地震序列震中分布

     ①南山断裂;②托莱山断裂

Fig. 4  Epicentral distribution of the M 5.2 Menyuan

        earthquake sequence 

 

 

5  门源5.2级地震序列 M-t 图

Fig. 5  M-t  diagram for the  M 5.2  Menyuan earthquake sequence

 

 

6  门源5.2级地震序列 b 值

Fig. 6  b -value curves for the  M 5.2  Menyuan earthquake

        sequence

 

 

    M-t 图见图5,余震序列 b =0.49(图6), h =1.5(图7),能量蠕变曲线见图8,主震能量占序列能量的99.4%。

7  门源5.2级地震序列 h 值曲线

Fig. 7  h -value curve for the  M 5.2 Menyuan earthquake sequence

 

 

 

8  门源5.2级地震序列应变释放曲线

Fig. 8  Curve of strain release for the  M 5.2  Menyuan

        earthquake sequence

 

 

 

震源机制解和地震主破裂面 

根据青海、甘肃地震台网所记录到的P波初动资料,求得这次地震的震源机制解见图9及表3。

9  门源5.2级地震震源机制解

Fig. 9  Focal mechanism solution of the  M 5.2 Menyuan earthquake

 

 

3  震源机制解

Table 3  Focal mechanism solution of the Menyuan 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 10 ES 48 160 SW 47 162 74 86 1 355 15 250 42 100 43 [1]

    根据烈度等震线、余震分布及区域构造特征,认定节面Ⅱ为本次地震的主破裂面。

 

 

观测台网及前兆异常 

 

10和图1为震中附近地区的前兆台站和测震台站分布图,地震发生在测震台网和前兆台网的中部。在距震中200 km范围内共有地震台站11个,其他前兆台7个,计有水氡、水位、地电、地磁、倾斜等6个观测项目。本次地震前只出现1条前兆异常,没发现明显的测震学异常,前兆异常情况见表4和图11。

10  门源5.2级地震前定点前兆台站分布图

Fig. 10  Distribution of the precursory monitoring stations before

         the  M 5.2 Menyuan earthquake

 

 

 

11  西宁佐署水位

Fig. 11  Curve of water level in ZuoshuXining

 

4  异常情况登记表

Table 4  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

水位

西宁

原始曲线

高频脉冲

1991.7~ 9.20

正常

450

150

B

11

无震时未出现过的高频脉冲

 

前兆异常及其特征分析

门源5.2级地震前,由于该地区前兆台网的监测能力较差,故得到的有价值资料有限,震前只发现佐署水位1项前兆异常。

西宁市佐署水位,井深117 m,采用自动连续记录,资料较可靠,正常曲线较平稳,该台自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,一直到9月下旬这种现象才消失,1990年4月26日共和7.0级地震前也曾有过类似的现象,这或许是强震前微破裂及预位移所产生的一种场效应。

由于本次地震与共和5.3级地震只差10天,故佐署水位异常很可能是两次地震异常的重叠,在此很难分辨,但此项异常是在共和5.3级地震前消失的情况来看,此项异常反映共和5.3级地震的可能性更大,其机理问题有待进一步探讨。

 

总结与讨论 

这次门源5.2级地震,由于震中附近台站稀少,地震震级又较小,这样能收集到的有价值的资料有限,同时震前10天又在共和发生一次5.3级地震故有的

的异常很可能是重叠而难以区分的,本文尽可能将认为有价值的的资料整理出来,以供参考。


 

  考  文  献 

[1] 温正平,1991~1994年甘肃地区发生的部分地震的震源机制解,西北地震学报,vol.16,No.3,1994。

 

  考  资  料 

1)青海省地震局,1991年10月1日青海门源5.1级地震现场考察报告,打印件。

  2)青海省地震局,青海省1991年度地震趋势研究报告,打印件。

  3)青海省地震局,青海省地震目录。