1997年7月28日南黄海5.1级地震

江苏省地震局 田建明 贺楚儒

摘要 | 前言 | 测震台网及基本参数 | 地震地质背景 | 地震序列

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

   摘    要
　

1997年7月28日在南黄海海域发生M_S5.1级地震，微观震中为33°43′N、122°10′E。地震对陆地波及较小，未造成人员伤亡和经济损失。江苏苏中沿海地区及苏南

部部分地区有明显震感。

    南黄海5.1级地震属接近孤立型的地震序列，地震前在震中附近记录到M_L3.5级直接前震1次。震后共记录到M_L≥2.5级余震7次，最大余震为M_L3.6级，地震序列衰减基本正常。余震区长轴为近东西向。

    震中附近150km范围内均为海域，无观测台项，震中150～200km有地震台站5个，主要开展地磁、流体观测，其中2个台有测震观测。本次地震前380km范围内出现异常7项7条，其中地震活动性异常6项6条；前兆观测异常1项1条。尽管此次地震发生在海域，但震前地震活动性异常图像的演化过程比较清晰。震前1～2.5年内先后出现地震空区、缺震、地震活动分布和地震危险度增强等中期异常；震前1～8个月出现诱发前震和逼近地震等中短期及短临异常。距震中200km范围内未发现定点前兆观测异常，距震中380km出现水氡异常1项。

    本次地震发生在江苏省1997年度重点地震危险区的边缘，有较好的中短期预测及震后趋势判断。

Abstract

An earthquake of M_S5.1 (N33°43′，E122°10′) occurred in the south Yellow Sea on July 28, 1997. The effect of the earthquake on the land was small and there were no casualty and economic loss. The quake was felt along the coast in central Jiangsu province and in some part of southern Jiangsu province.

This M_S5.1 earthquake was close to an isolated event. Before the mainshock, an immediate foreshock of M_L3.5 near the epicenter was recorded. After the mainshock, 7 aftershocks of M_L≥2.5 were recorded with the largest of M_L3.6. The attenuation of the aftershocks was normal in general. The major axis of the aftershock area was in nearly EW direction.

There were no seismic stations within 150km of the epicenter as it occurred in the sea. Within 150 to 200km of the epicenter, there were 5 seismic stations with precursory observations of geomagnetism and ground water, and but only 2 with seismometric observation at these stations. Before the earthquake, there were 7 anomalies in 7 observation items within 380km of the epicenter, among them there were 6 anomalies in 6 observation items in seismic activity and 1 from precursory observation. Though this earthquake occurred in the sea, the pattern of the evolution process of the anomalous seismic activity before the mainshock was very clear. The mid-term anomalies such as seismic gap, deficiency of earthquakes, seismic belt, D value of seismicity etc., appeared 1－2.5 years before the mainshock. The mid-term and short-term anomalies such as induced pre-shocks, approaching shocks appeared 1－8 months before the mainshock. Within 200km of the epicenter, no anomaly was found at fixed precursory observation stations. At the distance of 380km from the epicenter, there was 1 anomaly in Radon content in groundwater.

The earthquake occurred at the margin of the forecasting earthquake prone area of 1997 in Jiangsu province. The mid-term and short-term forecasting for this earthquake and the forecasting of aftershock activity of the event were correct.

编写者：江苏省地震局 田建明 贺楚儒

     参加工作的还有：黄耘、徐徐、郑江蓉、唐振芳、孙春仙、徐桂明。

前    言

1997年7月28日02时31分在南黄海南部坳陷区发生5.1级地震，地震有感范围虽波及江苏省沿海的射阳、盐城、南通地区以及江苏南部内陆的苏州、无锡、溧阳、常熟等地区，由于地震发生在距陆地150km的海域，且震级不高，未造成灾害损失。因此，未进行震后考察和灾害评估等地震现场工作。可用于求解主震震源机制和地震主破裂面的资料甚少，有关震源机制解和地震主破裂面求解工作不能进行。

 本次地震发生在南黄海海域中强以上地震最为活跃的地区。据史料记载，震中附近地区（R=30km）共发生5级以上地震4次，其中1846年南黄海7级地震就发生在距本次地震20多公里的海域。

 南黄海5.1级地震前出现的6条地震活动性异常中，有4条异常在震前已被分析确认，对震情发展趋势分析起到了很好的作用。根据这些异常，江苏省地震局在1996年11月形成的江苏省1997年度地震趋势会商意见中，把本次地震震中附近地区确定为江苏省1997年度重点地震危险区^1）。地震实况表明，本次地震的中短期预测意见是正确的。地震发生后江苏省地震局立即召开紧急会商会，对震后趋势作出了正确的判断。

 对于本次地震已有一些地震学者从不同角度对其进行了总结和研究，并发表了相关研究文  章^[1～15]。本文在对前人所作的研究工作进行了系统的整理、审核和分析的基础上，编写而成。

 南黄海5.1级地震的定点观测异常数量与江苏省以往5级多地震的平均异常数量相比明显偏少，而地震活动性的中短临异常则相对丰富，本文最后对此现象进行了讨论分析。

测震台网及地震基本参数  震中区附近200km范围内有2个测震台（图1），且都为深井观测。日常观测工作时，仪器放大倍数(2～3.5)×104，江苏省测震台站对震中地区能监测ML2.5级以上地震。南黄海5.1级地震的基本参数见表1。 图 1  南黄海5.1级地震前测震台站分布图 Fig.1  Distribution of seismometric stations before the MS5.1        south Yellow Sea earthquake 表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 φN λE MS mb 1 1997  07  28 02  31  58.2 33°43′ 122°10′ 5.1     南黄海 2），3） 2 1997  07  28 02  31  55.2 33°44′ 122°09′ 5.3     南黄海 4） 3 1997  07  28 02  31  59 33.56° 122.36°   4.8 12   BJI 4 1997  07  28 02  31  59 33.55° 122.23° 4.8       ISC

地震地质背景  南黄海5.1级地震发生在扬子准地台下扬子断块的南黄海南部坳陷区。南黄海南部坳陷的断裂构造如图2所示5）。本区断裂发育，没有基岩出露，区内第四系厚200m左右，局部厚度可达300m以上；上第三系-第四系厚度在1000m以上，局部超过2000m。区内北东-北东东向断裂是最主要的构造，它们在总体上控制了南黄海南部坳陷的发育，表现为张性正断层特征；北西-北西西向断裂形成较晚，常常切割北东向断裂，现今以左旋走滑性质为主。该组断层的活动，使南黄海南部坳陷与苏北坳陷具有不同的发育特征，还导致南黄海坳陷区内形成了多个次一级坳陷，使得凸起与凹陷断续呈北东-近东西向的条带状和北西-北北西向的块状；区内近东西向断裂发育，多为隆起与坳陷的边界断裂。上述3组断裂中北东向和近东西向断裂是区域控制性断裂，北西-北北西向断裂则使这两组断裂控制的隆起和坳陷更加复杂化。 图 2  南黄海地质构造与历史地震震中分布图 断裂名称：①滨海断裂；②洪泽-沟墩断裂；③盐城-南洋断裂；④拼茶河断裂 Fig.2  Map of geological structure and distribution of historical        earthquakes in the south Yellow Sea 根据重力延拓计算得到的莫霍面埋深和利用航磁资料计算获得的居里温度埋深成果6），震中附近莫霍面埋深约为31.5～32km，并处在居里等温面埋深变化梯度带上，该梯度带呈近南北向，变化范围为24～34km，这与区域范围内中强地震震中绝大部分分布在居里等温面高温区向低温区的过渡带上是一致的。 本次地震震中位于中新生代坳陷内，震中处在上第三系-第四系等厚线的梯度变化位置，表现为明显的局部隆坳现象，震中附近上第三系-第四系厚约1500m左右，其北侧、东侧和南侧厚度快速减小，尤其是南侧变化最快，第三系-第四系厚度变薄到不足500m，而其西侧厚度增大，达2000m左右。震中周围地区的地震活动强度和频度均是南黄海海域中强以上地震最为活跃的地区。自1500年以来，本次地震震中周围地区（32.5°～34.0°N，120.0°～123.0°E）发生5级以上地震26次，其中6级以上地震11次，最高震级为7级。近震中地区（R=30km）有史料记载以来共发生5级以上地震4次，其中1846年7级地震就发生在距本次震中20多公里的海域，另外3次分别是1852年6 .75 级、1921年6 .5级和这次5.1级。 本次地震发生在海中，地震震级相对较小，无法确定极震区等烈度线。震中地区勘查程度较低，要确定具体发震构造尚有一定困难，有待今后继续勘查和进一步研究。

地 震 序 列
　

根据江苏省地震台网测定，主震前1小时记录到前震1次，震级为ML3.5级，距主震约5km。图3是南黄海5.1级地震的前震-主震-余震震中分布图。由图可见，余震主要分布在主震南侧，大致呈东西向展布。余震区长约15km，宽约5km。  本次地震序列中最大余震为ML3.6 (MS3.1) 级，与主震震级相差2.0；主震释放的能量为3.18×1012J，全序列释放的能量为3.19×1012J，主震释放能量占全序列释放能量的99.84%，地震序列为接近孤立型的前震-主震-余震型序列。主震后余震频度和强度衰减很快，余震持续时间仅3天；余震次数很少，截至1997年底，仅记录到余震7次（表2）。其中7月28日发生余震5次，7月29日和7月30日各发生余震1次。按最小二乘法计算，余震序列b值为0.64，频度衰减p值和h值无法给出。图4、图5分别是序列的b值和M-t图。由图可见，序列衰减基本正常。  表2  南黄海5.1级地震序列目录（ML≥2.5） Table 2  Catalogue of the MS 5.1 south Yellow Sea earthquake sequence 编号 发震日期 发震时刻 震中位置 震级 震中 地名 结果 来源 年   月  日 时   分 φN λE ML MS 1 1997  07  28 01   24 33°42′ 122°07′ 3.5   南黄海 2) 2 1997  07  28 02   31 33°43′ 122°10′   5.1     3 1997  07  28 02   36 33°43′ 122°11′ 3.6       4 1997  07  28 02   48 33°40′ 122°10′ 2.7       5 1997  07  28 02   53 33°42′ 122°05′ 2.7       6 1997  07  28 03   04 33°41′ 122°12′ 2.8       7 1997  07  28 03   36 33°42′ 122°07′ 2.9       8 1997  07  29 07   20 33°40′ 122°11′ 3.4       9 1997  07  30 00   47 33°43′ 122°11′ 3.6
	图 3  南黄海5.1级地震序列震中分布图 Fig.3  Epicentral distribution of the MS5.1 south Yellow Sea        earthquake sequence
	图 4  南黄海5.1级地震余震序列b值曲线（ML≥2.5） Fig.4  b-value curve of the MS5.1 south Yellow Sea        earthquake sequence
	图 5  南黄海5.1级地震余震序列M-t图（ML≥2.5） Fig.5  M-t diagram of the MS5.1 south Yellow Sea        earthquake sequence

前兆异常及其特征分析

南黄海5.1级地震发生在扬子准地台下扬子断块的南黄海南部坳陷区。该地区历史上曾多次发生5级以上地震，最高震级为7级。本次地震虽然发生在距陆地150km的海域，但震前均出现了中短期和短临异常，尤其是地震活动性图像的动态演化过程比较清晰，并在震前得到了一定的认识。  1．地震活动性异常特征 （1）地震空区。1990～1993年7月震中周围地区（32.5°～34.0°N，120.5°～  123.0°E）ML2.5级以上地震活动呈现状态下的随机分布（图7a），1993年8月至1994年7月，区域内开始出现大范围地震活动平静异常，近1年未发生ML2.5级以上地震（图7b）。1994年9月26日台湾海峡7.3级地震后，华东地区区域应力场开始出现增强过程，震中周围地区小震活动开始活跃，地震活动空间格局发生明显变化。1994年10月至1996年12月在震区周围形成ML2.5级以上的地震围空区（图7c），两年多来空区内未发生ML≥2.5级地震。1997年1月至3月在空区内部发生多次ML2.5级以上地震，打破了空区内部两年多的平静，空区出现活化迹象，充分反映了震区附近的区域应力活动水平在不断增强。 （2）地震活动分布。1995年9月20日山东苍山5.2级地震后，江苏地区及苏中沿海出现大面积ML3.0级以上地震活动平静异常，震中周围地区也参与了这一变化（图11a）。1996年5月31日在江苏东台ML3.1级地震打破了本区持续近1年之久的ML≥3.0级小震活动平静状态，此后小震活动频次明显增加，空间分布趋于集中，1996年6～10月在空区北部边缘形成ML≥3.0级小震活动集中图像（图11b），具有中期前兆性质。1996年11月9日在距震中南部约250km的海域发生南黄海6.1级地震，而震中周围地区的震情并未得到缓解。1997年1～6月（震前半年）在集中区又发生多次ML≥3.0级地震，其中4月1日和6月25日分别在条块边角发生ML4.0级和4.3级显著的中等地震（图11c）。 （3）诱发前震和逼近地震。1996年11月9日南黄海6.1级地震后的第8天，在距震中98km发生ML3.7级地震，据以往震例研究[4]判断该地震为本次地震的诱发前震。与此同时，在地震空区和ML3.0集中分布区形成的后期震区附近地震活动明显增强，在空区北部边缘和ML3.0集中分布区边角相继发生3次ML≥3.7级地震，意味着孕震过程由中短期阶段向短临阶段过渡。1997年4月1日和6月25日分别在上述异常区发生ML4.0级和4.3级逼近地震（图7和图11）。逼近地震发生后1个多月即发生主震。  此外，在地震活动性参数方面出现了缺震和地震危险度等中期异常。图13和图14是本次地震前地震活动性异常综合平面分布和异常图像演化的时间进程。从图中可以看出本次地震前出现的地震活动性从中期、中短期到短临异常非常丰富，且变化十分明显。
	图13  南黄海5.1级地震前地震活动性异常综合平面图 Fig.13  Illustration of seismicity anomalies before the MS5.1         south Yellow Sea earthquake
	图 14  南黄海5.1级地震前地震活动性异常时间进程图 Fig.14  Sketch of temporal process of seismicity anomalies before         the MS5.1 south Yellow Sea earthquake
2．定点前兆观测异常情况  南黄海5.1级地震前震中200km范围内定点前兆观测项目未发现异常。200km以外的梅山台水氡在震前5个月左右出现异常。  梅山台水氡的日均值曲线与该井的流量曲线具有较好的负相关关系，1997年2月起两条曲线出现正相关（图12a、b）。与此同时，经回归分析处理，排除流量影响后的校正值曲线开始急剧上升并超过2倍均方差，形成突出的高值异常，地震发生在测值开始回落时，震后测值曲线恢复正常（图12c）。

总结与讨论 

本次地震前出现了较为丰富的地震活动性异常图像，中期向中短期乃至短临各阶段的演变过程比较清晰，多数异常现象在震前就被跟踪确认，这在江苏及其邻区以往的中强地震前是不多见的。究其原因，一方面与我们近10年来对华东地区中短期预测方法和区域特征进行了深入研究，并遵循边研究、边应用的科学思路，将阶段性研究成果应用于日常分析预报工作实践，对本次地震前各阶段的地震活动异常进行了适时的追踪分析，从而较正确地把握了地震孕育过程演化到了何种阶段；另一方面，1996年11月9日南黄海6.1级地震和本次地震分别发生在南黄海海域中强震最为活跃的勿南沙隆起区和南部坳陷区，其地质构造环境基本相同，两次地震相距大约250km，间隔时间约8个月。在同一构造区域同时孕育两次中强地震，也许是造成本次地震前出现如此丰富的地震活动性异常图像的重要原因。

 与以往江苏省陆地上5级左右中强震不同的是，这次南黄海5.1级地震前在震中200km范围内未观测到定点前兆观测异常。其主要原因是本次地震震级较低且远离陆地，震中周围200km范围内仅有的5种定点观测项目都架设在覆盖较厚的松散层上，观测环境较差。此外，本次地震前在距震中380km的梅山台出现水氡测值异常，这种远距离的异常现象是与构造有某种联系，还是受区域性应力场的作用，需今后进一步研究。

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