1999年9月14日、11月30日在四川省绵竹县清平乡和汉旺乡先后发生5.0级地震。两次地震活动时间相隔两个多月。微观震中相距29km，宏观震中只相距12km，两

两次M_S5.0级地震属双震。

    两次M_S5.0级地震的宏观震中分别位于四川省绵竹县清平乡和汉旺乡，两次地震的烈度均达Ⅵ度，极震区均为北北东向椭圆，烈度超过Ⅵ度的面积分别为60km²和7km²。两次地震共造成1人死亡，2人受重伤，5人受轻伤，总经济损失为813万元人民币。

    两次地震的震源机制解结果表明：9月14日的5.0级地震是在北西西向近水平主压应力作用下，产生的一次逆冲型错动；11月30日的5.0级地震是在近南北向主压应力作用下，产生的一次兼有逆冲分量的右旋走滑错动。两次地震的地震断裂面为北东方向，与龙门山断裂带总体走向一致。

    距两次地震震中200km范围内（取两次震中经纬度中值31.5°N、104.2°E为圆心），共有23个地震台，其中开展测震观测台18个（包括成都模拟遥测台网8个子台），前兆观测台14个。有地下水位、水氡、地磁、地电阻率、地倾斜、重力、跨断层短水准等24个前兆观测台项。两次M_S5.0级地震前的龙门山小地震活动均有增强，第一次在震区西南侧发生大邑M_L3.8级地震（1999年9月8日）；第二次同样在震区西南侧发生大邑M_L3.7级地震（1999年11月16日）。定点前兆观测异常方面，震前出现一些中期异常，在中期异常的背景上，出现短期异常。

    9月14日绵竹清平5.0级地震前，四川省地震局和有关市、县地震部门未作短临预测。11月30日的绵竹汉旺5.0级地震前，四川省、市、县地震部门根据震前所掌握的异常情况，尤其是区域地震活动性异常，提出短临预测意见。德阳市地震局以及绵竹县地办均分别向当地政府领导作了汇报，当地地震部门和各级地方政府采取了积极稳妥的应对措施，极大减轻了第二次5.0级地震造成的社会影响。

Abstract

On Sept. 14 and Nov.30, 1999, 2 earthquakes of M_S5.0 occurred one after another in Qingping and Hanwang, Mianzhu County, Sichuan province. The distance between the 2 epicenters determined by seismometers was 29 km. And the distance between the 2 macroseismic epicenters determined by the field investigations was 12 km. The 2 earthquakes of M_S5.0 were considered as double earthquakes.

The seismic intensities of two earthquakes were Ⅵ. The meizoseismal areas were oval in shape with major axes in NNE direction. The areas of 2 meizoseismal areas of intensity larger than Ⅵ were 60 and 7 km² respectively. The 2 earthquakes killed 1 person, heavily injured 2 and lightly injured 5. The total economic loss was about 8.13 million Yuan (RMB).

The focal mechanism solutions of the 2 earthquakes show that (1) the M_S5.0 earthquake on Sept. 14, 1999 was caused by right lateral movement on a trust fault under the action of nearly horizontal stress in NWW direction; (2) the M_S5.0 earthquake on Nov. 30, 1999 was caused by right lateral strike slip and thrust slip on the fault under the action of compressive stress in nearly NS direction. The directions of the rupture planes of both earthquakes were NE and generally parallel to the Longmenshan Mountain fault.

Within 200 km from the middle position (N31.5°，E104.2°) of the epicenters, there were 23 seismic stations. Among them there were 18 seismometric stations (include 8 stations in the Chengdu Telemetric Network) and 14 precursory observation stations, with 4 observation items on groundwater level, randon content in groundwater, geomagnetism, apparent resistivity, crustal deformation, short route leveling and gravity. Before the M_S5.0 earthquakes, there were anomalous activity of small shocks in the Longmenshan region. Before the first M_S5.0 earthquake the Dayi Earthquake of M_L3.8 on Sept.8, 1999 occurred southwest to the epicenter of the mainshock，and before the second M_S5.0 earthquake another Dayi earthquake of M_L3.7 on Nov. 16, 1999 occurred at the same place. For the precursory observations，there were some mid-term anomalies and some short-term anomalies superposed on the background of the mid-term anomalies.

The Seismological Bureau of Sichuan province and the seismological agencies of the local city and county governments did not make any short term and imminent predictions before the Qingping M_S5.0 Earthquake on Sept.14, 1999. But based on the precursory anomalies and especially the anomalies in seismic activities in the local region, the seismological agencies of the province, the city and the county made a short term and imminent prediction. At the same time the Seismological Bureau of Deyang City and Seismological Office of Mianzhu County reported the seismic situation and the prediction to the local government leaders. Some positive measurements against the earthquake were taken by the local seismological agencies and local governments and they greatly reduced the panic of the society caused by the second earthquake.

测震台网及地震基本参数 

在绵竹两次5.0级地震震中（取两次震中经纬度中值31.5°N、104.2°E为圆心）200km范围内，共有18个测震台，其中包括无人值守的成都遥测台网8个子台（图1）。从图1可见，测震台的密度和分布比较均匀，对两次地震震中小区域内的小震监测能力和定位精度均较好，对震区的余震监测能力可达ML0.5级，对震区及邻区的地震活动监测能力可达到ML2.0级。表1分别给出了两次地震的基本参数。  图1可见，两次地震震中小区域内的小震监测能力和定位精度均较好，四川省台网分布较均匀，中国地震台网和四川省台网测定震级也相同，故本震例研究中主震采用四川台网测定参数。
	图1  绵竹5.0级双震震中附近地震台站分布图 Fig.1  Distribution of seismometric stations around the MS5.0        Mianzhu earthquakes
表1  地震基本参数 Table 1  Basic parameters of the earthquakes 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 1.1 1.2 1.3 1.4 1999  09  14 20  54  31 31°36′ 104°05′ 5.0     绵竹清平 1） 1999  09  14 20  54  30 31.6° 104.21° 5.0     绵竹 5） 1999  09  14 20  54  30 31.5° 104.11° 4.8   22   BJI 1999  09  14 20  54  29 31.48° 104.1° 4.3 4.8 21   ISC 2.1 2.2 2.3 2.4 1999  11  30 16  24  52 31°26′ 104°20′ 5.0   26 绵竹汉旺 2） 1999  11  30 16  24  52 31.4° 104.4° 5.0     绵竹 5） 1999  11  30 16  24  50 31.43° 104.50° 4.7   14   BJI 1999  11  30 16  24  50 31.37° 104.27°   4.7 14   ISC

地震地质背景 

绵竹两次地震均位于龙门山断裂带中段，这里地形切割大，群峰耸峙，边坡陡峻，海拔在1000～3000m。龙门山断裂带主要由3条主干断裂，即龙门山前山断裂、龙门山主中央断裂和龙门山后山断裂组成（图2）。9月14日5.0级地震位于龙门山主中央断裂，11月30日5.0级地震位于龙门山前山的隐伏断裂上。  龙门山断裂带南起于四川泸定、天全县一带，向北东延伸经都江堰、江油、广元进入陕西勉县一带，全长约500km，宽40～50km。在大地构造性质上历来作为地槽、地台的过渡带，由于龙门山地区岩浆活动及区域变质较弱，因而在性质上更接近于地台性质。龙门山构造发展大致可分为古生代以前时期、印支运动时期和喜马拉雅时期三个阶段。晋宁运动是龙门山带经历的最早构造变动。古生代时期，龙门山构造带只有升降运动的海陆变迁，没有强烈的构造变动。印支运动使西部地槽才全面褶皱隆起成山。而喜山运动期使龙门山带最终定型，由于印度洋板块陆壳与欧亚板块强烈顶撞，产生的强大推挤力使龙门山断裂带发生大规模的逆掩推覆构造变形，随着青藏高原的抬升和地壳物质的横向蠕散，龙门山断裂带成为川青断块的东南边界。
	图2  龙门山断裂带地区地震构造及历史地震分布图 断裂名称：①龙门山主边界断裂；②龙门山主中央断裂；③龙门山后山断裂 Fig.2   Map of seismotectonic and distribution of historical           earthquakes around Longmenshan area
龙门山前山断裂又称为龙门山主边界断裂，该断裂主要由北东段的马角坝断裂、中段的都江堰二王庙断裂和西南段的大川-天全断裂组成，总体走向北35°～45°东，断面倾向北西，倾角50°～70°。在平面上总体呈左行雁列展布，局部地段如都江堰至绵竹九龙场呈右行雁列。  龙门山主中央断裂主要由北川-茶坝-林庵寺断裂、北川-映秀断裂、盐井-五龙断裂组成，断裂总体走向北45°东，断面倾向北西，倾角60°左右。断裂两侧还发育有一系列与之平行的次级断层，在剖面上组成叠瓦状构造，显示明显的压性特征。  龙门山后山断裂主要由青川-平武断裂、茂县-汶川断裂和耿达-陇东等断裂组成，其中茂县-汶川断裂总体走向北30°～50°东，倾向北西，倾角50°～70°，断层破碎带宽10～15m不等，断裂总体呈现右旋滑动性质。龙门山断裂带上的3条主要主干断裂都具有第四纪活动性，虽然3条断裂在中、晚更新世都有过活动，而总体显示龙门山断裂中南段更新。  公元前26年四川有历史地震记载以来，直到1999年9月14日绵竹5.0级地震发生前，沿龙门山前山断裂，曾发生过4次中强地震，1787年12月13日灌县4.75 级地震，最大一次是1970年2月24日大邑西6.2级地震，1970年3月5、15日大邑西发生两次4.7级余震，6.2级地震在大邑长石坝附近的极震区地表产生了北东和北西两个方向的地裂缝，以北东向的地裂缝为主，长数十米，一般宽1～2cm，个别宽达60～80cm，显然大邑6.2级地震是在此之前龙门山前山断裂的最新活动的结果。沿龙门山主中央断裂，曾发生过十余次4级以上地震，其中2次5级地震和1次6级以上地震，主要集中在宝兴-北川段，即1597年2月14日北川5级地震，1913年8月18日江油5级地震，而以1958年2月8日北川6.2级地震强度最大，该次地震在极震区出现了北东向延伸的地裂缝。值得指出的是，1976年8月23日松潘-平武7.2级地震时，在北川县城与绵竹清平乡间的太平场坛子山一带出现高烈度异常区，在此烈度异常区内产生一条走向北东的地裂缝，呈雁行排列，最宽达5cm，长200m，斜截山梁，裂缝走向正好与该断裂走向一致，这些迹象表明，北川－绵竹清平一段为龙门山主中央断裂带上的最强活动段。沿龙门山后山断裂带，曾发生过5级以上地震5次，即1488年9月16日茂县一带5.5 级地震，1610年3月13日平武东5.5 级地震，1657年4月21日汶川6.5 级地震，1748年2月23日汶川5.75 级地震和1933年10月15日茂县北5.75 级地震。这些中强地震主要集中分布在茂县―汶川―映秀一段，其南、北两段地震活动相对较弱。在空间上除去其他断裂发生的历史强震外，可见龙门山地区的中、强地震活动在空间上的分布与龙门山断裂活动的最新活动段是趋于一致的（见图2）。

烈度分布及震害

 

1．1999年9月14日绵竹清平5.0级地震烈度分布与震害情况3)  清平5.0级地震现场工作组严格以《中国地震烈度表》（1980）为基本评定标准，适当考虑了震区一些特殊情况和场地条件，采用宏观抽样方法评定出各控制点的烈度值。按照规范和宏观烈度评判标准，对震区内23个烈度控制点进行了烈度初评，经综合平衡调整后，最终勾划出了极震区Ⅵ度等值线图，长轴15km，短轴约5km，呈N10°E的椭圆形，总面积约60km2。因Ⅴ度和Ⅳ度控制点不足，大多依据报告和电话访问情况作出推测，据什邡、安县、茂县等县地震办公室的报告和电话访问情况，可推测出该次地震的Ⅴ度区面积较大，北可达安县的茶坪乡（31°42′N、104°17′E）一带，南包含了什邡县的红白（31°22′N、104°00′E）、八角（31°16′N、103°59′E）等乡，东至绵竹县汉旺乡附近，西抵小木岭一带，也呈现为一个NNE方向的椭圆形，所以对Ⅴ度等值线只能是一条非常粗糙的估计线（图3）。震区23个控制点中，18个点为实地调查点，5个点为访问调查点，符合现场工作大纲和相关技术规范的要求。据四川省地震局和德阳市地震局联合组队的现场工作组考察结果，该次地震的宏观震中与中国地震局台网仪器测定震中相差不大。宏观震中位于绵竹县的清平乡一带，地理坐标大约为    31°34′45″N、104°07′05″E。
	图3  1999年9月14日绵竹5.0级地震等烈度线图 Fig.3  Isoseismal map of the MS5.0 Mianzhu earthquake        on Sept.14, 1999
9月14日5.0级地震位于龙门山主中央断裂，极震区所处的四川绵竹清平乡为一山间小盆地，地势较附近的天池和高川两乡要开阔些，天池、高川两乡则为典型的山区，这一区域的村落主要沿小冲沟分布。有数条小河沟纵贯震区，最大的河流为流经清平和天池乡的绵远河。震区内矿产丰富，有数个国营和乡办磷矿、煤矿企业。因此，矿区及乡镇人口相对较多，主要沿河沟两侧居住，在清平、高川等地形成了几个人口集中区。而农户居住则较分散，甚至一个村组可能分散为3、4个自然居住点，明显表现为山区依山傍水分散而居的特点。区内林木资源保护较好，高山区林木茂盛，灌木成丛，植被覆盖率高，但山间小盆地周围仍存在25°左右坡地开林为耕的现象。  灾区内村民住房一般均为砖木结构小青瓦房，乡镇、工矿企业多为砖木或砖混结构房，平房居多，也有10％左右的3、4层楼房。总体上看，房屋质量优于四川省内其他山区。但房屋类型及抗震性能也是参差不齐，有的较好，有的较差。震区农村居民房多为砖木结构小青瓦房，结构上表现为“24”砖墙的平房，砖缝间用水泥沙浆胶结，墙体为承重墙，大梁和二梁直接放在其上，梁与墙体之间没有拉扯连结。在梁上均匀分布固定着木线，小青瓦直接放在木线上，因而整体抗震性较差。现场调查发现，有部分房屋砖缝之间的水泥沙浆不达标，建设质量太差，明显存在着各种质量隐患，大大降低了房屋的抗震性能。绵竹县境内山区的村民房屋此类问题更加突出。砖木结构小青瓦房占震区房屋的90％以上，按烈度表（1980），基本上可归属于Ⅱ类房。从现场实地调查来看，该类房屋在此次地震中的破坏主要表现为屋脊或烟囱倒塌，大量梭瓦，若场地条件处在边坡上，震时沿边坡出现重力型下沉地裂缝，使房屋墙体出现穿透性裂缝或墙体倾斜等现象。震区有部分七孔砖砌体小青瓦房，此类房屋在震区所占比例较小，与砖木结构房屋的区别在于墙体是用七孔水泥沙块砖砌成，砖与砖之间的连结性能要好一些。结构上一般有木柱辅助承重，屋前有一宽约2m的门廊，廊柱与屋顶连接较好。在实际调查中，将此类房与砖木结构的房屋同视为Ⅱ类房。震区内公用房一般都为正规设计并施工的砖混结构楼房。该类房屋一般都按当地的抗震设防标准进行了设防，施工质量较高，房屋整体性好，但个别房屋由于场地条件差或地基处理不好，也出现了墙体裂缝或掉灰现象。在实际调查中将此类房归为具有一定抗震能力的Ⅲ类房屋。  震区还出现一些地面破坏现象。震区内群峰耸立，谷深坡陡，地形切割强烈。在河谷内公路两侧，有大量滚石出现。安县高川乡泉水村6、7、8组地处一个大型滑坡体上，共约60多户人。滑坡体之下为乡办煤矿采空区。滑坡体后缘早已形成大型地裂缝，坡体内有3个直径约10余米的塌陷坑。此次地震的震中距离滑坡体约5km。因此，强烈的地面震动使该滑坡体坡体松动，后缘裂缝加宽，塌陷坑加深，在边坡上出现了一些新的重力型地裂缝。  Ⅵ度区：涉及到绵竹清平、天池和安县的高川等3个乡，共8个村，若干个自然组。受灾人口达1737户，共5500多人。主要Ⅵ度抽样控制点有绵竹县清平乡的歧山庙、篾棚子、盐井沟、大湔坪，天池乡的梅子林、花石沟，安县高川乡的草槽坪等，这些控制点较为均匀地分布于长约15km、宽约5km的地域内，长轴为北北东走向，与龙门山主中央断裂中段的北川-映秀断裂的展布基本一致。  区内房屋多数遭受轻微破坏，主要表现为不同程度的梭瓦、掉瓦以及墙体裂缝，个别房屋甚至出现中等乃至严重破坏现象。例如绵竹清平乡歧山庙在安县与绵竹交界的垭口处一座庙宇，本身破旧不堪，当时正在修缮，盐井村1组70户居民分散居住在小河冲洪坡积层上。从垭口下陡坡3000m左右有几户人家，散居在山沟之中，其房屋震害主要表现为梭瓦、墙体开裂。盐井沟为盐井村5组村委会和村小学所在地，该组房屋均为Ⅱ类及Ⅲ类房。房屋震害主要表现为：屋脊“太岁”倒塌，墙体沿门框处裂缝延伸到房顶，屋顶小青瓦大部分都震落露天，边坡上的房屋，由于地基有部分回填土因而灾害加重，墙体出现纵横裂缝，地面出现重力型裂缝。该组的盐井小学的三层砖混结构楼房始建于1992年，主楼近东西走向，东端地基有回填土处理，一层前面装饰墙与承重山墙之间开裂错位，一层后面承重墙体有约2mm宽的穿透性裂缝，三层与楼顶预制板咬合处有长约8m的微裂缝。安县高川乡的草槽坪47户228人，居民房均为砖木结构小青瓦房，部分为前廊带柱的砌块砖瓦房。房屋破坏主要表现为：屋脊“太岁”倒塌，窗玻璃震落，门窗与墙体结合部的墙体开裂，墙体掉灰、微裂缝，多数人家的屋顶梭瓦严重，个别房屋，侧面屋脊拉裂，通往村组的村道边坡有滚石现象。花石沟村梅子林组均为Ⅱ类房屋，震害主要表现为房屋普遍梭瓦，烟囱倒塌、错位，在边坡上的房屋破坏加重，墙体开裂约3cm，地面出现重力型地裂缝。花石沟有两座相距10多米的小青瓦平房，因地质构造和地震波传播方向性等原因，近东西走向的屋脊全部垮塌，而近南北走向的屋脊则没有破坏。屋脊倒塌的房子，屋外紧贴后墙的砖砌烟囱向北倾约10cm，扭转错位，院子中12砖带柱围墙约有4cm宽的纵横裂缝。  Ⅴ度区：此次未对Ⅴ度区宏观烈度调查作出要求，实际考察的控制点也不足，所以Ⅴ度线不能完全封闭，推测图像仅供参考。区内的小木岭、大竹坪、柿子园、清平磷矿、歇马庙、天池等均为Ⅴ度宏观地震烈度实际调查点。依据烈度表（1980），Ⅴ度区内基本没有房屋破坏情况，主要以震感和室内器物受震情况作为评判指标。在上述调查点中一般均表现为人的感觉强烈，惊慌外逃，室内重物如彩电、冰箱等发生位移，桌子上的小器皿翻倒等现象。此外，沸水、睢水、拱星、汉旺以及遵道等Ⅳ度点均为宏观烈度实际调查点。这些调查点房屋没有损坏，人的感觉比较明显，小的器皿震时有响声。  绵竹县清平5.0级地震勾划出的宏观烈度等震线图表明：此次地震没有出现Ⅶ度区或Ⅶ度点，从Ⅵ度区的整体形状和有感范围的分布看，烈度沿北东―南西方向衰减慢，而沿北西和南东方向衰减快，在北西、南东两方向中，后者又较前者衰减慢，因而使得Ⅵ度区表现为一个不大规则的椭圆形。Ⅵ度区的总面积较四川省内其他地区发生的5.0级地震的Ⅵ度区偏大。据前述此次地震的有感范围也明显较广，所以有理由认为此次地震的宏观震源深度较大，推测深度可能会大于20km。  受灾区农村房屋均为Ⅱ类房，只有零星的Ⅰ类辅助房；公用房如乡村政府及学校、工厂均为Ⅱ、Ⅲ类房屋，抗震性能比较好，且房屋类型较为简单。主要震害特点为：Ⅱ类房普遍梭瓦，屋脊倒塌，墙体抹灰层出现裂纹或墙体开裂，烟囱倒塌、错位，边坡出现重力型地裂缝，个别Ⅲ类房因地基原因出现承重墙体穿透性微裂缝。  2．1999年11月30日绵竹汉旺5.0级地震烈度分布与震害情况4)  这次地震的震区地处盆地边缘，当地经济较发达，基础建设相对较好。现场工作组严格以《中国地震烈度表》（GB／T17742-1999）为标准，采用宏观抽样方法，定出各抽样控制点的烈度值。按照地震现场工作规范和上述宏观烈度评定标准，对震区内30个烈度控制点进行了烈度初评，经综合评定后，勾划出了震区的宏观烈度分布图（图4）。30个控制点中，28个点为实地调查点，2个点为访问调查点，符合现场工作大纲和相关技术规范的要求。现场工作组的考察结果表明此次地震的宏观震中与仪器测定震中偏差较大，平面上相差10余公里。野外确定的极震区最高烈度为Ⅵ度，在绵竹汉旺至中寺一带，长轴约4km，短轴约2km，呈现出一个以N25°E方向为长轴的不规则椭圆形图像，总面积仅7km2，最高烈度Ⅵ度，宏观震中地理坐标大约为31°28′N、104°09′E。实际上，此次地震的极震区具有两个特点，一是总面积偏小，与有感范围大构成了鲜明对比；二是烈度差的标准不太显著，中寺可以达到Ⅵ度，汉旺则只有Ⅵ―度，以此图划出的极震区显得有些勉强。这两个特点都可能与此次地震的震源深度较大有关。此次地震有感范围广，除震区附近的德阳、绵阳、成都等大城市震感强烈外，沿龙门山断裂带北至广元，南到石棉都有震感。
	图4  1999年11月30日绵竹5.0级地震等烈度线图 断裂名称：①龙门山主中央断裂；②龙门山前山主断裂；③龙门前山隐伏断裂 Fig. 4  Isoseismal map of the MS5.0 Mianzhu earthquake         on Nov.30, 1999
11月30日5.0级地震位于龙门山前山隐伏断裂上。极震区所处的四川绵竹汉旺乡为川西北山区与四川盆地边缘的接壤地区，这一带盆地与高山之间没有过渡的丘陵区，而是群山矗立，宛如一道屏障。山区内矿产丰富，有数个国营和乡办磷矿、煤矿等，山区乡镇多分布于河流两侧的阶地和小河流冲积扇上，农户居住较为分散，为依山傍水分散而居的特点。盆地内地势平坦，交通网络四通八达，是大中城镇及企业的集中地，且土地肥沃，人民生活富裕，城乡居民居住区较为集中。  震区内一般为砖木结构小青瓦房和七孔砖砌体小青瓦房，乡镇工矿多为砖木结构或多层砌体房屋。盆地内房屋建筑为砖木结构，多层砌体或框架结构楼房。总体上看，房屋建筑质量较好。震区农村居民房多为砖木结构小青瓦房，结构上表现为“24”砖墙的平房，砖缝间用水泥沙浆胶结，墙体为承重墙，大梁和二梁直接放在其上，梁与墙体之间没有拉扯连接。在梁上均匀分布固定着木条，小青瓦直接放在木条上，因而整体抗震性较差。按烈度表，可归属于Ⅱ类房屋。从现场实地调查来看，该类房屋的破坏主要表现为梭瓦，屋脊“太岁”倒塌，承重墙体出现掉灰裂缝现象；七孔砖砌体小青瓦房与砖木结构房屋的区别在于墙体是用七孔水泥沙块砖砌成，砖与砖之间的连接性能要好一些。结构上一般有木柱辅助承重。在实际调查中，将此类房屋与砖木结构的房屋同视为Ⅱ类房屋建筑。震区乡镇所在地主要以多层砌体和框架结构楼房这两类房屋建筑较普遍。多层砌体房结构上表现为承重墙为“24”砖墙，有些还加有钢筋混凝土圈梁，多为2、3层楼房。框架结构房屋是以钢筋混凝土浇注房屋构架，用红砖或七孔砖做填充墙的多层楼房，这两种结构房屋一般都按当地抗震设防标准进行了设防，施工质量较好，房屋整体性好，抗震能力较强，按烈度表，可归属于Ⅲ类房屋。地震中的破坏主要出现在房屋结构的薄弱环节，如结构与墙体的连接处、门窗部位、女儿墙或地基处理不好的地方，有掉灰开裂，错位甚至出现穿透性裂缝现象。震区山区地势落差较大，谷深坡陡，震时在公路两侧边坡上发生多起滚石现象和山坡陡崖的小型崩塌等地面破坏现象。  Ⅵ度区：主要集中在汉旺镇至中寺及其周围的个别村组，为一长轴4km，走向N25°E，短轴2km，面积仅为7km2的椭圆形区域，与龙门山前山主断裂的平面展布基本一致。  极震区汉旺镇至中寺一带是企事业单位集中区域，沿北东25°方向延绵约5km。其中一工厂成品车间建筑为框架结构大跨度厂房，填充墙为“24”砖墙，在墙体与框架连结处开裂，外墙面瓷砖震碎，甚至出现穿透性裂缝；厂办公大楼室内墙体掉灰、开裂；实验室大楼的女儿墙错位约3cm；质检大楼内墙体裂缝；材料室、能源大楼都不同程度地存在墙体掉灰开裂现象。厂小学教室外墙瓷砖裂缝；教室内墙体开裂。  Ⅴ度区：跨越绵竹、什邡、安县3个县的天池、武都、清平、遵道、土门、蓥华、八角、高川等8个乡镇61个自然村。主要烈度控制点有：草槽坪、歧山庙、梅子林、花石沟、御军门、老熊沟、武都、遵道、蓥华、天台、土门、八角等，这些控制点与外围的Ⅳ度烈度点较好地控制勾划了Ⅴ度区的等烈度线。Ⅴ度区呈长轴NNE走问，长约40km，短轴约10km的类似“心脏”形的区域，面积约380km2。  震区主要有房屋梭瓦、屋脊“太岁”倒塌、墙体掉灰，出现微裂缝等。如草槽坪的高川乡泉水村11组，该抽样点居民房均为砖木结构小青瓦和七孔砖砌体小青瓦房，房屋破坏主要表现为：房屋梭瓦、屋脊“太岁”倒塌、墙体掉灰，出现微裂缝等，如村民家屋脊倾倒，侧面开裂错位。花石沟村及梅子林村房屋均为砖木结构小青瓦及七孔砖砌体小青瓦Ⅱ类房屋，如一村民家房屋墙体掉灰、开裂；另一村民家房屋墙体掉灰，沿门窗出现X型裂缝等。蓥华镇房屋破坏主要表现为镇卫生院带圈梁的多层砌体楼房、办公室墙体出现剪切裂缝，会议室地面砖拉裂；镇中心校教室基础由于回填处理不好而出现重力型裂缝，教学楼与综合楼连接处出现开裂现象等。八角镇房屋破坏主要表现为镇政府办公楼玻璃橱窗的玻璃被震裂，办公室承重墙体与楼顶连结处开裂掉灰，窗口处墙体出现裂缝，镇中心校教室窗口处墙体出现纵横裂缝。  此外，大竹坪、高川、盐井沟、清平、清平磷矿、歇马坪、木瓜坪、金花、广济、绵竹县城、广平寺、绵远、拱星、睢水、秀水等抽样点均为实际调查的Ⅳ度宏观烈度点。这些抽样点房屋没有破坏，放在桌面上器皿有振动响声，多数人的感觉比较明显。     绵竹汉旺5.0级地震勾划出的宏观烈度等震线图表明：此次地震没有出现Ⅶ度区或Ⅶ度点，Ⅵ度区范围小与有感范围大表现出极大的不协调，同时此次地震在个别标准Ⅲ类房上造成的破坏又特别重，甚至在Ⅴ度区中的极个别Ⅲ类房也出现了墙体开裂，外墙瓷砖拉断等破坏现象。这一特征给正确判定宏观震中和合理评估震灾损失带来了一定的困难。

1．1999年9月14日绵竹5.0级地震序列特征

 根据震区附近的茂县台和金河台的单台记录资料，并结合四川省台网资料，1999年9月14日绵竹M_S5.0级地震震中区（31.4°～31.7°N，104.0°～104.2°E），1999年9月14日至1999年11月29日间，共记录M_L≥0.0余震180次（不含主震），其中：0.0～0.9级85次；1.0～1.9级78次；2.0～2.9级15次；3.0～3.9级1次（四川省台网测定2次，即1999年10月20日3.0级和10月28日3.4级）。最大余震为1999年10月28日的3.0级（四川省台网测定为3.4级）。1999年9月14日至1999年11月29日的震中分布图（图5）可见，1999年9月14日绵竹5.0级的余震在约15km距离上北北东向展布。从M-t图、日频度图（图6、7）可见，1999年9月14日绵竹5.0级地震后，在持续2个多月的余震活动中，其强度有所起伏，1999年10月28日发生最大余震，1999年11月12～19日完全平静7天，1999年11月20日再次发生2级以上地震。而日频度显示1999年9月14日绵竹5.0级的余震衰减较快，频次起伏不明显。从能量释放看，主震能量占1999年9月14日5.0级地震序列总释放能量的86％（图8）。

图5  1999年9月14日四川绵竹5.0级地震余震分布图

Fig. 5  Distribution of the M_S5.0 Mianzhu earthquake sequence

        from Sept.14 to Nov.29, 1999 

图6  1999年9月14日四川绵竹5.0级地震序列M-t图

Fig. 6  M-t diagram of the M_S5.0 Mianzhu earthquake sequence 

图7  1999年9月14日四川绵竹5.0级地震序列日频度图

Fig. 7  Daily frequency curve of the M_S5.0 Mianzhu

        earthquake sequence

图8  1999年9月14日四川绵竹5.0级地震序列应变释放曲线

Fig. 8  Strain release of the M_S5.0 Mianzhu earthquake sequence

 由于这次地震序列日频度相对较低，计算的b值为0.82，余震序列衰减系数h值为2.0。

 2．1999年11月30日5.0级地震序列特征

 根据震区附近的茂县台和金河台的单台记录资料，并结合四川省台网资料，1999年11月30日绵竹M_S5.0级地震震中区（31.3°～31.7°N，104.0°～104.2°E），1999年11月30日至2000年3月20日间，共记录M_L≥0.0余震301次，其中：0.0～0.9级73次；1.0～1.9级212次；2.0～2.9级16次。最大余震为1999年12月2日的2.6级（四川省台网测定为2.3级）和2000年3月13日的2.6级（四川省台网测定为2.4级）。1999年11月30日至2000年3月20日的震中分布图（图9）可见，1999年11月30日绵竹5.0级的余震仍在1999年9月14日绵竹5.0级的余震的区域范围，呈北北东向展布。从M-t图、日频度图（图10、11）可见，1999年11月30日绵竹5.0级地震后，在持续3个多月的余震活动中，其强度没有明显起伏，1999年12月2日的最大余震较小。而日频度显示1999年11月30日绵竹5.0级的余震衰减较慢，频次起伏明显。从能量释放看，主震能量占1999年11月30日5.0级地震序列总释放能量的81％（图12）。 

图9  1999年11月30日四川绵竹5.0级地震余震分布图

Fig. 9  Distribution of the M_S5.0 Mianzhu earthquake sequence

        since Nov. 30, 1999

图10  1999年11月30日四川绵竹5.0级地震序列M-t图

Fig.10  M-t diagram of the M_S5.0 Mianzhu earthquake sequence

图11  1999年11月30日四川绵竹5.0级地震序列日频度图

Fig.11  Daily frequency curve of the M_S5.0 Mianzhu

        earthquake sequence

图12  1999年11月30日四川绵竹5.0级地震序列应变释放曲线

Fig.12  Strain release of the M_S5.0 Mianzhu earthquake sequence

 这次M_S5.0级地震序列所表现的特征为：①余震总量较多，其强度低，主震与次大地震震级差大于2.4级，余震强度总体偏低；②余震频次衰减较慢，而且呈现起伏衰减，计算的b值为1.07，余震序列衰减系数h值为0.9；③主余震能量占全序列能量的81%以上，将序列前10天的频次计算在内的能量释放也只占整个余震序列的83%，显示序列衰减较慢；④序列的空间分布范围与9月14日5.0级的余震区基本重合。

 总体上看，两次绵竹5.0级地震的b值呈现前低后高，序列衰减系数h值呈现前高后低，呈现出序列衰减快-慢型序列演变特点，与1990～1992年间的震例总结的西南地区双震或震群型地震序列特点相一致。

 根据陈天长等对1994～1999年间绵竹及邻区（31.2°～32.0°N，103.6°～104.4°E）2级以上地震的区域定位震源深度结果（图13），9月14日5.0级地震震源深度10km，11月30日5.0级地震震源深度为15km（四川省地震台网快报给出的11月30日5.0级地震震源深度为26km）。总之，11月30日5.0级地震较深。实际震害调查中，11月30日5.0级地震的极震区总面积偏小，而有感范围较大的特点与此次地震的震源深度较深相符。

图13  1994～1999年绵竹地区地震震源深度分布图

Fig.13  Depth distribution of earthquakes from 1994 to 1999

        around Mianzhu area

震源机制解和地震主破裂面 

陈天长等利用25个测震台P波初动方向，采用乌尔夫网上半球投影方法求解的9月14日和11月30日绵竹两次5级地震的震源机制见表2和图14。由于四川（成都）模拟遥测地震台网的子台记录的P波初动符号有个别台有差错，为了得到较可靠的P波初动解，求解时对各子台的仪器极性作了适当校正，求得9月14日和11月30日两次5.0级地震的主压应力方向分别为298°和354°。1999年9月14日绵竹清平5.0级地震的节面Ⅰ和Ⅱ的走向均为北东-南西方向，分别倾向南东75°和北西15°。11月30日绵竹汉旺5.0级地震的节面Ⅰ和Ⅱ的走向分别为北东-南西和南东-北西方向，节面分别倾向北西70°和北东62°。  表2  1999年绵竹两次5.0级地震震源机制解* Table 2  Focal mechanism solutions of the MS5.0 Mianzhu earthquakes in 1999 发震时间 震 级 节面Ⅰ 节面Ⅱ P轴 T轴 B轴 X轴 Y轴 结果 来源 年月日 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 1999  9  14 5.0 29 SE 75 29 NW 15 298 29 118 60 29 0 298 75 118 15 陈天长 1999  11  30 5.0 35 NW 70 136 NE 62 354 34 83 8 184 54 45 27 305 19 陈天长   *两次地震震源机制解矛盾符号比分别为8%和16%。   从震源机制结果分析，9月14日绵竹5.0级地震是在北西西向近水平主压应力作用下，产生的一次逆冲型错动。11月30日绵竹5.0级地震是在近南北向主压应力作用下，产生的一次兼有逆冲分量的右旋走滑错动。结合前述绵竹两次5.0级地震等烈度线长轴均为北北东走向，推测这两次5.0级地震的地震断裂面走向应与龙门山断裂带总体走向一致，因此，分析认为绵竹两次5.0级地震北东方向的节面应为地震破裂面。

图14  1999年9月14日和11月30日绵竹两次5.0级地震震源机制解 (a) 1999年9月14日绵竹5.0级地震；(b) 1999年11月30日绵竹5.0级地震 Fig.14  Focal mechanism solutions of the MS5.0 Mianzhu earthquakes         on Sept.14 and Nov. 30, 1999

观测台网及前兆异常 

　

绵竹两次5.0级地震附近定点前兆观测台站分布见图15。四川台网沿主要断裂带布设，龙门山断裂带地区，由于历史地震活动强度明显低于四川西部的鲜水河断裂和安宁河-则木河断裂等地区，定点前兆观测台站相对稀疏些，且龙门山断裂带中南段地震活动高于北段，因此定点前兆观测台站空间分布不均匀，基本沿龙门山断裂带中南段集中分布，龙门山断裂带北段以及龙门山断裂以外地区定点前兆观测台站就更稀疏。距两次地震震中200km内（取两次震中经纬度中值31.5°N、104.2°E为圆心），定点前兆观测有地下水位、水氡、地磁、地电阻率、地倾斜、短水准、重力等24个观测台项。其中100km内有地下水位、水氡、地磁、地电阻率、地倾斜、短水准、重力等16个观测台项，在101～200km范围内有地下水位、水氡、地磁、地倾斜、短水准等8个观测台项（图15）。  在震中100km范围的16项观测台项中，安县川-09井、安县水氡、德阳川-08井、茂县地倾斜、成都地电阻率、成都地磁总强度等测值震前存在异常，而在震中101～200km间无明显异常。震中200km外的也无突出的异常变化。异常情况见表3和图16～23。   表3  异常情况登记表   Table3  Summary table of precursory anomalies
	图15  绵竹5.0级双震震中附近定点前兆观测台站分布图 Fig.15  Distribution of precursory stations around the MS 5.0         Mianzhu earthquakes
	图16  绵竹及邻区（31.1°～32.1°N，103.6°～104.6°E）2.5级以上地震       活动M-t图 Fig.16  M-t diagram of ML≥2.5 earthquakes in Mianzhu area
	图17  绵竹及邻区（31.1°～32.1°N，103.6°～104.6°E）2.5级以上地震       月频度图 Fig.17  Monthly frequency of ML≥2.5 earthquakes Mianzhu area
	图18  安县川-09井水位日均值曲线 Fig.18  Daily mean value of the groundwater level in Chuan-09         well at Anxian
	图19  德阳川-08井水位日均值曲线 Fig.19  Daily mean value of the groundwater level in Chuan-08         well at Deyang
	图20  安县水氡月均值分析曲线       (a) 原始曲线；(b) 3点线性平滑滤波曲线 Fig.20  Monthly mean value of Radon content in groundwater at         Anxian station
	图21  茂县台金属摆（JB）倾斜仪NS向日均值曲线 Fig.21  Daily mean value of tilt (JB-NS) at Maoxian station
	图22  成都台NE向地电阻率ρs日均值曲线 Fig.22  Daily mean value of apparent resistivity (NE) at         Chengdu station
	图23  成都台地磁总强度5日均值 Fig.23  Five-day mean value of geomagnetic total intensity at         Chengdu station

 从前述可知，绵竹及邻区历史地震活动总体强度和频次是不高的，在1999年9月14日绵竹5.0级地震发生前，1996年前地震活动强度较低，而1996年2月至1997年4月出现了M_L2.5级以上地震平静，1997年5月25日发生M_L4.2级地震，区域地震强度显示升高（图16）。从地震频次上分析，1998年11月开始区域地震活动频次异常增强（图17）。由于受历史地震活动强度认识的限制，1999年9月14日绵竹5.0级地震发生前，虽有区域强度和频次的异常，也没有引起足够重视。平静后的活跃被1999年9月8日（1999年9月14日绵竹北5.0级地震发生前6天）大邑发生的M_L3.8级地震所转移，也没有将9月8日大邑发生的M_L3.8级地震与绵竹地区的区域地震强度和频次的异常结合考虑。

 值得庆幸的是，1999年9月14日绵竹5.0级地震发生后，将绵竹及邻区的区域强度和频次的异常与整个龙门山地震带的地震活动结合分析，明显看出沿龙门山断裂小震或微震活动出现活跃或增强的现象，与龙门山构造带某一段地区小震活动有很强的相关性。1999年9月14日绵竹北5.0级地震发生后，11月18日大邑再次发生了M_L3.8级地震及一系列M_L2.5级以上地震。这次大邑M_L3.8级地震十分引人注目，使大邑地区短时间内出现了M_L3.8级双震，加之绵竹震区1999年9～11月区域地震活动频次继续处于高值异常（图17）。这成为1999年11月30日绵竹5.0级地震前短临预测的重要依据。

 根据龙门山断裂带发生的中等强度地震分析，沿带发生的中等强度地震较多为双震型。这也是该区地震类型的一个特点，包括茂汶、北川、安县、大邑、绵竹地区发生的中等地震都是如此。据程万正等统计1960年以来发生的4级左右地震共34次，其中在短期内成对出现的就有12对26次，约占76.5％。例如，1961年6月28日茂县（31.6°N、103.9°E）发生M_S4.8级地震，7月25日又再次发生M_S4.8级地震，位置（32.0°N、103.5°E）往北，相隔7天。1977年4月25日绵竹发生M_S4.6级地震，1977年5月8日震区再次发生M_S4.2级地震，相隔13天。1989年4月18日安县发生M_S4.1级地震，5月5日再次发生M_S4.3级地震，相隔23天。1990年1月9日大邑发生M_S4.2级地震，1月15日再次发生M_S4.6级地震，相隔6天等。

 从定点前兆观测异常看，反映的范围较小，基本在100km范围以内。

 安县川-09井距绵竹震中大约26km，该井水位1998年12月13日至1999年1月4日出现趋势下降，以后水位一直在低值上波动，直到绵竹1999年9月14日5.0级地震前都没有大的变化（图18）。1999年10月24和29日分别出现突降异常，异常幅度为-20mm和-12mm，1999年11月2日与安县地震办联系，认为该异常属实；1999年11月7～10日水位在下降的过程再次出现连续下降异常，异常幅度累计达-17mm，属于短临异常，该异常成为1998年以来的最低值（图18）。

 德阳川-08井距绵竹震中大约40km。该井水位1999年1月30日至2月8日出现一组突升变化，为中短期趋势异常，异常幅度达13mm；1999年8月6日相对8月5日下降了9mm，是1998年以来的最低值，显示出明显的短临突降异常，异常出现后36天就发生了绵竹第一个5.0级地震（图19）。1999年9月27日相对26日上升了9mm，28日相对27日下降了10mm，明显为单点突升异常，也是1998年以来的最高值，异常出现后62天就发生了绵竹第二个5.0级地震（图19）。

 安县水氡在1999年9月14日绵竹5.0级地震前，自1997年11月开始趋势下降，1998年4月加速下降，从1998年3月的24.4Bq/L下降至1998年4月的17.4Bq/L（最低值），降幅33%。之后，安县水氡在低值波动至1999年4月，1999年5～7月，安县水氡回升恢复，趋势背景性异常长达1年。1999年8月，安县水氡再次下降，1999年9月14日，在距该测点约26km的四川绵竹发生了5.0级地震。1999年10月后，安县水氡回升恢复正常，1999年11月30日，绵竹再次发生5.0级地震。可见绵竹两次5.0级地震前，安县水氡有较好的中、短期异常反映（图20）。

 地倾斜观测中，距绵竹震中较近的茂县台出现了明显异常，而汶川和距震中较远的松潘台没有出现异常。从观测台站所处的构造条件分析，茂县台和汶川台处于龙门山后山断裂，而松潘台不在主干断裂上，前者在震前出现异常，而后者没有出现异常，可能是由于绵竹地震是和龙门山断裂带的构造运动密切相关，因为在地震破裂带外围是观测不到震源的孕育过程的。从茂县台显示的异常曲线表明（图21），在1999年9月和11月绵竹两次5.0级地震前，沿龙门山断裂带及附近分布的3个地倾斜观测台站中，茂县台JB仪NS分量在震前出现了突出异常，1999年8月14日到1999年9月13日出现加速变化，一个月内变化幅度达到166.0毫秒，而当年的正常变化幅度平均应为55.7毫秒，1999年9月13日出现转折后发生绵竹第一次5.0级地震，震后恢复正常。1999年11月29日出现转折，1999年11月30日发生绵竹第二次5.0级地震，震后恢复正常。

 成都台出现的电磁异常是绵竹地震反映最远的异常，该台距绵竹震中大约83km。地电阻率在1999年9月14日的绵竹5.0级地震前没有明显的异常显示；NE向地电阻率在1999年10月14日起出现大幅下降，幅度达1.5Ω・m，在1999年10月19日恢复至原来水平，期间形成一个凹陷状变化，随后在1999年11月30日发生了绵竹的5.0级地震，之后正常年变下降。绵竹地震前没有趋势异常，只有1999年11月30日的5.0级地震前有短临异常。距绵竹地震200km范围内的地磁台有成都、江油、松潘3个台，仅成都台的地磁总强度5日均值曲线上又趋势异常显示：成都地磁总强度5日均值曲线从1997年6月起开始出现趋势性下降，到1998年8月开始转折回升，回升结束，发生了第一次绵竹地震，第一次绵竹地震发生后，地磁总强度5日均值曲线继续下降，在1999年10月初发生转折回升，在此过程中，再一次发生绵竹第二次5.0级地震。

 此外，1999年11月2日，四川省境内出现地磁低点位移现象，分界线在四川省内北纬28°～31°间呈北东东或近东西向展布，分界线以北的台站低点时间均出现在13点前后，分界线南边的台站低点时间均出现在15点后。1999年11月12日四川省境内再一次出现较明显的地磁低点位移现象，分界线再一次在四川省内北纬28°～31°间呈北东东近东西向展布（见图24和表4）。 

表4  四川地磁Z分量日变低点位移情况表

Table 4  Low-point displacement of daily variation of Sichuan geomagnetism stations

图24  1999年11月2日和12日地磁低点位移分界线

Fig.24  Dividing line of low-point displacement of daily variation

     at geomagnetism stations on Nov. 2 and 12， 1999