测震台网及地震基本参数 

 茫崖6.6级地震发生在青海省测震监测能力很低的地区，距震中300 km范围，仅有花土沟测震台（地方台）和格尔木测震台（图1），其监测能力为M_L≥3.0。茫崖6.6级地震基本参数见表1。  

图1  茫崖6.6级地震前测震台站分布图

Fig. 1  Distribution of seismometric stations before the

        M 6.6 Mangya earthquake  

表1  地震基本参数

Table 1  Basic parameters of the Mangya earthquake

地震地质背景 

 本次地震震中所在的茫崖地区位于青藏高原北部边缘的柴达木盆地西端，其西北是阿尔金山脉，西南是昆仑山脉，东部则是广阔的柴达木盆地。

 柴达木盆地是一西宽东窄，西部和西北部较高，南部和东部较低的近似菱形的山间盆地，在印支期形成了沉降湖盆的大体轮廓，接受了巨厚的中新生代沉积。随后，盆地经历了十分频繁的构造运动，形成了三隆两凹的基地构造形态。这次地震震中处于茫崖大型凹陷带内，该带为早第三纪的沉降中心，接受了近万米的沉积，晚更新世末的构造运动使包括中下更新统在内的地层形成一系列近北西向新构造穹丘和洼地，因此在茫崖地区褶皱和断裂十分发育。

 震区位于阿尔金褶皱带，东昆仑褶皱带和柴达木盆地的复合部位，其北缘有阿尔金断裂带与塔里木盆地相邻，其南缘有昆北断裂带、祁漫塔格断裂带与昆仑褶皱系相隔。其内部有阿拉尔断裂、老茫崖－油沙山断裂、红柳泉断裂、七个泉断裂，大风山-小梁山断裂和尕斯库勒湖隐伏断裂等一系列北西或北北西向断裂（图2）。  

图2  茫崖附近地质构造及历史地震震中分布图 

     ①阿尔金断裂；②老茫崖-油沙山隐伏断裂；③昆北断裂

Fig.2  Map of geological structure and epicentral distribution of

       historical earthquakes around the Mangya area  

 阿尔金断裂带位于震区北部，为青藏高原西北缘的边界深大断裂，其中段为塔里木地块与秦祁昆褶皱带的分界线，全长约1600余公里，整个断裂带由多条平行和斜列的断裂组成，总体呈北70°～80°东向展布。沿断裂带第四纪地层多处错断，断层两侧地貌差异明显，山前洪积扇发育等现象表明该带自新生代以来具有强烈的活动性，特别是全新世时期的左旋走滑活动非常明显，平均水平活动速率可达7.7 mm／a。沿带古地震形变现象非常丰富，仅茫崖―当金山口一段发掘出的7.5级以上古地震就达12次之多。该带自1922年有记载以来共发生M_S≥5地震15次，M_S≥6地震4次M_S≥7地震2次，最大为1924年新疆民丰7.7级地震，但自1924年后开始，该区连续50多年未发生M_S6.0以上地震³⁾ 。

 祁漫塔格断裂带位于柴达木盆地西南缘，由祁漫塔格山北麓断裂和南麓断裂、阿特坎河断裂及大九坝断裂组成，带宽约8 km，总体呈北西向展布，倾向北东，断续延伸数百公里，其中祁漫塔格南缘断裂在第三纪和第四纪都有明显的活动。有记载以来，未发生过较大地震。

 昆北断裂带由一组东西向断裂组成，主断裂有两条，即格尔木隐伏断层和那棱格勒河断裂，前一断裂地表未出露，据物探及钻孔资料推测：西起祁漫塔格西南，东经格尔木北、香日德交于柴北缘断裂东南端，沿北西西― 东西向延展，长700 km，构成二级构造分界线，断面南倾，倾角45°左右，磁力、重力异常清晰，线性特征突出，构成梯级带。那棱格勒河断裂，西起库木库里盆地，东经那棱格勒河，在格尔木附近与前一隐伏断裂相交，沿东西向延伸，长340 km，构成祁漫塔格断褶带与东昆仑北坡断隆的分界。航磁特征表明其北侧为低缓的负异常区，南侧是高磁异常^[1]。

老茫崖-油沙山隆起：东起甘森，经老茫崖、油沙山，北西端于新茫崖附近与阿尔金构造带斜交，沿北西向展布，发育于第三系之中，由诸多背斜组成。据青海省石油局介绍，该构造带特征为两断夹一隆，即每一褶皱的两翼均有伴生断裂，两侧断裂相向倾斜，向下逐步并为一条。地震勘探表明，该断裂基底埋深18～22 km，且构造发育。此带是近几十年中强地震的多发带，1952年10月6日乌图美仁6.0级、1963年7月2日乌图美仁5.0级、1977年1月2日茫崖6.4级及本次地震均发生在该断裂带上。

 水准测量表明，在青藏高原相对南升北降的总体格局中，最大的相对沉降区是柴达木盆地，其中心地区以每年3 mm的速率整体沉降，沉降幅度最大的地方是盆地西部，可达4～5 mm／a，震中所在部位正是柴达木整体沉降与其西北部边缘倾斜下沉的扭接部位。

 秦保燕等^4）在研究了青海地区大部分中强以上地震震源机制解后提出，青海西部地区区域应力场主压应力轴方向大致为N28°W～N35°E之间，且大多数为N20°E～N35°E之间，即呈北北东至南北向。1963年乌图美仁5级地震。1977年茫崖6.4级地震的机制结果表明，P轴方向均为22°，即北北东向。

烈度分布及震害 

 据宏观考察结果^5），本次地震的宏观震中为37.8°N，91.9°E与微观震中基本一致。宏观震源深度34 km，极震区烈度达Ⅷ度，等震线分布如图3。  

图3  茫崖6.6级地震等震线分布图

Fig. 3  Isoseismal map of the  M 6.6 Mangya earthquake

 Ⅷ度区，位于老茫崖，等震线形态为北西向椭圆，长轴长42.5 km，短轴长13 km，面积约434 km²。震中区出现长约100 m的地裂缝，裂缝最大宽度15 cm，其走向在N30°W～N70°W之间，与极震区长轴方向基本一致，地裂缝呈缓状或锯齿状。区内还有山体崩裂，滑塌现象，多处出现滚石和塌方，最大滚石约2 m³。位于极震区内的青海石油管理局所属的花土沟― 格尔木石油输送管线茫崖泵站的厂房墙体普遍开裂，拖泵机房3根钢筋溻凝土立柱栏横向错断，隔墙两根立柱震断开裂。其东山墙体向外倾斜约10 cm，加热锅炉烟囱倾斜，2个100 t的储油罐（满载）水平位移4 cm，院内东西向围墙倒塌约50 m，泵站东北约2 km处一砂砾石组成的小山包出现滑塌，滑塌线长约35 m，最大宽度7 cm。附近出现大面积地裂缝，并呈网格状分布。

 地震时，该泵站人员震感强烈，纷纷惊逃户外。

 Ⅶ度区，石油局运输站内一粘土连接的砖墙倒塌，食堂砖结构烟囱断裂并顺时针扭转9°，职工宿舍墙体多处开裂，最大裂缝宽1.2 cm，长约5 m。墙体原有裂缝普遍扩大、加长。

 石油局茫崖水站的砖混结构的机房墙体多处开裂，最宽达2.5 cm；水泵房顶梁与砖柱错位；院内地面及房前砂石公路上出现裂缝，最长约5 m、宽1 cm，其走向为N3°W。地震时人们感觉波浪似地振动，站立不稳，部分人听到地声从西向东而过。

 Ⅵ度区建筑多处有裂缝现象，最大裂缝宽4 cm，长5 m，墙体倾斜，土坯平房普遍有破坏，最大裂缝宽10 cm。

 位于该区的甘森泵站的砖混结构建筑未发现明显破坏，但震感强烈，部分人惊逃户外。

 Ⅴ度区，主要破坏现象是土坯墙掸土，疏松墙皮脱落。地震时人们普遍有感，少数人感到头晕、恶心。

    根据地震后初步统计，有10万余平方米的建筑物受到中等以上程度的破坏，仅此一项直接经济损失近1  000万元人民币，但没有造成人员伤亡。

地  震  序  列 

 自1990年1月14日11时至2月13日共记到 M_L≥3.0余震27次，其中3.0≤M_L＜4.0地震25次，4.0≤M_L＜5.0地震2次。能定出震中位置的地震有20次。图4是地震序列的应变释放曲线；图5为序列的M-t 图。  

图4  茫崖6.6级地震序列应变释放曲线

Fig. 4  Curve of strain release for the  M 6.6 Mangya earthquake

        sequence

图5  茫崖6.6级地震序列 M-t 图

Fig. 5   M-t  diagram for the  M 6.6 Mangya earthquake sequence

    主震后，余震频度很低，且衰减很快，大多数余震集中在主震发生的当日（图5、图6），图7、图8分别为茫崖地震序列 b 值曲线和余震震?中分布图。6.6级地震释放能量占序列总释放能量的99.96％，最大余震为 ML4.3，震级差2.8级，序列 b 值为0．802，认为该地震序列属于“孤立型”。

图6  茫崖6.6级地震序列日频次曲线

Fig. 6  Curve of daily frequency for the M 6.6 Mangya earthquake

        sequence

图7  茫崖6.6级地震序列 b 值曲线

Fig. 7   b -value curve for the sequence of the M 6.6 Mangya

         earthquake

图8  茫崖6.6级地震序列震中分布图

Fig. 8  Epicentral distribution the the  M 6.6 Mangya earthquake

        sequence

 余震震中分布空间优势分布方向为北30°E方向，长轴长约50 km，展布方向与发震构造走向近于正交。 M_L ≥3.0地震序列目录见表2。  

表2  地震序列目录（ M_L ≥3.0）

Table 2  Catalogue of the  M 6.6 Mangya earthquake sequence
　

震源机制及主破裂面

 根据世界台网报告中211个地震台站记录的P波初动资料求得的震源机制解参数列于表3，震源机制解的上半球投影见图9，符号矛盾比为15.6％。根据等震线的长轴方向及极震区的裂缝走向与老茫崖-油沙山走向十分吻合的情况推断，本次地震的主破裂面为走向北北西倾向北东的节面Ⅰ。  

表3  茫崖6．6级地震震源机制解

Table 3  Focal mechanism solution of the Mangya earthquake

    另外，根据地表量得破裂水平反扭错位4 cm，北东盘上冲1 cm的事实，推测老茫崖-油沙山断裂为发震构造，但由于该区覆盖较厚，地表现象不一定完全反映深层情况。震源机制解结果表明，该地震的运动方式以走滑为主兼有少量倾滑分量。  

图9  茫崖6.6级地震震源机制解

Fig. 9  Focal mechanism solution of the  M 6.6 Mangya earthquake

观测台网及前兆异常 

 本次地震发生在青海测震及前兆监测能力较差的地区，震中300 km范围内，仅有测震和定点前兆观测台各2个（图1和图10）。测震监测能力为 M_L 3.0。震前地震活动性异常4条，其他前兆异常7条，共计11条异常，其中300 km以外前兆异常有5条。异常情况见表4和图11～19。

    表4  异常情况登记表

    Table 4  Abnormal situation of the Mangya earthquake  

图10  茫崖地震前定点前兆观测台站分布图

Fig. 10  Distribution of the precursor monitoring stations on the

         fixed observation points before the  M 6.6 Mangya

         earthquake  

图11  茫崖6.6级地震前地震频次曲线  (36°～40°N，90°～94°E， M_L ≥3.0)

Fig. 11  Curve of earthquake frequency before the  M 6.6 Mangya

         earthquake  

图12  茫崖6.6级地震前能量释放曲线

Fig. 12  Curve of energy release before the  M 6.6 Mangya

         earthquake  

图13  茫崖6.6级地震前 M-t 图 (36°～40°N，90°～94°E， M_L ]≥4.0)

Fig. 13   M-t diagram before the M 6.6 Mangya earthquake

图14  茫崖6.6级地震前震中分布图

     (36°～40°N，90°～94°E，1970～1990， M_L  ≥5.0)

Fig. 14  Epicentral distribution of the earthquakes before the

         M 6.6 Mangya  earthquake  

图15  茫崖6.6级地震前格尔木台地磁 Z 分量月均值曲线

Fig. 15  Curve of monthly mean value of geomagnetic  Z component

         at Geermu station before the  M 6.6 Mangya earthquake  

图16  茫崖6.6级地震前香日德台地倾斜NS向卡尔曼滤波曲线 

Fig. 16  Curve of tilt(NS direction) after Kalman filyering at

         Xiangride station before the  M 6.6 Mangya earthquake  

图17  茫崖6.6级地震前长草沟断层气Rn日变图

Fig. 17  Curve of daily variation of fault gass radon content

         in Changcaogou before the  M 6.6 Mangya earthquake  

图18  茫崖6.6级地震前嘉峪关断层气Rn、Hg日变图

Fig. 18  Curve of daily variation of fault gass radon and mercury

         content in Jiayuguang before the  M 6.6 Mangya

         earthquake  

图19  茫崖6.6级地震前红寺湖断层气Rn、Hg日变图

Fig. 19  Curve of daily variation of fault gass radon and mercury

         content in Hongsihu before the  M 6.6 Mangya earthquake