地震地质背景

本区位于1920年海原8．5级大地震极震区附近^[2]，这一带（西吉、海原、固原）中强地震屡有发生

烈 度 分 布
　

据震区工作组调查，西吉5．5级地震的宏观震中为北纬35°51′、东经105°24′，在宁夏回族自治区西吉县蒙宣乡芦子岔―寨科一带1）。 这次地震的有感范围南达天水，北至海原，西抵兰州，东达固原及其以远。等震线图见图2。
	图2  西吉5．5级地震等震线图1） Fig．2  Isoseismal map of the MS5．5 Xiji earthquake
极震区：烈度为Ⅶ度强。它北起寨科，南到芦子岔，长轴长为4．3 km，短轴长为1．4 km，呈长轴方向为北西35°的椭圆形，面积约4．7 km2。该区的土坯拱窑倒塌达79．4%，造成人畜伤亡，地裂缝和滑波也很发育。地裂缝主要沿山脊和陡峻边坡分布，裂缝最长约为500 m，宽5 cm。在芦子岔堰塞湖东西两侧造成四处较大滑坡，其情况见表2。堰塞湖边缘，还见到一些直径3­―5 cm，高3 cm的小型喷砂孔。  Ⅶ度区：北起沈咀、刘湾，南到滕家后湾，长7．5  km，宽3．3  km，长轴方向为北西25°，面积约15 km2，形状与极震区相近。  Ⅵ度区：北起吴家坪，南到书方沟，长14．8 km，东起回儿岔，西至深沟湾，宽8．8 km，面积约78．5 km2。  这次地震烈度有如下特点：  1．震级不大，但破坏相当严重。这主要与房屋抗震性能差，地基不好有关。另外，主震前（11月30日）的MS3．4级地震也可能造成一定影响。  2．本次地震有较强烈的垂直运动，主要表现为极震区建筑物、墙壁上水平裂缝相对发育。有些建筑物虽遭到破坏，但屋脊、烟囱保留完好。在极震区，地震时人感觉上下颠动。  表2  西吉5．5地震芦子岔堰塞湖两测波数据表（据白铭学） Table 2 The slip data for the two sides of Yanse Lake, Luzicha, Xiji M2=5．5 earthquake 　 滑坡位置 滑  坡  数  据 出口宽度（m） 后壁高度（m） 后壁角（°） 西岸 北滑坡 110 25 72 南滑坡 180    20．5 74 东岸 北滑坡 210 13 75 南滑坡 180 22 67

3．滑坡、崩塌和地裂缝等地表破坏现象较多。可能与1920年海原8．5级大地震之后黄土松动和边坡陡峻有关。

西吉地震前，震中周围200 km内有测震台站11个，大部分从1966年开始观测，对该区M_S2．0级以上地震具有定位能力。地震后两天（即12月5日），在极震区的蒙宣乡税务所架设了一个临时台，该台可以监测到震中区M_S≥2．0级地震。本次地震序列资料在宁夏地震目录^[6]中有完整的记载。  西吉5．5级地震的前震很不发育，震前3天（11月30日），于5.5级地震的极震区的西北端（与主震相距仅几公里）发生一次M_s3.4级地震，为这次地震的唯一前震。主震后，根据周围测震台网及震中区临时地震台的记录，震后半年内，震区没有发生M_S2．0级以上的地震。主震能量占序列总能量的99．9%，据此，认为西吉地震属孤立型地震。主震后半年内的地震序列目录见表3。

表3  西吉5．5地震序列地震目录 (M_S≥2．0)

Table3  The catalogue of Xiji M_S=5．5 earthquake sequencee}
　

宁夏地震局，根据国内西部20个地震台站的P波初动资料得西吉5．5级地震的震源机制解，其结果见表4和图3，其矛盾符号比为10%。 根据野外考察结果，西吉5．5级地震震中附近有一条走向北西50°的三合―前兆隐伏断裂，该断裂具左旋走滑特征。而节面Ⅰ的走向为北西74°，左旋。该断裂与节面Ⅰ的走向和旋性大体一致。加外，等震线长轴方向为北北西方向，与节面Ⅰ的走向吻合。据此，推测节面Ⅰ可能是这次地震的主破裂面。只是走向与极震区等震线长轴方向北西35°的夹角偏大。

表4  震源机制解

Table  4  Focal mechanism solution
　

图3  西吉5．5级地震震源机制解（据李孟銮） Fig．3  Focal mechanism solution of the M_S 5．5 Xiji earthquake

西吉地震发生时，在距震中200 km范围内，共有13个地震台站，其中测震台11个，有前兆观测记录的仅4个台，共8个台项，地点均集中在甘肃的天水和兰州附近，观测时间只有半年多，其分布情况见图4。有异常的反应的主要是天水附近的官泉和马跑泉两个水氡点。有关测震学方面的异常共有5项。国家测量二队曾于震前，即1970年8、9、10和11月，在威戎―静宁20余公里的水准线上进行三次测量，得到了西吉地震前该地区的地形变资料。该测量地段距5．5级地震震中区只有50 km左右^4）。临震前还发现有宏观异常现象。异常情况见图5―11和表5。

 表5  异常情况登记表

 Table  5  The abnormal situation

图4  西吉地震台网分布图 Fig．4  distribution of seismic networks in Xiji  

图5  西海固地区地震年频度图^[3]（M_S≥2．0） Fig．5  Curve yearly seismic frequency (M_S≥2．0) in Xihaigu area   　

图6  西海固地区地震震中分布图^4）（1968―1970．11；M_L≥3．0） Fig．6  Epicentral distribution of the earthquake in Xihaigu area  

图7  西吉5．5级地震前M_L≥4．0级地震震中迁移图^4） Fig．7  Epicentral migration of the events (M_L≥4．0) before M_S5．5         Xiji earthquake

图8  西海固地区小震震中分布图^[4] Fig．8  Epicentral distribution of minor shocks in Xihaigu area         （a）1969；(b)1970地震前 　  

图9  西海固地区平均虚波速度K₀，纵波速度ν_po及波速比γ₀变化曲线^[5] Fig．9  Variation curves for mean velocity of imaginary wave(K₀),           velocity of longitudinal wave (ν_po) and the velocity         ratio (γ₀) in Xihaigu region          异常区范围：北纬35°50′―6°15′，东经105°00′―106°20′  

图10  高差变化剖面图^4） Fig．10  Profiles of elevation difference along Weirong―Jingning         (SN，20 km) (a) and Jieshipu―Longde (EW，100 km) (b)           (a)威戎-静宁（南西向，长20km）；(b)界石铺-隆德（东西向，长100km）  

图11  官泉、马跑泉水氡日均值曲线 Fig．11  Curves for daily values of radon contents in water of  

         Guanquan Mapaoquan stations