1974年4月22日江苏省溧阳5．5级地震
　


江苏省地震局 贺楚儒 张德齐 张绍治

　　

　

前言 | 地震基本参数 | 地震地质背景 | 烈度分布 | 地震序列 | 震源机制解和主破裂面
地震台网及前兆异常 | 情况说明 | 参考文献和参考资料

前    言

1974年4月22日在江苏省溧阳县西部发生了MS5．5级地震。极震区烈度为Ⅶ度。由于震中区人口集中，河网密布，尽管是一次中强地震，但它所造成的损失仍然较大。据统计，震中区附近房屋倒塌11081间，受到一定破坏的有77700余间；公路桥、农用桥震裂损坏13座这次地震直接造成8人死亡，214人受伤。特别是震后，地震谣传四起，人心慌乱，大批群众外逃，最多一天达3820人[1]；生产停顿；震中附近城镇建了防震棚。据初步估计这次地震造成的总的经济损失约1亿元。

 震前曾察觉到地震活动的某些异常，但其他前兆观测资料甚少。对于这次地震可能发生的时段和震级曾作了一定程度的中期预测，采取了加强工作的措施。

 震后，国家地震局、南京地震大队、地球物理研究所、地质研究所、安徽省地震队、上海天文台、武汉地震大队、南京大学和中国科技大学专业人员和师生等共180多人奔赴震区进行考察，调查了附近7个县，300多个居民点，圈定了烈度区；特别是对农村建筑物的震害作了详细的调查和分析，提出了加强抗震的措施和意见2）。在震中及其附近地区架设了11个地震流动台，监视余震活动，记录到了较完整的余震序列。

 

　

地震基本参数

这次地震的基本参数列于表1。 

表1  地震基本参数表

Table 1  Basic parameters of earthquake
　

编号

发 震 日 期

发震时刻

震 中 位 置

震级

(MS)

震源深度(km)

震中地名

结果来源

 年  月  日

时  分  秒

北  纬

东  经

1

1974   4  22

08  29  16

31°23．3′

119°16．2′

5．5

15―20

溧阳

据区域地震台网测定

2

1974   4  22

08  29  17

31°27′

119°19′

5．5

18

溧阳

3)

3

1974   4  22

08  29  17

31°24．9′

119°4．5′

5．5

18

溧阳

2)

　

　

地震地质背景

在大地构造位置上，本区属于扬子准地台下扬子拗陷区的次一级构造单元――太湖隆起（图1）。

图1  溧阳地震区大地构造图（据地质部地质科学院） Fig．1  Geotectonic map of Liyang seismic area

　

 本区深部构造特征为多层结构，平均地壳厚度为33 km，康氏面与莫氏面均以北东向隆起、凹陷相间展布，并受到北西向构造的干扰。根据苏南上二叠系与中、下三叠系电测深高阻标准层顶界埋深资料，北东向构造构成了句容、常州盆地的基本格局。在茅山一带，由中、下三叠统青龙群及前期地层构成北东30―40°的复式褶皱。震区及其附近的主要构造为北北东向隆起、凹陷的相间排列（图2），由西向东依次为茅山隆起、直溪桥―桠溪港凹陷、金坛一溧阳隆起、常州一�韬�凹陷。茅山隆起总体作“S”形延伸。震中所在的直溪桥一桠溪港凹陷，在现代地貌上表现为北北东向线性低地，在重力布格异常图上反映为-5×10-5至-20×10-5m／s2的负异常(图3)，直溪桥与旧县下陷最深，上第三系分别厚500 m和300 m，第四系厚度达30―40 m，凹陷东西两侧下陷不均匀，西侧下陷幅度大，与茅山隆起之间为断层(茅东断裂)接触，北西西向的南渡一方山断裂第四纪以来新活动明显，切割了本区其他方向的构造线，致使北北东向茅山山脉存在一系列北西西和北西向的垭口。溧阳竹箦桥至宜兴钮家一带发育北西西向第四纪槽状凹陷，其中心第四系厚度达135．6 m。

 1931―1954年的水准测量成果表明，茅山地区以l mm／a的速率持续上升。北北东向和北西西向两组断裂在现今应力场北东东向主压应力作用下，分别产生右旋和左旋剪切活动。溧阳上沛一带的闭锁段，成为5．5级地震的控震构造。但在发震构造上存在两种不同意见。有的认为北北东向的茅山东侧大断裂起着主导作用。但根据高烈度线呈北西西向展布；南渡一方山北西西向断裂与北北东向断裂的复合交切关系以及现今活动性，北西西向断裂发震作用之地位亦不容忽视。

图2  溧阳地震区地质构造及震中分布图 Fig．2 Geological structure and epicentral distribution in        Liyang seismic area        1．隆起区；2． 白垩纪凹陷；3． 白垩纪一新生代凹陷；        4．中新生代以来的活动大断裂；5．中新生代推测隐伏深或大断裂；        6．一般实测和推测断裂；7．湖泊；8．温泉；9．中新世以来的玄武岩；        10．中新生世以来的火山口；11．1974年4月22日Ｍs 5．5级震中；        12．Ｍs=6．0-6．9；13．Ｍs=4-5．9；14．Ｍs=4．0-4．6；        15． Ｍs=3．0-3．9．①茅山东测断裂；②南渡―金坛断裂；        ③无锡一崇明断裂；④南京一自来桥深断裂；⑤长江断裂；

       ⑥滁河断裂；⑦南度一芳山断裂

  

地 震 序 列

    

震中附近的临时地震台很密，能较好地记录MS≥0级微震。1974年4月22日至1974年8月5日，共记录到MS≥0．5级余震112次，见表2。由此计算出b值为0．594（图5）。取MS≥1．5级余震作平面分布图（图6），由此可以看到余震主要分布在主震震中以北。MS3．0级以上的余震目录列于表3。 

表2  余震数目统计

Tabel 2  Statistics of the number of aftershocks
　

震级

0．5＜MS≤1．0

1．0＜MS≤2．0

2．0＜MS≤3．0

3．0＜MS≤4．0

MS4．0以上

合计

图5  溧阳5．5级地震序列b值曲线（1974．4．22―1974．8； MS≥0．5）

Fig．5  b-value curve of the MS 5．5 Liyang earthquake sequence

　

表3  溧阳5．5级地震序列MS≥3．0级地震目录

Table 3  The Earthquake MS≥3．0 catalogue of the MS5．5 Liyang earthquake sequence
　

编号

发 震 日 期

发震时刻

震 中 位 置

震级

(MS)

震源深度

(km)

震中

地名

结 果

来 源

 年  月  日

时  分  秒

北  纬

东  经

1

1974  4  22

08  29  16

31°23．3′

119°16．2′

5．5

15―20

溧阳

区域台网测定

2

1974  4  22

09  54

31°28′

119°14′

3．1

18

3）

3

1974  4  22

10  38

31°27′

119°16′

3．0

14

3）

　

图6  溧阳5．5级地震余震震中分布图（1974．4．22―1974．8； MS≥1．5）

Fig．6  Epicentral distribution of the aftershocks of the MS 5．5

        Liyang earthquake

 

　

　

　

图7  溧阳5．5级地震序列频度衰减曲线

     （1974．4．22―1974．8．5； MS≥0．5）

Fig．7  Curve for frequency attenuation of the MS 5．5 Liyang

        earthquake sequence

　

 主震释放的应变能占全序列总应变能的99．87%，最大余震与主震震级差为2．4级，故判定这次地震为主-余震型。

 取表2中MS≥0．5级地震序列，求得衰减系数p=1．30，如图7，这表明该序列衰减较快。

 余震的应变释放曲线（见图8）开始阶段呈线性趋势，释放速率较快；而后，随时间的推移，应变释放曲线渐趋平缓，但以后又有所抬升，表现出应变释放速率重新增高。这是否与5年后在原地发生的6．0级地震有关，值得研究。

 序列的M-t图（见图9）表明余震有较大的起伏。

图8  溧阳5．5级地震序列应变释放曲线（MS≥1．5）

Fig．8  Strain release vurve for the events（MS≥1．5）in the

        MS 5．5 Liyang earthquake sequence

　

　

图9  溧阳5．5级地震序列M-t图（1974．4．22―1974．8；MS≥2．0）

Fig．9  M-t diagram of the MS5．5 Liyang earthquake sequence

        (MS≥2．0）

 

震源机制解和地震主破裂面

图10是主震震源机制解，其参数见表4。

图10  溧阳5．5级地震震源机制解

Fig．10  Focal mechanism solution for the MS 5．5 Liyang earthquake

　

表4  震源机制解

Tabel 4  Focal mechanism solution
　

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

NW

69

NNE

75

NE

30

SEE

58

60

36

164

35

269

 

120

32

20

15

2）

 机制解的第Ⅰ，Ⅱ节面与通过震中区的两条主要断裂的走向很一致。由极震区烈度分布特征曾判定北西西向断裂为发震构造，又余震分布也基本上呈北西向，因此第Ⅰ组节面可能是主震的主破裂面，且与地面地质所显示出的北西西断裂的新活动以左旋运动为主是一致的。

 

地震台网及前兆异常

在距震中200 km的范围内，震前除4处测震台外，仅有南京的地磁、上海的地磁和地倾斜观测，还没有建立其他正式的前兆观测台站，只设立了少数的临时观测点，故没有取得测震学以外的前兆观测资料。台站平面分布图以及有关的异常和临震前的宏观异常，详见图11―15和表5。

图11  扬州―铜陵地震带MS≥3．0地震应变释放曲线

Fig．11  Strain release curve of the events (MS≥3．0) along

         Yangzhou-Tongling seismic belt

　

　

图12  溧阳5．5级地震前的地震活动图象

Fig．12  Seismicity patterns before the MS 5．5 Liyang earthquake

 

　

　

　

图13  溧阳5．5级地震前的台站分布图

Fig．13  Distribution of the seismic stations before the MS 5．5

         Liyang earthquake

　

　

　

图14  溧阳5．5级地震前后波速比曲线

Fig．13  Curves for wave velocity ratio before and after the MS

          5．5 Liyang earthquake

 

　

图15  溧阳5．5级地震前井水异常分布

Fig．15  Anomalous distribution of water level in well before

         the MS 5．5 Liyang earthquake

         1． 地下水位上升；2． 地下水位下降；3． 地下水其他变化；

         4． 宏观调查极震区；5． 地下水上升区；6． 震中

　

   表5  异常情况登记表

   Tabel 5  Abnormal situations

　

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

应变释放

扬―铜带

应变释放积累的平均速率分析

应变释放速

率大大加快

震前一年多

应变释放速率仍然加速

4．46×

104J1/2/月

 

AⅡ

11

取MS≥3．0求应变释放速率，发现其月均值在震前一年多比1970年前后几年加大5倍多

2

小震空区

震中附近150×150km2范围

MS≥1．5级震中分布

小震活动空区，空区内无MS≥1．5级地震

1971．2―

1974．4

消失

 

70-80

AⅠ

12

震前三年开始，震前一月内完成一个包围震中的逆时针旋进的小震活动空区

3

波速比

震中附

近地区

固定台网记录的天然地震波测定νP/νS随时间变化

低于正常值10%以上

1973．9―

1974．3

消失

12%

震中区

AⅢ

14

震前六个多月波速比下降，震前一个月左右超过正常值

4

宏观

溧阳震

中区附

近地区

井水异常

保留无人为干扰、环境干扰时出现反常变化

震前4-5天

消失

 

0―90

C

15

有10多口井出现异常，有的上升幅度达1．5m左右，有的井水有草药味，有的冒泡、发浑等。异常点最远距震中90km，大多在极震区附近2）

动物习

性异常

在无人为干扰、无病态时动物行为反常

震前一天

消失

 

50--60

C

 

鱼浮头（当时天气正常气候凉爽）猪惊慌、跳圈，狗狂叫“哭泣”，鼠轰闹而不怕猫，牛拉断缰绳逃跑，鸡不食，飞上树等。异常点距震中50-60km，总数约20余起2）

　

   

情 况 说 明

    1．1973年4月，安徽省地震队、上海天文台地震研究室、浙江省科技局地震办公室和南京地震大队在南京举行了苏、浙、皖、沪地区中期地震趋势会商。会商纪要中曾明确指出“江苏中部至东台、黄海海滨一带，在近一二年内可能发生的最大地震在5．5级左右”1)。其主要依据是该区历史地震的能量释放速率和极值理论分析。1974年2、3月份南京地震台记录到附近微震活动频繁，判定其震中在金坛、句容一带。当时对这一情况颇为重视，会商认为有可能发生破坏性地震，并采取了加强监视的措施。随即在金坛县茅东林场架设了临时地震台(距5．5级地震震中约35 km)；在南京台增设了地磁相对观测；在南京的汤泉开展了水氡观测。金坛临时台地震仪的放大倍数约3―5万倍，曾记录到了20余次振动事件，其中，有些波形与附近出现的人为干扰振动波形相混，难以分辨，而有些确是图象似“小飞机”的微震波形。当时，附近无微震仪工作，无法与其对比，而且缺乏分析经验、没有引起足够的重视。震前半个月，兄弟单位要求支援测震设备和人员，将金坛临时台迁走，缺失了临震记录。

 2．这次震前的小震空区十分典型，空区的外环半径仅数十公里。震前三年空区开始发展，震前半年已基本形成，可以作为中期预报的依据。参加围空的小震活动的时序特征是依逆时针旋进而逼近震中。这可能有其内在的力学规律，值得深入研究。

 3．地震发生后，在溧阳架设了地震仪。当时利用该台记录马鞍山人工爆破反射波(正好穿过震源体)波速比的变化，对1975年元月23日发生的晚期强余震(ＭS2．9级)作了较好的试验性短期预测(见图14)。


参 考 文 献
　

[1] 郭增建等，地震对策，地震出版社，p．395―407，1986。
　

  参  考  资  料 
　

1） 苏浙皖沪地区中期地震趋势会商会，苏、浙，皖，沪地区中期地震趋势会商纪要，     1973．4．28。 2） 江苏省地震局，江苏省震例总结

汇编(1974―1977)，1981．3。 3） 华东地区地震目录汇编工作会议，华东地区地震目录，1979．6。

4） 赵剑畏等，江苏构造体系初步分析，江苏地质科学论文集，1979．9。