1986年4月23日、24日新疆维吾尔自治区富蕴两次5.4级


新疆维吾尔自治区地震局    曲延军  王海涛

　

　

　

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 | 前兆异常特征分析 | 总结与讨论 | 参考文献和参考资料

前    言

 据新疆地震台网测定，1986年4月23日23时、24日08时新疆富蕴北可可托海矿区发生两次5.4级地震。微观震中分别为：47.5°N，89.6°E和47.5°N，89.7°E。宏观震中位于可可托海镇大桥西北附近，47.4°N，89.6°E。震中烈度Ⅵ度。富蕴、海子口、阿勒泰、克拉玛依等地都有不同程度的震感。地震发生后，新疆地震局立即派出考察队，奔赴现场，进行震情监视和宏观考察工作。并在可可托海矿区架设了一个测震台。据调查，震中区北部和东部由于高山冰雪覆盖，无人烟，交通不便未能深入考察，极震区未造成人、畜伤亡。但房屋受到不同程度的破坏，可可托海矿区176栋土木结构的房屋有不同程度的损坏，其中15栋损坏较严重。

 震区附近地震台站稀少。作者在前人工作基础上[1～7]，1)～5)，对有关资料进行了研究。用各种方法处理观测资料，仅发现2项测震学异常。临震前有少量宏观异常。

　

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

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

1981 8 13

11 01 34

40°30′

113°26′

5.8

18

丰镇县

 元山子乡

震级据2) 其余据3)

　

　

地震地质背景

震区地处阴山－燕山东西向构造带与大兴安岭－山西新华夏隆起带及祁吕系东翼弧型构造带的复合地区，地质构造极为复杂，新构造活动强烈，长期处于隆起状态。丰镇 5.8级地震发生在北东向红娘山断裂与北西向元山子－牛青山断裂的交汇部位（见图1）。

红娘山断裂位于丰镇县城东的红娘山西北侧，走向约为北25°东，倾向北西，倾角50°左右，断续出露延伸近30ｋｍ。

元山子-牛青山断裂位于丰镇东北，它自牛青山向东南经红土台至元山子一直向东南方向延伸，走向为北40─50°西，倾向不清，长约30km，东南端在元山子附近与红娘山断裂相交，沿该断裂发育了一系列火山口。

丰镇地区在历史上没有强烈地震的记载，但其邻近地区的地震活动却相当活跃。如1022年4月和1305年5月大同附近先后发生两次6.5级地震。1582年3月大同又发生5.0级地震，1673年10月天镇附近发生5.5级地震。这些地震与丰镇地震震中的距离仅60―70ｋｍ。 

图1  丰镇地区地震地质构造图

Fig.1  Seismogeologic tectonics in Fengzhen region

        1. 倒转背斜; 2. 断裂破碎带; 3. 逆断层; 4. 正断层; 5. 推测断层;

        6. 性质不明断层; 7. 火山口。

        ① 红娘山断裂; ②饮马河断裂; ③元山子-牛青山断裂; ④柏宝庄断裂

　

 

烈 度 分 布

丰镇5.8级地震的宏观震中在丰镇县元山子乡巴音图、西富村、打石窑一带，北纬40°30′，东经113°30′，与微观震中基本一致, (见图2)。

图2  丰镇5.8级地震等震线图

Fig.2  Isoseismal map of the MS 5.8 Fengzhen earthquake

　

Ⅶ度区（极震区）：形态似肾状，长轴约22km，短轴约9km，面积近200ｋｍ2，长轴走向大致为北20°东，长、短轴之长度比约为2∶1，这一形态与北东和北西方向的两组共轭构造有关。Ⅶ度区内房屋普遍产生裂缝，少数土窑、土房倒塌，河岸、山谷、崖头出现塌方，沿河谷走向出现地裂缝。

Ⅵ度区：其形态与Ⅶ度区相似，长轴约40ｋｍ，短轴约25ｋｍ，面积近1000ｋｍ2。在Ⅴ度区内出现了2个Ⅵ度异常区。

有感范围，东至赤峰、北京，西到乌拉特前旗，南至石家庄、太原，北到赛汉塔拉，面积约30万ｋｍ2。

　

  

地 震 序 列

根据内蒙古、山西、河北交界地区的测震台网及震中区两个流动台资料，丰镇地区的地震监测能力为ML ≥1.0级。据资料4），自8月13日5.8级地震发生至8月27日，共记到余震357次，其中ML ≥3.0级4次（表2）；2.0≤ML＜3.0级85次；1.3≤ML＜2.0级130次。 

表2  丰镇5.8级地震序列目录（ML ≥3.0）

Table 2  Catalogue of the MS 5.8 Fengzhen earthquake sequence

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

北  纬

东  经

ML

MS

1

1981 8 13

11 01 34

40°30′

113°26′

 

5.8

18

丰镇

4)

2

1981 8 13

11 06 51

40°30′

113°25′

3.2

2.5

 

丰镇

3

1981 8 13

11 13 40

40°31′

113°24′

3.2

2.5

 

丰镇

4

1981 8 13

11 26 48

40°30′

113°24′

3.1

2.4

10

丰镇

5

1981 8 13

12 02 59

40°30′

113°23′

3.0

2.3

10

丰镇

余震的空间分布见图3和图4。地震序列的Ｍ-ｔ图、应变释放曲线和 ｂ值曲线示于图5―7。

图3  丰镇5.8级地震余震震中分布图(1981.8.13―1981.8.27，ML ≥1.0)

Fig.3 Epicentral distribution of aftershocks of the MS 5.8

      Fengzhen  earthquake

 

　

　

图4    丰镇5.8级地震余震深度剖面图(1981.8.13―1981.8.27; ML ≥1.0)

Fig.4  Profile for depth of aftershocks of the MS 5.8 Fengzhen  

       earthquake

        (a) 沿纬向深度剖面图；(b) 沿经向深度剖面图 

　

图5  丰镇5.8级地震序列M-t图(1981.8.13―1981.8,19 ，MS ≥1.0)

Fig.5  M-t diagram of the MS 5.8 Fengzhen earthquake sequence

 

　

图6    丰镇5.8级地震序列应变释放曲线(MS ≥1.5)

Fig.6  Strain release curve of the MS 5.8 Fengzhen earthquake

       sequence(MS ≥1.5)

　

 

　

图7  丰镇5.8级地震序列b值曲线 (1981.8.13―1981.8.31，ML ≥1.0)

Fig.7  b-value curve of the MS 5.8 Fengzhen earthquake aequence

　

　

    丰镇5.8级地震余震序列的ｂ值为0.87，p值为1.74。5.8级地震的能量占整个序列能量的99％，该地震序列类型为主-余震型。

　

 

震源机制解和地震主破裂面

收集了全国61个地震台的Ｐ波初动资料，求得丰镇5.8级地震震源机制解(见表3和图8)，符号矛盾比为16.7％。本次地震存在着发震断层与推断的地震主破裂面不符的问题。 

表3  丰镇5.8级地震震源机制解

Table 3  Focal mechanism solution of the MS 5.8 Fengzhen earthquake

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

78

168

55

347

直立

90

213.5

24

111

22

347

55

78

0

167.5

35

3）

据地震地质野外考察及等震线长轴展布方向认为，北东25°左右的红娘山断裂为这次地震的发震构造。而根据余震震中分布则认为，震源机制解中北东东78°的Ｉ节面为这次地震的主破裂面3）。文献［1］利用广义瑞雷波方向性函数估算的丰镇地震破裂方向为北东40°，破裂长度为6.9ｋｍ。因此，丰镇5.8级地震的主破裂面目前尚难确定。

图8  丰镇5.8级地震震源机制解

Fig.8  Focal mechanism solution of the MS 5.8 Fengzhen earthquake

　

 

地震台网及前兆异常

丰镇5.8级地震发生在内蒙古、山西、河北交界处的内蒙古一侧。在距震中200ｋｍ范围内有19个地震台点，其中测震台14个，前兆手段19台项（图9）。这次地震前出现地震活动性异常5项，其它前兆异常3台项，它们分别占定点前兆观测台站数的30％和台项数的15.8％。异常情况见表4和图１０―１８。 

表４  异 常 情 况 登 记 表

Table 4 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

地震频度

阴山带

N－t

超出1倍均方差

1980.8―1981.8

曲线下降

 

 

ＡＩ

[4] 14

震前小震活动增强

2

缺震

阴山带东段

Mmax－t

低于1倍均方差

1979.2―1980.6

曲线上升

 

 

ＡⅡ

10

 

3

地震窗

石硼峪 林县 昌黎

N－t   N-t   N-t

震前频次较低 震前频次较低 震前频次增高

1980.1―1981.8 1980.2―1981.8 1980.12―1981.8

曲线上升 曲线上升 曲线下降

 

540 750 490

ＡⅡ ＡⅡ ＡⅡ

11 16 13

 

4

小震条带

丰镇地区

MS≥1.0

形成两条小震条带

1980.8―1981.8

震后不明显

 

 

ＡⅡ

14

 

5

三项指标 ( E、N、S )

华北

频度、面积、震级

三项指标超限

1981.2―1981.7

恢复

 

 

ＡＩ

15

 

6

视电阻率

呼和浩特

月均值

突降1％

1981.3―

震后缓慢回升

1.2％

160

ＢＩ

12

 

7

地下水位

万全

整点值

突升、突降

1981.7.26― 1981.8.11

正常

10mm

113

CⅡ

17

出现一组异常

8

地下水位

大同南田村D2井

日均值

测值大幅度下降

1981.7.26―

震后回升

1.9m

52

CⅠ

18

 

　

图9  丰镇5.8级地震前周围地震台站分布图

Fig.9  Distribution of seismic stations in the vicinity of the MS         5.8 Fengzhen earthquake

　

　

　

图10  阴山带东段1970―1983年缺震曲线

Fig.10  Curve for lack of earthquake of the east section of

        Yinshan zone(1970 ―1983)

　

图11  石硼峪台小震频度曲线[2]

      (tS－tP≤12s, ML≥0.5; 半年累计, 1个月滑动)

Fig.11  Frequency curve of small earthquakes at Shipengyu station

 

　

　

图12  呼和浩特台视电阻率月均值曲线

Fig.12  Curve for monthly mean value of apparent resistivity at  

        Hohhot station

　

 

　

图13  昌黎台小震频度曲线[2]

      (tS－tP≤12s, ML≥0.5; 半年累计, 1个月滑动)

Fig.13  Frequency curve og small earthquakes at Changli station

 

　

　

图14    5.8级地震前丰镇地区小震条带分布图

        (1981.1.1―1981.8.12; MS≥1.0)

Fig.14  Distribution of small seismic belts before the MS 5.8  

        earthquake at the Fengzhen region

　

　

图15  华北地区中强地震三项指标(E、N、S)

      (北纬34―42°；东经110―125°; ML≥3.0, 唐山震区除外)

Fig.15  Three indexes of moderate earthquakes in North China

 

　

图16  林县台小震频度曲线[2]

      (tS－tP≤5s, ML≥0.5; 半年累计, 1个月滑动)

Fig.16  Frequency curve of small earthquakes at Linxian station

 

　

图17  万全水井水位整点值曲线[2]

Fig.17  Curve for integral value of water level at Wangquan well

　

　

　

　

　

图18  大同南田村D2井水位日均值曲线

Fig.18  Curve for daily mean value of the water level og No. D2 well at Nantian village, Datong

　

异常特征分析

丰镇5.8级地震后，虽然发现、收集到的异常资料不很多，但通过对这些异常资料的分析和研究，可以从时间、空间上看到丰镇5.8级地震异常变化的某些特征。丰镇5.8级地震异常出现的时间最早为一年左右，最晚为临震前数小时。早期出现的异常多为地震活动异常。例如：中小地震频度、缺震、“窗口频度”、小震条带分布等。临近地震发生时，台站的某些前兆观测数值开始出现异常，主要有视电阻率和地下水位。从异常的空间分布看，有大范围（200―300ｋｍ）的地震活动异常。如阴山带的中小地震频度、缺震曲线以及更大范围内的石硼峪、昌黎、林县台的小震频度等；也有中等范围（100―200ｋｍ）的地震活动和一些前兆异常；还有更小范围的前兆短临异常。 此外，不同空间尺度的异常，在时间上也有差异，大范围的地震活动异常，多出现在震前一年左右；而震前几个月出现的短期异常，多在中等尺度的空间范围；短、临异常的范围更小，且变化幅度较大。

参 考 文 献

 ［1］ 刘万琴，一些地震的震源参数的研究，地震学报，Vol. 6，增刊，1984。  ［2］ 国家地震局科技监测司，地震监测与预报方法清理成果汇编测震学分册，地震出版社, 1989。  ［3］ 蓝秀英等，内蒙丰镇5.8级地震地下水位的异常变化，华北地震科学，Vol. 4， No.1, 1986。  ［4］ 张肇诚主编，中国震例（１９７６―１９８０），地震出版社，１９９０。  

参  考  资  料 

 1) 内蒙古自治区地震局，关于１９８１年４月２６日博克图5.6级地震后在内蒙古全境多点发生MS =3―4级地震现象的报告，内震析字(81)54 号文(打印件)，1981.5。

 2) 国家地震局地球物理研究所四室, 地震速报目录, 1981.8。  3) 内蒙古自治区地震局，内蒙古自治区丰镇5.5级地震初步总结，内蒙古地震(铅印件)，Ｎｏ.3，1981。

 4) 内蒙古自治区地震局，丰镇5.8级地震余震目录，1981.9。