1984年2月17日青海省祁连5.1级地震


青海省地震局 何 韦

　

　

　

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

１９８４年２月１７日在青海省祁连县默勒乡发生MS5.1级地震。极震区烈度达Ⅵ度强，受灾面积为１３５ｋｍ2。极震区区内百余间Ⅱ类建筑物普遍遭到不同程度的破坏，多数房屋墙体开裂、变形，房顶有凹陷。这次地震致伤１人，砸死、砸伤羊数只。估计这次地震造成的直接经济损失在５万元以上。

在这次地震前，有前兆异常显示，在Ⅵ度和Ⅴ度区还出现了宏观异常现象。震前一天（即２月１６日）下午，在青海省地震局预报研究室召开的周会商会上，根据当天上午８时至10时连续发生的３次１.５≤MS≤４.０级小震和３０余次MS≤１.０级的小震震群以及部分前兆异常资料，提出了在最近还有可能发生５级左右地震的预测意见。

震后第二天，由青海省地震局和兰州地震研究所联合组成的考察队进入震区开展宏观考察工作。确定了宏观震中位置和地震烈度，查明了发震构造，提出了震后的趋势意见，稳定了煤矿生产和社会秩序。

　

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

1984 2 17

10 37 21.6

37.95°

100.78°

5.1

 

祁连

1)

2

1984 2 17

10 37 22.8

37°38′

100°40′

5.2

 

刚察

2)

3

1984 2 17

10 37 25.8

37.8°

100.7°

5.1

 

祁连

3)

　

　

地震地质背景

这次地震的震中位置在陶莱山断裂带上，该带属于青藏高原北部的祁连山大断裂带，地处默勒山南坡与大通河盆地交界地带（见图１），这一地区的区域构造应力场主压应力轴方向为北35°东―北85°东之间#+[4)]，与太平洋板块和印度洋板块对我国大陆的推挤作用方向基本一致。该区新构造运动较为显著，中强地震时有发生。

图1  震中附近地区主要断裂与历史地震震中分布图

Fig.1  Major faults around the epicenter and the epicentral

       distribution of historical earthquakes

① 祁连山断裂带；② 陶莱山断裂带；③ 大通山断裂带；④ 青海南山断裂；⑤ 拉脊山断裂带

 

在震中地区，区域构造比较复杂，大致有四组断裂构造分布，即北西-北西西向、北西西向、近东西向和北东向（见图２）5)。北西-北西西向构造是本区内地表出露最为醒目的一组构造线，属于祁连山主体构造成分。该区位于中祁连北侧，早古生代为一套碎屑岩、硅质火山岩及碳酸岩的复理石式建造，泥盆纪为一套磨拉石建造，石碳系为浅海-海陆交互相煤系地层，二叠系为陆相紫红色砂岩沉积，中新生界为湖盆相沉积。区内发育的北西西向断裂带为陶莱山南坡断裂带，其走向为北50―60°西，倾向北东，倾角为70°。该断裂控制下古生代超基性侵入中－新生代的坳陷盆地，某些地段可见寒武系逆冲于第三系之上。断裂带在地貌上组成北侧山与南侧盆地的分界线，泉水沿带分布。从整个断裂带新构造活动来看，该段要比西段的哈拉湖地区弱一些。北北西向构造处于河西系榆木山－日月山－扎马日根山隆起带中的次级坳陷。震中区附近主要存在日月山北北西向断裂带的北延形迹，在该断裂与北西向断裂构造斜交复合地段常是现代温泉出露和地震活动的地段。东西向构造为宗务农山东西向构造带的东延部分，由于受到北西－北西西向构造的干扰，造成该方向断裂在地表出露不甚明显，但从三叠纪以来部分中新生代地层线展布、山脉延展方向和河流局部流向均显示东西向构造的存在。从震区附近的三叠系和一些中新生代地层的走向及控制其沉积岩出露的断层展布方向看，北东向构造也是很发育的。据有关资料分析,这四组断裂构造活动方式大体为：北西西和东西向断裂为挤压兼反扭；北北西向断裂以挤压为主；北东向断裂显示张性兼顺扭特征。从而，判定震中及其附近地区的现代构造应力场主压应力方向为北东－北东东方向。

图2  震中地区地质构造纲要图

Fig.2  Sketch of geological structure in the epicentral area

        1. 河流；2. 第三、第四系地层；3. 二叠、三叠系地层；4. 岩浆岩；

        5. 实测及推测正断层；6. 实测及推测逆断层

　

这次地震的极震区长轴方向为北５０°西，与陶莱山南缘断裂走向大致吻合，宏观震中落在该断裂上。分析认为，这次地震是陶莱山南缘断裂直接活动的产物，陶莱山断裂是其发震构造。从默勒山体与南侧盆地相对差异运动幅度、断裂发育状况、山区河谷嵌入深度以及大通河阶地分布等新构造运动特点，结合这一地区与邻区地震活动水平对比分析认为，震中地区系中强地震孕育和活动的场所。

 

烈 度 分 布

(一) 宏观地震参数5)

宏观震中位置：北纬37°45＇，东经100°42＇。

震中地理位置：青海省祁连县默勒乡。

极震区烈度：Ⅵ度强(见图３)。

震源深度：３１ｋｍ（据MS＝0.68I0＋1.39lgh－1.40计算）。

(二) 主要震害概述5)

这次地震造成的主要震害为：民用石基土坯木架结构房屋普遍有不同程度的破坏，房屋墙体裂缝均在2―5cm；位于坡地的房屋墙体倾斜并开裂，房顶有局部凹陷；砖混结构建筑物墙体墙柱也出现了细小裂缝。

极震区分布在祁连县默勒乡、海浪和老日根大队及附近的几个生产队,属牧业区(图３)，长轴长为１６.５ｋｍ，方向为北５０°西，面积为１３５ｋｍ2。这次地震的影响范围较广，西至祁连县城，东到西宁市区，北达门源县城，南及刚察县城，均有明显震感。有感区长轴方向为北西向，线度长达２００余公里。

图3  祁连5.1级地震等震线图

Fig.3  Isoseismal map of the MS5.1 Qilian earthquake

  

地 震 序 列

根据《青海省地震台网观测报告》和《陕甘宁青地震目录》所提供的资料，本次地震前一天上午8―10时,震中区内连续发生地震30余次，其中１.５≤MS≤４.０级地震３次，最大震级为MS =４.０。主震后至1984年3月底止共发生３级以下余震１２３次，最大余震为MS =３.１。余震震中分布见图４。

主震能量占序列总能量的97.5％。据此认为，本次地震序列类型属前主余震型（见图5、6）,序列ｂ值为0.45（见图７）。频度衰减系数p值为1.069（见图８）。序列目录见表2。
　

图4  祁连5.1级地震余震震中分布图(MS≥1.0；1984.2.17―1984.2.19)

Fig.4  Epicentral distribution of aftershocks of the MS 5.1 Qilian        earthquake

 

　

图5  祁连5.1级地震序列M-t图(MS≥1.0)

Fig.5  M-t diagram of the MS 5.1 Qilian earthquake sequence

 

　

图6  祁连5.1级地震能量衰减曲线图

Fig.6  Curve for energy attenuation of the MS 5.1 Qilian

       earthquake

 

图7  祁连5.1级地震序列b值曲线

Fig.7  b-value curve of the MS 5.1 Qilian earthquake sequence

 

　

　

图8  祁连5.1级地震序列频度衰减曲线

Fig.8  Curve for frequency attenuation of the MS 5.1 Qilian

       earthquake sequence

 

表2  祁连5.1级地震序列目录(MS≥2.0级)

Table 2  Catalogue of the MS 5.1 Qilian 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

1984 2 17

10 37 21.6

37.95°

100.78°

5.1

 

祁连

1)

6)

2

     2 17

10 52 21.6

37°40′

100°40′

3.1

3

 

11 02 05.1

37°43′

100°43′

3.1

4

 

16 56 48.2

37°39′

100°44′

3.0

5

 

17 58 51.8

37°42′

100°54′

2.8

6

     2 18

00 08 36.1

37°38′

100°39′

2.5

7

 

09 10 39.0

37°38′

100°45′

2.6

8

 

03 58 47.5

37°39′

100°42′

2.4

注：资料选取时段为1984年2月17日至12月30日。


震源机制解和地震主破裂面

震源机制解结果见表３和图９，符号矛盾比为17.6％（符号总数17）。 

表3  震源机制解参数表

Table 3  Focal mechanism solution of the MS 5.1 Qilian 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

44.5

SE

44

65.5

NW

48

50

80.5

144

1

235

10

334

42

134

46

4)

 

图9  祁连5.1级地震震源机制解

Fig.9  Focal mechanism solution of the MS 5.1 Qilian earthquake

　

    前已述及，本次地震的发震构造为陶莱山南缘断裂，走向北西西，最内等震线长轴方向为北５０°西。余震区长轴方向为北６０°西，基本上沿北西西向陶莱山南缘断裂分布。而震源机制解中两节面走向分别为44.5°和65.5°,即北东和北东东向,与前三者相矛盾。根据以往震例特点及前三者所居优势情况分析认为，本次地震主破裂面方向为北西西向，即发震构造的走向。

 

地震台网及前兆异常

在距本次地震震中２００ｋｍ范围内，共有５个地震观测台站，其中测震台５个，水氡和视电阻率观测共５个台项，其中有４个台项出现异常。台网分布情况见图１０，异常分布情况见图１１。

图10  震中附近地区地震台站分布图

Fig.10  Distribution of seismic stations around the epicentral  

        area

 

　

　

图11  祁连5.1级地震前异常分布图

Fig.11  Distribution of anomalies before the MS 5.1 Qilian

        earthquake

 

测震前兆异常有小震空区（见图１２）和小震月频度增高（见图１３）。空区长轴长２８２ｋｍ，据魏光兴统计得到的公式：

MS=5.88lgL-8.98

计算，填空震级为5.4级。１９８４年１月６日在空区外围（甘肃武威）发生了5.3级地震，2月6日在空区南沿发生了祁连5.1级地震（即本文中的主震）。

前兆观测项目的短临异常观测曲线见图14―17。异常情况见表４。 

表4  异常情况登记表

Table 4  Abnormal situations
　

序号

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

地震空区

北纬 36.5―39.0°东经 99.0―102.5°

震中分布图

空区内无MS≥3.0级地震

1981.1― 1984.2.16

空区内出现MS≥3.0级地震

长轴220km

 

ＡⅠ

12

 

2

地震频度

北纬 36.5―39.0°东经 99.0―102.5°

月频度统计

正常月频度为２―５次

１９８４.１―２.１６

余震持续发生

频度22次

 

ＢⅠ

13

 

3

视电阻率

山丹

日均值

低于36.7Ωm， 误差±0.8％

1984.1.27― 2.11

基本恢复正常

-2.48％

116

ＣⅡ

14

 

4

水氡

湟源

五日均值

超过64.8×103Ｂｑ／m3， 误差±4.6 ％

1984.1.18― 2.1

出现新的异常

+8.1％

120

ＣⅡ

15

 

5

视电阻率

张掖

日均值

低于374.0Ωm， 误差±0.48％

1984.1.18

缓慢恢复正常

-1.1％

132

CⅡ

16

 

6

水氡

西宁

日均值

低于15.9×103Ｂｑ／m3， 误差为11.4%

1983.12.20― 1984.2.5

恢复正常

-35.6％

147

ＢⅡ

17

 

7

水位

热水煤矿１号深井

日变化量

高于或低于6.0ｍ，误差0.01m

1984.2.3―

相对稳定，未恢复正常

+0.6m

２５

D

 

 

　

图12  MS≥2.0级地震震中分布图 (1981.1―1984.2.16)

Fig.12  Epicentral distribution of the earthquakes of  

        MS≥2.0(1981.1―1984.2.16)

　

　

　

图13  区域小震月频度图(MS≥1.0；不计余震)

Fig.13  Diagram for monthly frequency of regional minor          

        earthquakes　

　

图14  山丹台视电阻率日均值曲线图

Fig.14  Curve for daily mean value of apparent resistivity at

        Shandan station　

　

图15  湟源台水氡五日均值曲线图

Fig.15  Curve for 5-day mean value of radon content in water at

       Huangyuan station

图16  张掖台视电阻率日均值曲线图

Fig.16  Curve for daily mean value of apparent resistivity in  

       Zhangyie station

　

　

图17  西宁台水氡日均值曲线图

Fig.17  Curve for daily mean value of radon content in water at

        Xining station

　

异常特征分析

因本次地震震中所处地区台网分布稀疏，前兆异常资料有限，尚难得出明显的时空强综合特征。但本次地震似乎表明，异常起始时间的先后顺序与震中距大小有关(见图18)。西宁台距震中最远，出现异常时间最早。山丹台距震中最近，出现异常时间最晚（距震中只有２５ｋｍ的热水煤矿１号井水位，在震前半个月开始出现上升异常）。这表明，震中及其附近在震前短临异常最为显著。

图18  异常起始时间与震中距关系 Fig.18  Relation between start time of anomaly and epicentral          distance

　

结  束  语

通过对本次地震的总结，暴露出的主要问题有：1. 台站布局上的缺陷。祁连山中段及其西南地区，前兆台站稀少，在震中西面几乎是空白，无法全面地分析前兆的时空强分布特征。2. 祁连山地区地下水发育，分布地域较广，这次地震前位于震中２５ｋｍ处的井、泉水位、水温及流量均出现大幅度上升异常（在以往的地震考察中也发现类似情况），但在这个地区没有建立专业观测台(点)，前兆信息未被真实记录下来。因此，在该区或祁连山一带布设地下水动态观测网具有重要意义。

参  考  资  料 

1)  青海省地震局预报研究室，青海省地震台网观测报告（1984年2月，打印件)，青海省地震局情报资料室，１９８４.４。 2)  国家地震局，震情(铅印件)，青海省地震局预报研究室，１９８４.２。 3)  甘肃省地震局综合预报室，甘肃省地震目录（1984年2月,铅印件），青海省地震局情报资料室，１９８４.４。 4)  徐纪人，黄河龙羊峡及周围地区地壳应力场分析，黄河龙羊峡水库技术讨论会资料(打印件)，１９８５.６。 5)  伍建平、何  韦等，青海省祁连县默勒５．１级地震考察报告(打印件)，青海省地震局情报资料室，１９８４.２。

6)  兰州地震研究所，陕甘宁青地震目录（1984年2月,铅印件），青海省地震局预报研究室，１９８４.５。