1993年2月1日云南省大姚5.3级地震

云南省地震局 杨杰英 徐 彦 王兴辉

摘要 | 前言 | 测震台网及基本参数 | 地震地质背景 | 烈度分布及震害 | 地震序列 | 震源机制解和主破裂面

观测台网及前兆异常 | 前兆异常特征分析 | 应急响应和抗震设防工作 | 总结与讨论 | 参考文献和参考资料

摘   要

  1993年2月1日在云南省大姚县发生5.3级地震，微观震中位于25°51′N，101°21′E。宏观震中在波西至簸箕之间,震中烈度为Ⅵ度，极震区为北西向椭圆，本地北西向线性构造可能是地震的发震构造。地震造成倒塌房屋39间，严重破坏1163间，中等破坏3227间，有4人受伤。地震造成的直接经济损失达750万元人民币。

    地震为主震-余震型，最大余震MS4.8级，余震空间分布大体上呈北东向，主要分布于主震的北西方向，南东方向极少。震源机制解中P轴为北西向，节面Ⅰ与极震区北西向长轴方向及北西向线性构造方向基本一致。

    大姚5.3级地震前，云南省地震局预报中心在《1993年度云南省地震趋势研究报告》中明确预测:“建水、石屏至元谋、巧家及其川滇交界一带有5.5级地震，概率为0.8。”大姚震中至元谋仅60km，此预测基本准确，但无临震预测预报。

    震中附近观测台站较多，200km内共有地震台32个，其中27个台有测震观测(包含22个有人职守台)，22个台有其他前兆观测项目，测震以外定点前兆观测台项69个。5.3级地震前地震活动性异常有3条，前兆异常台站有9个，5个异常项目10项次异常，异常台站、异常台项百分比分别为40.9%和14.5%，其中中期异常有3台项，短期异常有5台项，临震异常有2台项。

Abstract

On Feb. 1, 1993（BT）, an earthquake of MS5.3 occurred in Dayao county, southwest China’s Yunnan Province, with instrumental epicenter at 25°51′N，101°21′E. The macroseismic epicenter was located between Boxi and Boqi. The intensity at the epicenter was Ⅵ. The meizoseismal area was elliptic in shape with major axis in NW direction. It is suggested that the local linear structure in NW direction might be the seismogenic structure. 39 rooms collapsed, 1163 rooms were severely damaged, 3227 rooms were damaged in medium degree, 4 persons were injured. The direct economic loss caused by this event reached 7.5 million Yuan ($ 0.92 million).

The seismic sequence was of main shock-aftershock type. The maximum aftershock was MS4.8. The distribution of aftershocks was generally along NW direction while only a few of them distributed along EW direction. They distributed mainly northwest to the main shock, a few of them to the southeast. The P axis of the focal mechanism solution was in NW direction and the nodal plane I was consistent with directions of the major axis of the meizoseismal area and the local linear geological structure.

Before this event, the Yunnan Earthquake Prediction Center forecasted definitively that “an earthquake of magnitude 5.5 would occur in Jianshui, Shiping, Yuanmou, Qiaojia and on the border between Yunnan and Sichuan provinces with probability of 0.8” in Study Report on 1993’seismicity situation in Yunnan province. The distance between the epicenter and Yuanmou is only 60 km, so the forecasted was correct in general but no imminent earthquake forecast was made.

There were many observation stations in the region around the epicenter. Within the distance of 200 km, there were 27 seismometric stations（22 of them with persons on duty）, 22 precursor monitoring stations and the total number of observation items was 69. Before the MS5.3 event, there were 3 seismicity anomalies, 9 stations and 5 items（10 anomalies）of precursory monitoring anomalies. The percentages of stations with anomalies and anomalous items were 40.9% and 14.5% respectively. Among those anomalies, there were 3 mid-term anomalies, 5 short-term anomalies, 2 imminent anomalies.

前   言

   据昆明遥测地震台网测定， 1993年2月1日03点33分29秒， 在云南省大姚县发生5.3级地震，地震有感范围较大，东到武定，南到楚雄，西到宾川，北至渡口的10余个县都普遍有感。地震发生后，云南省地震局立即派出现场工作组去震区，进行地震灾评及地震现场监视工作。

测震台网及基本参数

大姚5.3级地震前，震中周围200km内有人值守（区域台网）和电信传输测震台共27个，其中100km内有6个，101～200km内有21个（图1）。本次地震参数、地震序列用云南台网资料（表1）。5.3级地震距昆明市160km，震中附近传输台网和区域台网对地震的监控能力分别为ML1.5级和2.0级。
	图1  大姚5.3级地震震中附近测震台站分布图 Fig.1  Distribution of seismometric stations around the epicentral        area of the MS5.3 Dayao earthquake
表1  大姚5.3级地震基本参数 Table 1  Basic paramenters of the MS 5.3 Dayao earthquake 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 φN λE MS MB 1 1993  02  01 03  33  29 25°51′ 101°21′ 5.3   10 云南大姚 1） 2 1993  02  01 03  33  33 25.92° 101.47°   4.7 30   BJI 3 1993  02  01 03  33  33 25.89° 101.51° 4.7   30   ISC

地震地质背景 

震区位于扬子准地台（I级）西缘的川滇台背斜（II级）中部的滇中中台陷（III级），为中生代形成的大型陆相沉积坳陷，地表为大片中生代红层所复盖。据1∶20万大姚幅地质图2）显示，震区断裂构造不发育。震区内六苴，波西一带处于南北向的摩着底－六苴鼻状背斜的南部倾没端，东侧紧邻赵家店宽缓向斜，西侧靠昙华山－龙山向斜。  参考资料3）根据水系、冲沟和山脊错移现象和1∶20万大姚幅地形图推测震区有三组线性构造纵横交错（图2），①北东向一组部分从极震区北西及南东外侧通过，处于极震区外围；②北西向一组通过极震区的波西、中村、下李子箐、簸箕乡及六苴镇；③近南北的一组也经过六苴、簸箕一线，并与部分北西向和北东向线性构造在此交汇。波西、中村、下李子箐、簸箕及六苴镇恰是地震极震区中破坏较重地区。这三组线性构造沿线两边有水系、冲沟和山脊错移现象，显示出线性构造近期有过新活动。在波西一带沟中，沿构造见有北西向断层三角面迹象，这次地震震中处于背斜构造倾没端。地震Ⅵ度极震区与北西向有新活动的线性构造有关。根据震源机制解结果，地震主压应力轴近南北向，节面I（断层面）为北西向。节面 I与极震区北西向长轴方向及推测的北西向线性构造方向基本吻合3），为此，认为本次地震是在近南北向主压应力作用下，推测的北西向线性构造发生右旋走滑错动的结果，推测的北西向线性构造可能就是大姚5.3级地震的发震构造。  大姚县内历史地震活动频度和强度均较弱，自有地震记载（1488年）以来M≥5.0级地震有2次，最大是1781年10月3日大姚 级见图2和表2。
	图2  大姚震区地质构造及历史地震震中分布图 Fig.2  Geological structure and distribution of historical        earthquakes around the Dayao earthquake area
表2  历史地震目录 Table 2  Calalogue of historical earthquakes 序号 发震日期 震中位置 震级/ MS 震中地名 结果来源 年   月  日 φN λE 1 1488     25.7° 101.3°        5 大姚 [1] 2 1620   4   25.4° 101.0° 5 南华西北 [1] 3 1643  12 25.7° 101.1° 5 姚安 [1] 4 1713 25.7° 101.9° 5 元谋 [1] 5 1781   10  3 25.9° 101.1° 5 大姚 [1] 6 1944   8  12 26.5° 101.5° 5 永仁北 [1] 7 1955   9   28 26.5° 101.8° 5 永仁东北 [1] 8 1962   10  6 25.5° 101.0°        5 姚安西 [1] 9 1964   11  20 25.2° 101.4°        5 南华附近 [1]    10 1968   3  16 25.3° 101.1° 5 南华西北 [1]

烈度分布及震害

大姚5.3级地震宏观震中在波西至簸箕之间，与微观震中吻合，震中烈度为Ⅵ度，震源深度为10km。有感范围较大，东到武定，南到楚雄，西到宾川，北至渡口的10余个县都普遍有感。  据参考资料3），极震区（Ⅵ度区）范围北起六苴，南至杨家沟，东到磨石箐，西到坝塘箐，地震烈度分布见图3（由于有感范围较大极震区面积较小，如把二者都标上，极震区（Ⅵ度区）在此图中显得太小，故有感范围没标上）。
	图3  大姚5.3级地震等震线图 Fig.3  Isoseismal map of the MS5.3 Dayao earthquake
极震区长轴长约16km，短轴宽约11km，面积约170km2。等震线近似椭圆形，长轴方向为N40°W。极震区（Ⅵ度）内房屋以土木结构为主，属二类房。震害主要表现为房屋墙体倒塌、墙体开裂、瓦顶盖坠落、掉瓦、房架结构歪斜、梁柱位移、脱榫、烟囱倒塌、山体地表开裂、公路滑坡开裂。地震引起滑坡裂缝，最大的长41.7m，宽1～5cm，最宽8cm，落差15cm，裂缝总体方位N45°E。  Ⅴ度区因交通不便，当时现场指挥部没要求划Ⅴ度区，因而未划。  该震发生在云南西北部的边缘山区，山高林密，人烟稀少，尽管地震发生在临晨3点多钟，但无人员死亡，只有4人受轻伤。 据资料4），震区共倒塌房屋39间，严重破坏1163间，中等破坏3227间，轻微破坏17061间，直接经济损失750万元人民币。

地震序列 

大姚5.3级地震无前震。从2月1日到4月3日，共发生ML≥2级以上地震19次，其中2.0～2.9级13次，3.0～3.9级4次，4.0～4.9级1次，5.0～5.9级1次，最大余震发生在主震后16小时，为MS 4.8级，ML≥3.0级余震地震序列目录见表3。  大姚5.3级地震所释放的能量占全序列能量的85%, 该次地震为主震-余震型，主震与最大余震差0.5[2]。这次余震衰减较快，从2月1日到4月3日，共发生ML2.0级以上余震18次，其中2月10日至15日及2月28日至3月5日余震频度增多，其余时间频度均较低。余震在平面空间分布大体呈北东向且主要分布于主震震中的北西方向，南东方向极少（图4）。取1.5级起算震级，用最小二乘法计算得b值为0.68, 求得最大余震为4.3级，与实际最大余震4.8级相差0.5，求得衰减系数h=1.5[3]。图4～9分别是余震震中分布图，地震序列M-t图、N-t图、b值图、蠕变曲线图和h值图。  表3  大姚5.3级地震序列目录(ML≥3.0) Table 3  Catalogue of the MS 5.3 Dayao earthquake sequence（ML≥3.0） 　 序号 发震日期 发震时刻 震中位置 震级 震源深 度/km 震中 地名 目录 来源  年   月  日 时  分  秒 φN λE ML MS 1 1993  02  01 03  34  59.1 25°51′ 101°20′ 3.1     大姚 1） 2 1993  02  01 04  40  29.1 25°54′ 101°21′ 3.0   15     3 1993  02  01 19  50  33.8 25°52′ 101°20′   4.8 10     4 1993  02  01      20  21  39.3 25°52′ 101°20′ 3.1         5 1993  02  13 20  51  20 25°51′ 101°21′ 3.3   10
	图4  大姚5.3级地震及余震震中分布图 Fig.4  Epicentral distribution of the MS5.3 Dayao        earthquake sequence
用上述方法算得4.8级强余震的b值为0.85，h值为0.9，这一结果说明4.8级强余震的衰减系数为异常值。继后于1993年8月14日在与大姚县接壤的姚安县境内发生了一次5.6级地震。
	图5  大姚5.3级地震序列M-t图 Fig.5  M-t diagram of the MS5.3 Dayao earthquake sequence
	图6  大姚5.3级地震序列N-t图 Fig.6  N-t diagram of the MS5.3 Dayao earthquake sequence

震源机制解和主破裂面

由云南省34个地震台的P波初动符号作出的P波节面解[4]，矛盾符号7个，占20%，结果是可信的。5.3级地震的震源机制解见图10及表4。  表4  大姚5.3级地震震源机制解 Table 4  Focal mechanism solution of the MS 5.3 Dayao 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 1 120 NE 85 40 SE 60 181 18 80 28 298 60 131 30 37 5 王兴辉
	图10  大姚5.3级地震震源机制解 Fig.10  Focal mechanism solution of the MS 5.3 Dayao earthquake

观测台网及前兆异常 

图1 和图11分别为震中附近地区测震台站和定点前兆观测台站台项分布图。地震发生在观测台网相对密集区。  以大姚5.3级地震震中为圆心，200km范围内有地震台32个，其中开展测震观测台站27个（有人职守台22个，传输台12个），其他定点前兆观测台站22个。定点前兆有水氡、水位、水汞、二氧化碳总量、地形变、重力、地磁、地电、地应力、跨断层短基线、短水准、深井水温等12个观测项目共69个台项（图11）。在0～100km和101～200km内分别有测震台站6个和21个，定点前兆观测台站5个和17个；定点前兆观测台项19个和50个。上述台站台项在这次地震前均有连续可靠的观测资料。  经统计，这次地震前研究区内定点前兆有5个观测项目10台项出现异常（表5），异常项目和异常台项百分比分别为41.6%和14.5%，其中中期异常3台项，短期异常有5台项，临震异常有2台项。中期异常集中出现在1992年的2～12月份，短期异常出现在1992年10～12月，临震异常出现在1993年的1月。定点前兆异常分布见图12。  地震活动性出现3条异常，主要是震中附近月频度和月b值异常及滇中地区月频度异常。  震后收集到，震前两天与大姚县相邻的永仁县一泉水变黑，同时一井水也变成米汤色。震前一天，大姚县城一井水翻花冒泡变色变味5，6）。
	图11  大姚5.3级地震前定点前兆观测台站分布图 Fig.11  Distribution of the precursor monitoring stations         before the MS 5.3 Dayao earthquake
	图12  大姚5.3级地震定点前兆异常台站分布图 Fig.12  Distribution of precursory anomalies of the MS5.3 Dayao         earthquake on the fixed observation points
	图13  滇中地区ML2.5～4.9级地震月频度曲线（24º～27ºN，100º～102.5ºE） Fig.13  Curve of monthly frequency of ML2.5～4.9 earthquakes          in the central part of Yunnan Province
	图14  震中周围2.0～4.9级地震月频度曲线（25º～26ºN，101º～102ºE） Fig.14  Curve of monthly frequency of ML2.0～4.9 earthquakes         around the epicentral area
	图15  震中周围2.0～4.9级地震月b值曲线（25º～26ºN，101º～102ºE） Fig.15  b-value curve of ML2.0～4.9 earthquakes around the         epicentral area
	图16  弥渡水氡日均值曲线 Fig.16  Curve of daily mean value of radon content in ground         water in Midu station
	图17  罗茨水氡日均值曲线 Fig.17  Curve of daily mean value of radon content in ground         water in Luoci station
	图18  洱源江干井水氡日均值曲线 Fig.18  Curve of daily mean value of radon content in ground         water in Jianggan well in Eryuan
	图19  寻甸水氡日均值曲线 Fig.19  Curve of daily mean value of radon content in ground         water at Xundian station
	图20  大姚水位月均值曲线 Fig.20  Curve of monthly mean value of water level at         Dayao station
	图21  昆明小哨井水位日均值曲线 Fig.21  Curve of daily mean value of water level in Xiaoshao         well in Kunming
	图22  会泽水位日均值曲线 Fig.22  Curve of daily mean value of water level at Huize station
	图23  楚雄地磁偏角月均值曲线 Fig.23  Curve of monthly mean value of geomagnetic declination         at Chuxiong station
	图24  嵩明电感地应力日均值曲线 Fig.24  Curve of daily mean value of electric induction stress         at Songming station
	图25  寻甸短基线月均值曲线 Fig.25  Curve of monthly mean value of short base-line at         Xundian station
表5  异常情况登记表     Table 5  Summary table of precursory anomalies

前兆异常特征分析

综合分析，大姚5.3级地震前兆异常有如下特征：

 1．异常台站台项百分比

 大姚5.3级地震前，震中周围100km内，定点前兆观测有5个台站19个台项，出现异常台站有3个，异常台项 3个，其异常台站和异常台项百分比分别为60%和15.7%,与云南地区5.0～5.9级地震平均水平[5]50%和27%相比，前者偏多后者偏少。在101～200km内，定点前兆观测有17台站50个台项，出现异常台站有6个，异常台项 7个，其异常台站和异常台项百分比分别为35%和14%，与云南地区5.0～5.9级地震平均水平30%和18%相近[5]。

 2．定点前兆有中期异常

 大姚5.3级地震前，定点前兆中期异常有3个台项，震前有定点前兆中期异常与中国大陆和云南地区5.0～5.9级地震的统计结果有所不同[5，6]。中期异常集中出现在1992年的2～12月份，由于1992年12月18日，12月22日和1993年1月27日分别在距震中95km和310km的永胜和普洱发生5.4、5.1和6.3级地震，大姚5.3级地震的大部分研究区也在上述两个地震的研究区内，3次地震的研究区相互叠加和3次4个地震的时间间隔较短（永胜5.4、5.1，普洱6.3级地震与大姚5.3级地震时间间隔分别为44天40天和5天），异常很难确切分开，如大姚水位中期异常期间，在永胜（震中距100km）发生5.4和5.1级地震，在普洱（震中距310km）发生6.3级地震，大姚5.3级地震后，1993年8月14日在姚安（震中距30km）发生5.6级地震（图20）；又如楚雄磁偏角中期异常期间，在永胜（震中距175km）发生5.4和5.1级地震，在普洱（震中距240km）发生6.3级地震后在大姚（震中距90km）发生5.3级地震（图23）。上述中期异常很可能与这一组地震有关。

 3．定点前兆短期异常多

 大姚5.3级地震前，定点前兆短期异常有5台项，短期异常占前兆观测异常总数的50％，且集中出现在1992年10～12月,由于前述3次4个地震的研究区相互叠加和3次4个地震的时间间隔较短的原因，弥渡水氡短期异常期间在震中距110km处发生永胜5.4和5.1级地震（图16）；洱源江干井水氡短期异常期间在震中距70km处发生永胜地震（图18）。弥渡水氡、昆明小哨井水位和罗茨水氡在短期异常结束之后，分别在震中距275km，290km和295km的地方发生普洱6.3级地震，之后又发生大姚5.3级地震（图16、21、17）。短期异常很可能是永胜5.4和5.1普洱6.3和大姚5.3级这一组中强地震共有的异常。短期异常的集中出现，对判定未来地震是否进入短期间段具有一定的参考。

 4．临震异常

 大姚5.3级地震前，2个微观临震异常出现在1993年1月，震中距175 km的嵩明应力1月下旬出现大幅度突升（图24）；距震中190 km的寻甸水氡1月中旬持续下降并达近几年的最低值，之后快速反向回升，在回升时发生大姚5.3级地震（图19）。宏观临震异常在震前1～2天出现，大姚县城一井水翻花冒泡变色变味，相邻的永仁县永定镇一泉水变黑，一井水变成米汤色。这些临震异常与云南地区5级多地震的临震异常是相符的。如果震前收集到微观异常和地下水宏观异常，结合中短期预测，作出临震预报还是可能的。

 5．继承性异常

 大姚5.3级地震后，嵩明地应力各方向出现继承性异常，大姚水位和寻甸短基线也出现继承性异常（图20、24、25）。根据文献[7]，震后继承性新异常和继承性异常往往表示新区将有地震发生。半年后于1993年8月14日在与大姚县接壤的姚安县境内发生5.6级地震。

 从中期异常可以看出，大姚5.3级地震是在永胜5.4和5.1级地震后的继承性异常过程中发生的；从短期异常可以看出，大姚5.3级地震是在永胜和普洱地震的短期异常结束之后紧跟在普洱地震后发生的；只有临震异常从时间和空间上来看，都是属于大姚地震的，所以大姚5.3级地震前兆异常特征是在永胜5.4和5.1级地震继承性异常的背景下发展演化的。

应急响应和抗震设防工作

大姚5.3级地震前，云南省地震局预报中心在《1993年度云南省地震趋势研究报告》中明确预测：“建水、石屏至元谋、巧家及其川滇交界一带有5.5级地震，概率0.8。”7）大姚震中至元谋仅60 km，此预测基本准确。楚雄州地震局也有明确的中期和短期预测8），但均由于1992年12月以来连续发生永胜5.4和5.1与普洱6.3级地震，宏观异常也是震后才收集到的，因此对大姚5.3级地震未能作出临震预测。

 楚雄州政府在1992年4月召开的全州地震工作会议8），布置了防震减灾工作，并印发了《抗震救灾对策方案》，成立了各有关部门领导参加的抗震防震指挥部和地震现场应急指挥部，制定了《地震应急预案》并举办了乡镇宏观联络员培训班。2月1日大姚5.3级地震发生后，各有关单位按《地震应急议案》立即投入抗震救灾。地震后，楚雄州地震局和云南局派出的专业技术人员14人立即赶到震区现场协助工作。他们深入灾区乡镇，办事处，村社和工矿企业考察灾情，进行震害评估，严密监视震情，适时做出后续震情判断，宣传地震知识。

总结与讨论 

前面已述及大姚5.3级地震前，定点前兆观测出现较多的中期异常是值得注意的特点，中期异常与成组中强地震有关。1992年12月18日和12月22日永胜5.4和5.1、1993年1月27日普洱6.3和1993年2月1日大姚5.3级这一组中强地震的发生，说明区域应力场有一个明显的加强过程，正是在这个过程中出现了较多的中期前兆观测异常。

 通过上述分析认为：

 (1) 各前兆观测异常时间间隔不长和距离间隔不太远（研究区相互叠加）的几个地震，由于震前出现的异常相互叠加，很难分清哪段异常是哪个地震独有的，可能是几个地震共有的异常；前一个地震的继承性异常或继承性新异常可能是下个地震的短期异常或临震异常。

 (2) 紧接着6级多地震后在邻近新区发生的无直接前震的5级多地震，从前兆观测中很难找到仅属于它的短临异常，如不及时发现和上报如地下水等宏观异常，这种地震的临震是很难预测的。

 (3) 大姚5.3级地震后，嵩明地应力多个方向出现继承性异常且持续到1993年5月；寻甸跨断层短基线和大姚水位的异常也分别持续到1993年5月和7月，这些继承性异常与1993年8月14日姚安5.6级地震有关。

 (4) 大姚5.3级地震的4.8级强余震的h值0.9为异常值，半年后于1993年8月14日在与大姚县接壤的姚安县境内发生了一次5.6级地震。这一事实，是否说明当一次中强以上地震发生后，尽管整个序列的b值、h值是正常的，其最强余震序列h值异常，在短时期内，附近区域仍可能有中强以上地震发生。如能有更多的震例确认该事实，在短期预报中应重视这一现象。

 (5) 大姚5.3级地震Ⅵ度区长轴方向为北西向，而余震在平面空间分布大体呈北东向，二者不吻合的原因有待于进一步研究。

参考文献和参考资料

参  考  文  献

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[5] 罗平等，云南地区地震综合预报判据和指标研究，见：地震预报方法实用化研究

    文集（综合预报专缉），北京：地震出版社，1991。

[6] 张肇诚等，中国大陆地震震例及综合预报判据和指标研究，见：地震预报方法实用

    化研究文集（综合预报专辑），北京：地震出版社，1991。

[7] 陈立德等，震后异常与新地震异常的识别方法研究，地震（增刊），1995。

参  考  资  料

1）云南省地震局云南地震目录（1991～1993），1998年（铅印本）。

2）云南省地质局二区测大队，1∶20万大姚幅区域地质调查报告，1969。

3）吴伯黔等，1993年2月1日大姚5.3级地震考查报告,云南省地震局档案室，

   1993（手稿）。

4）云南省地震局, 大姚5.3级地震灾害损失评估报告，云南省地震局档案室，

   1993（手稿）。

5）封有明，大姚5.3级地震前的宏观异常，云南省地震通讯，1993。

6）毛德培，大姚5.3级地震震例总结，云南省地震通讯，1993。

7）云南省地震局预报中心，1993年度云南省地震趋势研究报告，1992.11。

8）胡智文等，大姚5.3级地震现场应急对策工作，云南省地震通讯，1993。