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1993年9月5日青海省格尔木市北5.1级地震
青海省地震局
张晓清 马文静
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9月5日青海省格尔木市北部发生了5.1级地震，微观震中为：37°06′N，94°38′E，宏观震中位于36°45′N，95°19′E。震中烈度Ⅵ度，极震区为长轴34km，呈北西307°的椭圆形。此次地震发生在达布逊湖-南北霍鲁逊湖断裂凹陷带上。地震造成各类建筑物不同程度的破坏，但无人员伤亡。该次地震为主震-余震型，最大余震为ML4.5级。
Abstract
A
MS5.1 earthquake （37°06′N, 94°38′E）occurred in the north of
Geermu on Sept. 5, 1993 in Qinghai province. The macroseismic epicenter
was 36°45′N, 95°19′E according to the field investigation carried
out by the Seismological Bureau of Qinghai province. The meizoseismal
intensity was Ⅵ. The meizoseismal area was oval in shape. The length of
its major axis was 34 km and its azimuth was 307°. There is only one
station, with seismometer, geomagnetism and radon content in groundwater
observations within the distance of 200km from the epicenter. The
earthquake occurred on the faulted basin of the Dabuxun lake, and the
North and South Huobuxun lakes. The earthquake damaged some buildings
without casualties.
The
earthquake sequence was of mainshock and aftershock type with maximum
aftershock ML4.5.
前
言
据青海省地震台网测定，1993年9月5日4时22分在青海省格尔木北地区发生了5.1级地震。此次地震发生前，青海省地震局曾做出了中短期预测，在青海省1993年度震情研究报告中1），将该次5.1级地震发生的“三湖”地区定为1993年度的重点危险区之一。在1993年年中会商报告中2）这一结论进一步得到明确，报告中指出：“该区1993年下半年或稍长时间发生5～6级地震的可能性较大，不排除发生6～7级地震的可能性”，但由于监测能力有限未做出临震预报。
测震台网及基本参数
格尔木北地区监测能力较低，距震中200km范围内仅有格尔木1个测震台站。200～320km范围内有德令哈、香日德（该台于1994年11月1日撤消）2个测震台（图1），该区域地震监测能力为ML≥3.0级地震。本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 the earthquake
|
编号
|
发震日期
|
发震时刻
|
震中位置
|
震级
|
震源深
度/km
|
结果来源
|
|
年 月 日
|
时
分 秒
|
jN
|
lE
|
MS
|
MB
|
|
1
|
1993
9 5
|
04
22 33.0
|
37°06′
|
94°42′
|
5.1
|
|
|
3）
|
|
2
|
1993
9 5
|
04
22 52.9
|
37°18′
|
94°32′
|
5.1
|
|
16
|
[1]
|
|
3
|
1993
9 5
|
|
37°16′
|
94°38′
|
5.1
|
|
|
4）
|
|
4
|
1993
9 5
|
04
22 29
|
37.3°
|
94.6°
|
|
4.7
|
16
|
BJI
|
|
5
|
1993
9 5
|
04
22 30
|
37.16°
|
94.59°
|
4.6
|
|
19
|
ISC
|
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图1
格尔木北MS5.1级地震前地震台站分布图
Fig.1
Distribution of seismic stations around the epicetral area
before the MS5.1 Geermu earthquake
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地震地质背景
|
格尔木市北5.1级地震发生在柴达木盆地中部的三湖（达布逊湖，南、北霍鲁逊湖）地区。柴达木盆地是青藏高原内部的一大型新生代断陷盆地，位于祁连山、昆仑山两大山系之间，盆地周边被活动的深大断裂围限。南北两侧为布格重力异常梯度带，其北侧幅度为（45～50）×10-5m/s2，南侧在格尔木以南大于45×10-5m/s2。盆地内第三系、第四系沉积厚度巨大，第三系厚度达6000m，第四系厚度达3100m。持续的新构造运动使盆地覆盖层产生褶皱，形成多条以长恒型褶皱为特点的雁行式褶皱带。断裂活动伴随着盆地发展始终，除控制盆地形成和发展的边界大型活动断裂外，盆地内的一系列断裂也很活跃（图2）。主要有：柴达木北缘断裂带、柴达木盆地中部北中央隐伏断裂带、柴达木盆地中部南中央断裂带、柴达木盆地南缘隐伏断裂带及库赛湖-玛曲断裂。
本次5.1级地震宏观震中位于柴达木盆地中部南中央断裂上。比微观震中偏东100余公里。柴达木盆地中部南中央断裂断裂位于柴达木盆地中央，是控制第四纪三湖凹陷形成和发展的南边界断裂，西起达布逊湖以西，经南霍鲁逊湖南侧东沿，全长200km，总体呈北西西向展布，倾向不稳定，倾角75°左右。该断层是晚更新世晚期―全新世的活动断裂，主要依据有：①控制三湖凹陷及第四纪沉降中心的南边界；②浅层地震勘探的结果表明，南中央断裂的埋深距地表＜20m，明显穿切了上更新统及全新统地层；③该断层基本上控制了全新世形成的干盐湖和现代卤水湖的分布；④断陷带及周边历史上5.0级左右地震活动。
本统计区域内自1900年以来总共发生MS≥5.0级地震22次。图2中给出了去除余震后的12次MS
5.0级以上地震的分布，其中7.0级以上地震2次，6级以上地震2次。
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图2
格尔木北5.1级地震附近地质构造和历史地震分布图
断裂带名称：①柴达木北缘断裂带；②柴达木中部北中央断裂带；
③柴达木盆地中部南中央断裂带；④柴达木盆地南缘断裂带；
⑤库赛湖-玛曲断裂带
Fig.2
Geological structure and distribution of historical
earthquakes around the MS5.1 Geermu earthquake area
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烈度分布及震害
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据考察资料5），格尔木北5.1级地震的宏观震中位于36°45′N，95°19′E。震中烈度为Ⅵ度。
Ⅵ度区（极震区）：为一长轴呈北西307°方向展布的椭圆，长轴34km,短轴17.4km，面积约为464km2,长短轴之比1.95。该烈度区内多数人强烈有感，部分人从梦中惊醒并逃出户外。这一地区的砖混居民住房及厂房大多有轻微损坏，少部分因地基不稳遭到中等强度的破坏。如察尔汗钾肥厂一选厂厂部平房原有墙壁裂缝均被扩展，局部出现新的裂缝长1～2m,该厂家属区砖柱土坯结构的平房（75栋）均不同程度地产生了细小裂缝，及原有裂缝扩展现象；该厂选矿一车间配电室（砖混结构）的局部墙体也出现了新的裂缝。察尔汗钾肥二选厂房屋较新，均为砖混结构，但在机关大楼楼梯处，墙壁表面新出现了一条宽1～2mm，贯穿整个楼层的纵向裂缝，该厂通讯楼四楼顶面预制板有明显的松动痕迹，门窗上角普遍出现新的裂缝，楼外墙体装饰板局部掉落。
兰空钾肥厂房屋毁损较为严重，选矿车间西边墙地基下陷，造成墙体拉张开裂，车间地面隆凹变形，造成停产。另一车间承重结构受损，墙体多处裂缝，窗户及墙体变形并向西凸出。
Ⅴ度区：该区基本是同方向展布的椭圆，长轴为125km，短轴为52km,长短轴之比为2.40。该区北面可到达布逊湖一带，东南止于大格勒乡所在区域，北东以霍鲁逊湖为界，西南可达东马厂一带，总体成一椭圆，长轴方向北西314°，面积4638
km2。该烈度区内居民普遍有感，少数人从睡梦中惊醒，灯泡及墙上的悬挂物明显摆动，如位于该烈度区内的大格勒乡居民反映，地震时屋顶掉土，门窗作响，震后发现渠水变混。
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图3
格尔木北5.1级地震烈度分布图
Fig.3
Isoseismal map of the MS5.1Geermu earthquake
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图4
格尔木北5.1级地震序列b值图
Fig.4
b-value curve for the MS5.1 Geermu earthquake squence
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地震序列
据德令哈单台记录，主震后共发生
ML≥2.0级余震48次，其中前4天发生余震41次，平静4天以后于13、14日发生6次余震，之后于9月29日发生ML3.5级地震。该序列主震能量占序列总能量的95.4%，主震与最大余震震级差DM=1.0级（主震取ML5.5），b值为0.92，判定该次地震为主震-余震型。
据中国地震局分析预报中心提供的地震月报目录4），1993年9月5日格尔木北5.1级地震后共发生ML≥3.0级余震12次（表2），最大余震为ML4.5级。序列M-t图和分布见图5和图6。
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图5
格尔木北5.1级地震序列M-t图（ML≥1.0）
Fig.5
M-t diagram for the Geermu MS 5.1 earthquake sequence
|
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表2
格尔木北5.1级地震序列目录（ML≥3.0）
Table
2 Catalogue of the MS 5.1 Geermu earthquake sequence（ML≥3.0）
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编号
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发震日期
|
发震时刻
|
震中位置
|
震级/ML
|
震源深
度/km
|
震中地名
|
结果
来源
|
|
年 月 日
|
时
分 秒
|
j
N
|
lE
|
|
1
|
1993
9 5
|
04
35 04.8
|
37.27°
|
94.57°
|
3.1
|
|
格尔木北
|
4）
|
|
2
|
1993
9 5
|
04
45 50.6
|
37.22°
|
94.54°
|
3.2
|
|
|
|
3
|
1993
9 5
|
05
08 46.2
|
37.26°
|
94.49°
|
3.0
|
|
|
|
4
|
1993
9 5
|
05
09 57.9
|
37.26°
|
94.49°
|
3.0
|
|
|
|
5
|
1993
9 5
|
06
06 53.4
|
37.22°
|
94.59°
|
4.3
|
|
|
|
6
|
1993
9 5
|
11
50 45.6
|
37.35°
|
94.52°
|
3.0
|
|
|
|
7
|
1993
9 6
|
06
40 28.9
|
37.29°
|
|
4.5
|
|
|
|
8
|
1993
9 7
|
07
48 07.7
|
37.07°
|
94.52°
|
3.1
|
|
|
|
9
|
1993
9 14
|
13
12 01.8
|
37.24°
|
94.54°
|
3.2
|
|
|
|
10
|
1993
9 29
|
12
20 04.4
|
37.04°
|
94.50°
|
3.5
|
|
|
|
11
|
1993
11 14
|
00
45 51.1
|
37.21°
|
94.29°
|
3.2
|
|
|
|
12
|
1994
4 3
|
11
16 32.2
|
36.92°
|
93.73°
|
3.4
|
|
|
|
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图6
格尔木北5.1级地震序列分布图
Fig.6
Epicentral distribution of the MS5.1 Geermu
earthquake sequence
|
震源机制解和主破裂面
|
使用世界地震台网报告中的P波初动求解震源机制解，结果见图7及表3，其中矛盾符号比为0.30。从图7和表3可见节面I为走向北西，方位角为319°，倾角90°；P轴方位是49°，为北东向。从图上看该次地震破裂以走滑分量为主兼有少量的垂直运动，该震源机制解的结果与野外地震考察结果基本一致。
表3
格尔木北5.1级地震震源机制解
Table
3 Focal mechanism solution of the MS5.1 Geermu earthquake
|
编号
|
节面I
|
节面II
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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
|
|
仰角
|
方位
|
仰角
|
方位
|
仰角
|
|
1
|
319
|
NE
|
90
|
90
|
E
|
9
|
49
|
44
|
229
|
44
|
139
|
90
|
50
|
12
|
0
|
90
|
都昌庭
|
|
 |
图7
格尔木北5.1级地震震源机制解
Fig.7
Focal mechanism solution of the MS5.1 Geermu earthquake
|
观测台网及前兆异常
|
震中200km范围内仅有格尔木一个台，该台有测震、地磁（D、Z分量）、水氡3个观测项目。地磁、水氡震前均无确定的前兆异常，对震中附近地区（36°～38°N；94～98°E）进行地震活动性时间扫描计算，确定本次5.1级地震前有1项异常（表4，图8）。
表4
异常情况登记表
Table
4 Summary table of precursory anomaly
|
序号
|
异常
|
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
|
36°～
38°N，
94°～
98°E
|
月频度
|
震前小震高频次
|
1992.3～
1992.9
|
|
超出2倍均方差
|
|
AⅠ
|
8
|
高值回返后发震，整个过程一般为一年左右
|
|
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图8
格尔木北5.1级地震附近地区月频度曲线
Fig.8
Curve of monthly frequency around the MS5.1 Geermu
earthquake area
|
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图8显示了该地震区周围删除余震后小震频次的异常形态，小震高频次异常一般对应本区内的5级地震活动或周边地区的6级地震活动。1985年8月12日北霍鲁逊5.2级地震前于1984年9月出现高频次异常；1990年1月14日茫崖6.5级地震和1990年4月26日共和7.0级地震前1987年11月开始出现异常；1991年9月2日锡铁山5.1级地震前1991年4月开始出现异常；1993年9月5日格尔木北5.1级地震前1992年3月开始出现异常。
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总结与讨论
由于本次地震震中200km范围以内的格尔木地磁和水氡测项均无可以确认的前兆异常，区域内仅有1项地震频度异常，无法进行综合分析。这项异常在1993年度会商报告中对预测区内的震情判定发挥了主要作用。因该地区及其周边的观测站点太少，对本地区的中强地震的预测主要依靠地震活动性小震频次和地震空间集中度指标来判定。在青海省地震局1993年的年度会商报告中，对格尔木北5.1级地震的判断时间和地点正确，震级偏高。
参考文献和参考资料
1]
国家地震局地球物理研究所编，中国地震年报（1993），北京：地震出版社。
参 考
资 料
1）青海省1993年度会商报告，1992年12月。
2）青海省1993年下半年度会商报告，1993年7月。
3）青海省地震台网观测报告，1993年9月。
4）中国地震局分析预报中心，全国地震目录。
5）1993年9月5日格尔木北5.1级地震考察报告，1993年10月。
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