1995年10月6日河北省唐山5.0级地震

河北省地震局 黄保大 边庆凯 张子广

 

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  | 总结与讨论 | 参考文献和参考资料

 

 

 

 

 

摘   要

  1995年10月6日6时26分河北省唐山发生5.0级地震(39°40′N、118°20′E),宏观震中(39°47′N、118°31′E)位于滦县宜安乡赵庄子附近,震中烈度Ⅵ度,极震区呈NS向分布,面积约14.8km2。这次地震没有造成房屋严重破坏和倒塌等震害现象,也没有人员直接伤亡,但惊慌外逃时有3人受伤,直接经济损失约194万元人民币。

    唐山5.0级地震序列为前震-主震-余震型,最大余震ML3.4级,余震衰减正常。震源机制解中节面Ⅰ走向北北东13.6°,与主震和最大余震震中连线方向基本一致,也与极震区长轴方向较接近。其深部存在的北北东向断裂是这次地震的发震构造。

    震中附近地区观测台站较密集,距震中200km范围内共有地震台80个,其中开展测震观测台30个,其他前兆观测台62个共94个台项。包括地震活动性在内,共出现3项异常,且都在距震中100km范围内,该范围内定点前兆观测异常的台项比为3%,异常很少。

 
Abstract

An earthquake of MS5.0 took place in Tangshan, Hebei province on Oct. 6, 1995. The epicenter was at N 39°40′,E 118°20′and the macroseismic epicenter was at N 39°47′,E 118°31′near Zhaozhuangzi in Yi’an of Luanxian county. The intensity at the epicenter was VI. The dominant direction of the meizoseismal area was in NS direction and the area was about 14.8 km2. There were no serious damage and collapse of the houses, and no direct personal injury or death, but 3 persons were injured when they were escaping from the earthquake because of panic. The direct economic loss was about 1.94 million Yuan.

The Tangshan MS5.0 earthquake sequence was of foreshock �C mainshock-aftershock type. The largest aftershock was ML3.4 and the attenuation of aftershocks was normal. Nodal plane I of the focal mechanism solution is in the direction of 13.6° NNE, close to the direction of the line linking the epicenter of the mainshock and the epicenter of the largest aftershock, and close to the direction of the major axis of the meizoseismal area. The seismogenic structure was the deep fault in NNE direction.

There were dense stations near the epicenter. There were 80 seismic stations within  the distance of 200 km from the epicenter. Among them, there were 30 seismometric stations and 62 precursory observation stations with 94 observation items. There were quite a few anomalies, only 3 anomalies (including anomalies of seismicity) within the distances of 100 km from the epicenter.

 

 

前   言

1995年10月6日河北省唐山老震区发生的MS5.0级地震,是1991年6月以来唐山老震区发生的最大的一次地震。虽然地震造成的经济损失不大,但由于该地区经济较发达,人口密集,对该地区的改革开放和经济发展造成很大影响,直接影响到一些外商的投资信心,为此,引起了唐山市政府的高度重视。

 地震发生后,河北省地震局立即派考察组会同国家地震局分析预报中心赴唐山的专家和唐山市地震局的人员,组成统一的考察组对这次地震进行了实地考察。

 这次地震与1991年5月29日、30日唐山4.8、5.1级地震宏观震中之间的距离仅15km,但从震源机制解的主破裂面和极震区长轴走向看并不一致,前者极震区长轴走向为南北向,后者为北东60°。

 我们研究了这次地震北北东向扩展破裂面上1976~1979年20次4级以上地震的震源机制解,可以看出,其深部存在着一条北北东向断裂。

    本文是在前人研究[1、2],1)的基础上,经过认真整理、分析研究撰写而成。

 

 

测震台网及基本参数

 

唐山5.0级地震的基本参数如表1所示。唐山5.0级地震发生在京、津、唐地区的河北省境内,这里观测台网密集,在距震中200km范围内共有30个测震台站(图1),其中距震中100km范围内有9个测震台站,地震监测能力为ML≥2.0级。

表1  唐山5.0级地震基本参数

Tabel 1  Basic parameters of the MS5.0 Tangshan 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

1995  10  06

06  26  53.6

39°40′

118°20′

5.0

 

5

唐山

2)

2

1995  10  06

06  26  53.6

39°40′

118°20′

5.1

 

 

唐山

3)

3

1995  10  06

06  26  57.1

39°40′

118°20′

5.2

 

 

陡河东

4)

4

1995  10  06

06  26  55

39.71°

118.51°

 

4.9

14

 

BJI

5

1995  10  06

06  26  55

39.73°

118.53°

4.6

4.6

9

 

ISC

 

图1  唐山5.0级地震前测震台站分布图

Fig.1  Distribution of seismometric stations before the MS5.0

       Tangshan earthquake

 

 

地震地质背景 

 

该区的地震地质背景见文献[2]。图2是唐山地区断裂构造及历史地震分布图。

图2  唐山地区断裂构造及历史地震分布图(1845.5.1~1991.10.5)

图例说明:1.地壳断裂;2.基底断裂;3.盖层断裂;4.正断裂;5.逆断裂;

          6.水平剪切断裂;7.M=5.0~5.9;8.M=6.0~6.9;9.M=7.0~7.9

断裂名称:①宁河-昌黎断裂;②丰台-野鸡坨断裂;③滦县-乐亭断裂;

         ④蓟运河断裂;⑤唐山断裂带;⑥丰台-丰南断裂;⑦沧东断裂

Fig.2  Fault structure and historical earthquakes in Tangshan  

       region (1845.5.1~1991.10.5)

 

 

烈度分布及震害

唐山5.0级地震的宏观烈度主要是以《中国地震烈度表》(1980)为标准,结合震区房屋震害的实际情况,选取分布广且数量多的房屋类型(砖毛石木结构和毛石木结构平房)的震害程度作为依据。本文烈度及震害主要参照参考资料1)。

野外考察结果给出唐山5.0级地震的宏观震中位于滦县宜安乡赵庄子附近,其地理位置为39°47′N、118°31′E。由于这次考察重点是极震区和烈度异常区,Ⅴ度区只做了部分工作,所以只划出极震区等震线,见图3。极震区包括15个村、厂,除南部的徐家楼、毛家山村毛山化肥厂属唐山市古冶区管辖外,其他村、厂均属滦县宜安乡的地域。

极震区烈度为Ⅵ度,区内房屋出现不同程度的破坏,其中尤以宜安乡的张庄子、樊庄子、大河湾三个村的房屋破坏最为突出,主要表现为多户前墙或山墙局部外墙倒塌。极震区长轴呈南北向,长6km,短轴长3.2km,长短轴长度比接近于2∶1。极震区面积约14.8km2。

煤矿采空区出现高烈度异常。在西南极震区的唐家庄至北范各庄一带出现Ⅵ度高烈度异常,其中最突出的是古冶区的横河村、张庄村、范一、范二、范三和北寺村,由于采空区顶板下沉,震前房屋地基普遍出现下沉,房屋裂缝,震时多出现中等破坏现象,比邻村震害明显加重,烈度达到Ⅵ度。

图3  1995年10月6日唐山5.0级地震等震线图

Fig.3  Isoseismal map of the MS 5.0 Tangshan earthguake

 

 有感范围大。唐山地区有强烈震感,天津市普遍有感,北京市部分有感。有感范围东至秦皇岛,西至张家口到唐县,北至滦平县,南达沧州,面积约2.3万km2,比1991年唐山4.8、5.1级地震有感范围(1.7万km2)还大。有感范围如此之大,且极震区小,破坏轻,其原因可能是与发震构造有关。

 这次地震没有房屋严重破坏和倒塌等震害现象,也没有人员直接伤亡,直接经济损失约194万元人民币。

 

 

地震序列 

 

地震序列资料来源于河北省地震台网观测报告。本次地震为前震-主震-余震型序列,ML≥2.5序列目录见表2,主震能量与序列总能量之比E主/E总 = 99%,主震与最大余震震级差为2.0。唐山5.0级地震前震及余震震中分布见图4。序列的M- t图、b值图及应变释放曲线分别为图5~7所示。余震序列的b值为0.73,频度衰减系数p=0.49,h值为 0.3,地震序列衰减正常。 

表2  唐山5.0级地震序列目录(ML≥2.5)Table 2  Catalogue of the MS5.0 Tangshan earthquake sequence(ML≥2.5)

 

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

 

   

    

φN

λE

ML

MS

 

1

1995  09  19

23  48  04.3

39°45

118°25

3.1

 

8

唐山

3)

2

1995  09  20

00  25  50.8

39°45

118°29

3.9

 

9

 

 

3

1995  10  06

06  26  53.6

39°40

118°20

5.4

5.0

5

 

 

4

1995  10  06

06  34  29.7

39°45

118°24

2.5

 

5

 

 

5

1995  10  06

06  38  13.1

39°42

118°23

2.5

 

8

 

 

6

1995  10  06

07  35  55.1

39°41

118°23

2.7

 

5

 

 

7

1995  10  06

07  51  50.0

39°44

118°23

3.1

 

8

 

 

9

1995  11  07

13  07  56.6

39°42

118°21

2.9

 

5

 

 

10

1995  11  22

01  25  48.1

39°41

118°19

3.4

 

5

 

 

 

图4  唐山5.0级地震前后地震活动分布图(1995.9.19~1996.10.6)

Fig4  Epicenter distribution of regional seismicity before and

      after the MS5.0 Tangshan earthquake

  

 

 

图 5  唐山5.0级地震序列M-t图(ML≥1.0)

Fig.5  M -t diagram of the MS5.0 Tangshan earthquake sequence

       (ML≥1.0)

 

 

图 6  唐山5.0级地震序列b值曲线(ML≥2.0)

Fig.6  b-value curve for the MS5.0 Tangshan earthquake

       sequence(ML≥2.0)

 

 

图 7  唐山5.0级地震序列蠕变曲线(ML≥2.0)

Fig.7  Strain release for the MS5.0 Tangshan earthquake

       sequence(ML≥2.0)

 

 

震源机制解和主破裂面

 

唐山5.0级地震震源机制解如图8。在总数34个初动符号中,矛盾符号有8个,占总数的30.7 %。震源机制解的各项参数列于表3。

图8  唐山5.0级地震震源机制解图

Fig.8  Focal mechanism solution for the MS5.0 Tangshan earthquake

 

 

表3  唐山5.0级地震震源机制解

Table 3  Focal mechanism solution of the MS5.0 Tangshan earthquake

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

13.6

NWW

43.5

219.8

SEE

49.5

297.5

3

194.8

76.4

28.2

13.2

283.9

46.5

129.8

40.5

1)

 唐山5.0级地震处于唐山大地震的余震区,该地震的烈度区表现为两个破坏较严重的地区,一个是近EW向在唐家庄至北范各庄附近,与煤矿采空区有关;一个是近NS向在赵庄子附近,反映唐山5.0级地震的主破裂面可能是近NS向,与该地震的震源机制解的方向基本一致。表4中列出了1976~1979年北北东向扩展破裂面上的20次MS4.0级以上地震的震源机制解。从表中不难看出,这次地震与所列举的20次地震的破裂机制十分相似,节面Ⅰ是破裂面,P轴和T轴分别近北西西向和南东东向。震源机制解的结果一方面反映小震活动的破裂面方向比较稳定,另一方面反映小震活动的主破裂面与唐山7.8级大震的主破裂面有一定的夹角。主破裂与次生破裂有一定的夹角,这在野外地质调查中经常可以见到,类似于雁列构造。虽然地表没有见到相应的浅层构造,但唐山5.0级地震的震源机制解说明深部北北东向断裂的错动可能是这次地震的直接原因,节面的运动性质为右旋走滑逆断层,节面Ⅰ为本次地震的主破裂面。 

表4  1976~1979年北北东向扩展破裂面上20次4级以上地震的震源机制解Table 4  Focal mechanism solutions of 20 earthquakes with MS≥4.0 occurred on the fracture surfaceof NNE direction from 1976 to 1979

 

 

  

震中位置

MS

/

km

节面I

节面II

P

T

N

时分

jN

lE

1

1995

10

6

06 26

39°47

118°29

4.9

10

13.6

283.6

43

38

128

52

297.5

87

194.8

13.6

 

 

2

1976

8

15

22 53

39°46

118°29

4.0

15

9

99

48

106

196

83

50

24

158

34

293

47

3

1976

7

30

13 29

39°47

118°31

4.4

< 5

10

100

3

10

280

87

100

42

280

47

10

0

4

1976

7

31

23 20

39°46

118°35

4.4

 

6

96

85

96

6

80

52

11

320

4

208

79

5

1976

8

3

14 54

39°45

118°27

4.0

18

6

96

90

96

186

65

234

17

139

17

6

65

6

1976

9

19

10 08

39°44

118°39

4.0

15

7

277

90

97

187

75

233

11

141

11

7

75

7

1976

9

14

05 06

39°43

118°30

4.0

14

23

113

60

107

17

80

62

24

157

10

271

59

8

1976

10

8

05 49

39°45

118°25

4.1

11

15

285

70

103

193

85

238

17

331

10

88

69

9

1978

12

25

08 00

39°44

118°31

4.0

9

44

314

59

134

44

90

265

21

4

21

134

60

10

1976

8

10

03 53

39°48

118°23

4.0

 

4

94

80

94

184

90

49

7

140

7

274

80

续表

  

震中位置

MS

/

km

节面I

节面II

P

T

N

时分

jN

lE

11

1976

8

14

10 32

39°47

118°21

4.0

11

15

105

90

105

195

80

241

7

145

7

15

80

12

1976

8

15

18 21

39°44

118°20

4.4

 

29

299

71

113

203

73

250

26

341

3

75

64

13

1976

8

15

18 53

39°42

118°23

4.1

 

35

305

64

113

203

66

253

36

344

3

76

53

14

1977

2

9

22 03

39°47

118°33

4.4

15

34

304

63

121

211

84

255

23

351

15

109

62

15

1977

4

29

14 00

39°45

118°21

4.8

 

5

275

60

123

33

50

66

6

328

55

161

36

16

1978

3

11

07 11

39°52

118°36

4.1

23

21

291

90

111

21

90

66

0

336

0

 

90

17

1978

3

16

20 27

39°48

118°34

4.1

13

34

124

90

124

34

55

85

24

344

24

214

55

18

1978

4

25

20 07

39°48

118°32

4.2

11

15

105

65

97

7

73

147

6

54

30

248

59

19

1978

12

6

15 30

39°50

118°28

4.1

11

28

118

90

118

28

80

74

7

343

7

208

80

20

1979

9

2

11 23

39°44

118°23

4.7

 

5

95

55

59

329

50

303

7

35

59

209

31


观测台网及前兆异常  

 

唐山5.0级地震发生在京津唐地区的河北省境内,这里观测台网密集,在距震中200km范围内,共有测震台站30个(图1);其他前兆观测台(点)62个共有94个台项(图9)。震前共出现3项异常,见表5 

表5  异常情况登记表

Table 5  Summary of precursory anormalies

异常

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

振幅

震中

距/km

异常类别

图号

异常特点

及备注

1

缺震

38°40′~

40°40′N,

117°20′

119°20′E

窗长3个月,滑动步长10天

处于低值

1995.6.1

~6.28

震后恢复

 

 

BⅠ

10

 

2

地磁

低点

位移

华北北部地磁台站

地磁日变曲线

日变曲线低点偏离正常值

1995.10.1

 

 

 

CⅠ

11

在大同怀来之间,近东西向分布

3

地下

水位

昌黎

何家庄

日值

曲线

水位动

态分析

1995.8.31

~10.4

震后恢复

120

mm

73

CII

12

震前水位下降异常,恢复后发震

 

图9  唐山5.0级地震前前兆观测台站分布图

Fig.9  Distribution of precursory observatory stations before the

       MS5.0 Tangshan earthquake

 

 

 

图10  唐山5.0级地震前缺震曲线异常

Fig.10  Curve for earthquake defieciency befor the MS5.0

        Tangshan earthquake

 

图11  唐山5.0级地震前地磁低点位移异常分布图 (1995.10.1)

Fig.11  The demarcation line of shift time of the lowest

        geomagnetic value on Oct.1,1995

 

 

图12  昌黎井水位日值曲线

Fig.12  Curve of water level in Cangli well

 

 

 

总结与讨论 

 

这次唐山5.0级地震前异常特别少,只出现地磁低点位移、昌黎井水位和缺震三项异常,异常台项比为3%。这可能与该地震属于唐山7.8级地震的余震有关。由于前兆观测异常少,短临预测判据不足,很难作出短临预测,用“八五”实用化攻关方法进行综合计算分析,均未得出有中强地震的预测意见,故对该次地震没有作出短临预测。

这次地震与1991530日唐山5.1级地震几乎在同一地点发生,微观震中相距7km,宏观震中相距14km,震级也很接近,但差异却很大(表6)。 

表6  1991年5月30日唐山5.1级地震与1995年10月6日唐山5.0级地震比较

Table 6  Comparison of Tangshan earthguakes with MS5.1(May 30, 1991) and MS5.0 (Oct.6, 1995)

 

 

 

项目

唐山5.1

唐山5.0

震源深度

20

5

震中烈度

Ⅵ度区面积

129.1km2

14.8km2

有感范围

1.70km2

2.3km2

经济损失(大约)

5300万元

194万元

异常项目

8

3

主破裂面走向

50.2°

13.6°

 从表6中可以看出,这次唐山5.0级地震震源深度浅(深度为5km,可能与定位精度不高有关),而震中烈度低,有感范围反而大,这一点较难解释,可能与发震构造有关。

    这两次地震有2条异常是相同的,即低频度缺震异常和地磁低点位移,这2条异常可作为以后该地区地震预测的重要判据。

 

参考文献和参考资料

参  考  文  献

[1] 国家地震局《一九七六年唐山地震》编辑组,一九七六年唐山地震,北京:地震出版社,71~121,1982。

[2] 黄保大等,1991年5月29、30日河北省唐山4.8、5.1级地震,见张肇诚主编:中国震例(1989~1991),北京:地震出版社,394~363,2000。

 

参  考  资  料

1)蔡华昌等,1995年10月6日河北滦县4.9级地震考察报告,1995.11。

2)中国地震局分析预报中心,全国地震月报目录,1995。

3)河北遥测台网地震目录,1995。

4)华北遥测台网地震目录,1995。