1995年10月24日云南省武定6.5级地震

云南省地震局 赵慈平 蔡静观 李永莉 刘丽芳

 

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
| 总结与讨论 | 参考文献和参考资料

 

 

摘   要

   1995年10月24日云南省武定县发生6.5级地震,宏观震中位于武定县发窝乡芬多村附近,极震区烈度为Ⅸ度。这次地震造成53人死亡,13903人受伤,其中重伤815人,轻伤13088人;直接经济损失77996.51万元人民币。

    该震为主震-余震型地震序列,余震丰富。等震线为长轴近南北向的椭圆形,震源机制解中的节面Ⅱ走向5°、倾向西、倾角83°,P轴走向北西、仰角19°,推测此次地震是在北西向主压应力作用下,近南北向断层发生左旋倾滑错动的结果。近南北向的节面Ⅱ是主震破裂面。地震的发震构造是近南北向的易门断裂。

    震前,在震中300km范围内有地震台63个,其中开展测震观测台站46个,定点前兆观测台站52个、观测项目21个136台项。震前出现地震条带、地震活动平静―活跃、低b值、高振幅比、前兆震群等5个地震学项目5项次异常;定点前兆观测出现形变、流体、地电等7个观测项目22项次异常。呈现震中附近异常少、外围异常多;中期异常多,短临异常少;异常幅度大,持续时间长;异常手段以地形变占多数等特征。

Abstract

On Oct. 24,1995,an earthquake of MS6.5 occurred in Wuding county,Yunnan province. The macroseismic epicenter was located near Fenduo village,Fawo of Wuding county and the intensity in the meizoseismal area was Ⅸ. 53 persons were killed, 13903 were injured and 815 of them were severely wounded by the event. The direct economic loss was 779.9651 million yuan (US$93.97 million).

The event was of mainshock-aftershock type with a lot of aftershocks. The shape of isoseismic line was elliptic with major axis in NS direction. In the focal mechanism solution, the azimuth of the nodal planeⅡwas 5°, its dip was in west direction and the dip angle was 83°. The P axis was in NW direction with elevation angle of 19°. It is suggested that this earthquake might be the result of left-lateral strike slip on a fault in NS direction under the action of principal compressive stress in NW direction. The nodal planeⅡin nearly NS direction was the main rupture plane of this earthquake and its seismogenic geological structure was the Yimen fault in nearly NS direction.

There were 63 seismic stations, among them, there were 46 seismometric stations and 52 precursory observation stations with 21 observation items and totally 136 observation station items before this earthquake. There were 5 anomalies in 5 observation items before the earthquake such as the seismic belt, earthquake quiescence to activation of seimicity, lower b-value, higher amplitude ratio and precursory swarm. There were 22 precursory anomalies in 7 observation items such as anomalies in tilt, short leveling, short baseline, groundwater level, radon content in groundwater, mercury content in groundwater and spontaneous potential before this earthquake. Those anomalies were less in number at the epicenter and its neibourhood but more outside these areas. They appeared more during the mid-term but less during the short-term and imminent phases of the development of the anomalies. Those anomalies were large in amplitude with long duration. Anomalies in crust deformation were more than anomalies in other observation items.

 

前   言

 

1995年10月24日云南省武定县发生6.5级地震,微观震中位置为25°50′N、102°19′E。宏观震中位于武定县发窝乡芬多村附近,极震区烈度Ⅸ度。极震区房屋以严重破坏和毁坏为主,生命线工程普遍遭到破坏,地表破坏现象广泛分布,主要表现为地裂缝、滑坡、崩塌、喷砂冒水、地陷等。这次地震造成53人死亡,13903人受伤;直接经济损失77996.51万元人民币。

 震后云南省地震局立即实施《破坏性地震应急反应对策》规定的二类方案,在震区成立由省、州、县三级地震队伍组成的现场指挥部,开展震情监视、震灾调查、经济损失评估、地震地质考察等工作。

 在震中80km范围内,历史上发生过5级以上地震13次,其中6级以上地震2次,最大地震为1955年9月23日的四川会理6 级地震,距武定6.5级地震75km,极震区烈度Ⅸ度。

 1996年,云南省地震局1)对该震的震害与经济损失评估、序列特征、强余震预测预报与震源机制、余震数字化观测、震前的大形势及发震过程以及现场工作进行了全面的总结。王兴辉[1]、蔡静观等[2]、宋文等[3]、秦嘉政等[4、5]、王绍晋等[6]和毛培德[7]分别对该震的序列特征、震兆特征、震源机制、震源参数等进行了专门研究。

 震前出现地震学异常5个项目5项次,定点前兆观测异常7个项目22项次。本次研究着重于前兆观测异常及前兆观测场特征,与已有研究1)不同的是补充搜集了300km范围内四川省的前兆观测资料和云南省的地倾斜资料,得到了前兆观测场的一些重要特征,同时对强震连发的场源关系进行了探讨,并提出了一些值得研究的重要问题。

 

测震台网及基本参数

 

武定6.5级地震前,震中周围300km范围内共有有人值守(区域台网)和无人值守(电信传输台网)测震台46个,其中云南省35个、四川省10个、贵州省1个(图1)。在100km范围内11个,101~200km范围内16个,201~300km范围19个。研究区地震台网的监测能力为ML≥2.0级。地震基本参数如表1。

图1  武定6.5级地震前测震台网分布图

Fig.1  Distribution of seismometric stations before the MS6.5

       Wuding earthquake

 

1  武定6.5级地震基本参数

Table 1  The basic parameters of the MS6.5 Wuding earthquake

编号

发震日期

发震时刻

震中位置

震级

MS

震源深

/km

震中

地名

结果

来源

   

   

φN

λE

1

1995  10  24

 06  46  52.2

25°50

102°19

6.5

15

武定

2)

2

1995  10  24

 06  46  51.1

25.95°

102.30°

6.5

15

武定

[8]

3

1995  10  24

06  46  49

25.99°

102.24°

6.3

3

 

ISC

 

地震地质背景 

 

震区位于扬子地台西缘二级构造单元康滇地轴中南部。该地轴为一南北向展布的狭长正向二级构造单元,发育一系列南北向断裂构造,由西而东依次为元谋-绿汁江断裂、易门断裂、普渡河断裂和小江断裂呈等间距展布。康滇地轴西部以元谋-绿汁江断裂为界与滇中断陷相接,东部以小江断裂为界与滇东断陷毗邻。沿地轴展布的南北方向存在一条重力异常梯度带从易门断裂和普渡河断裂中间通过,其间地壳厚度42~45km[9]。该地轴总的形变特征是整体隆升,速率0.36mm/a,而沿内部各断裂又有水平错动[10]。

震中70km范围内的主要构造是上述的前三条断裂,各断裂上均有历史地震活动(图2),武定6.5级地震就发生在易门断裂带上。

图2  震中附近断裂构造及历史地震分布图

断裂名称:①易门断裂;②普渡河断裂;③元谋-绿汁江断裂

Fig.2  Map of fault structure and historic earthquake in the

       epicenter area

(1) 元谋-绿汁江断裂南北向纵贯震区西部,为康滇地轴的西界。北沿金沙江伸入四川,南经元谋、绿汁江交于红河断裂。总体倾向东,倾角较陡,部分直立或西倾。云南境内长250km,破碎带宽100m以上。地貌上表现为南北向线形谷地、断层三角面、陡崖、陡坎等。元谋盆地东侧的第三纪粉砂岩、泥质岩和第四纪冲洪积层均发生明显的褶皱断错。该断裂为重力梯度带和磁异常分界线,为深达壳底的深大断裂。第四纪以来表现出以左旋错动为主要垂直差升降运动的活动方式。该断裂上曾发生5次历史地震3),分别为1518年7月2日云南禄丰黑井4 级;1713年1月1日云南元谋5 级;1928年9月23日云南禄丰黑井5 级;1955年9月1日、23日四川会理鱼蚱5 级和6 级地震。

(2) 易门断裂南北向纵贯震中区。云南境内北起汤郎,向南经发窝、插甸、萝茨盆地,于易门附近截止于北西向断裂;北穿金沙江进入四川,经会理与安宁河断裂相接。云南境内长170km,倾向西,倾角70°~80°。断裂挤压破碎强烈,带宽300m,最宽可达1500m。地貌上表现为南北向线型槽地或谷地,并发育一连串大小不等的新生代盆地,盆地的形成发展均受到断裂较严格的控制,新生界地层多发生明显的褶皱变形和断错。地球物理场显示沿断裂有明显的重力梯度带和磁异常分界线,地震测深反映在元谋-绿汁江断裂与该断裂之间,莫霍面及壳内界面均呈地垒形式且深部错动主要在易门断裂一侧,说明该断裂为一超壳断裂[11],也表明该断裂为康滇地轴中较活跃的主干断裂。在该断裂及其两侧附近,曾于1644年5月1日发生武定5级;1670年7月1日发生罗茨5 级;1877年10月1日发生武定北5级;1986年10月7日发生富民西北5.1级地震3)。武定6.5级地震就发生在该断裂带上。

(3) 普渡河断裂位于震区东部。自四川宁南附近向南穿金沙江入云南,沿马桑井、散旦向南穿出研究区,云南境内长约240km。断裂总体呈南北向延伸,局部向北东偏5°~10°,倾向东,倾角70°~80°。地球物理资料显示为一切入较深的岩石圈断裂,有宽达400m的破碎带。地貌上表现为线状谷地、槽地、陡崖和三角面,沿断裂分布有规模较大的一连串新生带断陷盆地,其中以昆明、玉溪盆地最为典型,盆地中断裂附近新生代地层有明显的变形错断,反映出断裂新活动具有张性左旋剪切运动。在该断裂附近曾于1701年1月1日发生富民5 级、1893年4月1日发生禄劝5级3)、1985年4月18日发生禄劝6.3级和1988年4月15日四川会东南5.2级地震。

 

烈度分布及震害

 

宏观震中位于武定县发窝乡芬多村附近(25°53′N、102°15′E)。极震区烈度为Ⅸ度,等震线分布如图3。极震区土木结构房屋倒毁或墙倒架歪者15%、墙体大部分倒塌或屋架微倾者35%、墙体开裂严重或局部倒塌者26%、墙体裂缝或少量梭瓦者24%;砖木结构房屋砖柱普遍断裂错位,墙体严重开裂或倒塌;砖混结构房屋多数为严重以上破坏,部分遭中等、轻微破坏,少数完好。水库坝体纵向和横向普遍出现不同程度的裂缝,少数伴随有沉降、漏水,个别小水库垮坝,库区边坡滑坡滑入库内,水库操作台损坏,溢洪道振裂;蓄水池振裂漏水,铸管振裂变形,造成震区普遍断水;电站发电机组部分受损,电站引水渠振裂甚至垮塌,蓄水坝压力前池开裂漏水,厂房受损,电杆倾斜、折断,电线拉断,变压器烧坏,配电设备受损,造成灾区普遍停电;通信传输设备变形、移位,杆架倾斜或震倒,线路拉断;公路边坡裂缝十分严重,个别路段路基下沉或垮塌,公路滑坡崩塌阻塞现象十分严重,部分公路桥梁遭不同程度破坏;地震造成的地表破坏有地面裂缝、滑坡、崩塌、喷砂冒水及地陷等。直接经济损失云南省境内达74383万元、四川省境内为3613.51万元,共计77996.51万元。

图3  武定6.5级地震的等震线分布图

Fig.3  Isoseismic map of the MS6.5 Wuding earthquake

 

 

Ⅸ度区:北起自乌,南到康照,东迄发窝的阿庆争,西达东坡。呈拱向北东走向北西的新月形,长轴方向约285°,长约28km,短轴长约10~20km,面积约320 km2。该区房屋以严重破坏和毁坏为主,生命线工程普遍遭到破坏,地表破坏现象广泛分布。

Ⅷ度区:北起马德坪、万德,南至插甸,东迄禄劝县的拥召箐,西达环州、丙弄。呈北部稍宽南部稍窄的梨形。其长轴方向为NNW向,长约40km,短轴长约32km,面积约950 km2 。该区房屋以中等破坏为主,生命线工程部分受损,地表破坏现象丰富。

Ⅶ度区:北起禄劝县的已衣,南到猫街、武定县城以北,东迄禄劝县的撒营盘、团街,西达元谋县的物茂,呈倒梨形。长轴方向为NNW,长约80km,短轴长约70km,面积约3400 km2。该区房屋以轻微破坏为主,生命线工程少数遭到损坏,地表破坏现象有零星分布。

Ⅵ度区:北起四川省攀枝花市的大田,南到禄丰县的阿纳、富民县的者北,东迄寻甸县的鸡街,西达永仁县的猛虎、元谋县的新华,呈近南北向的椭圆形,长轴约134km,短轴约115km,面积7700km2。该区房屋少数轻微破坏,生命线工程个别损坏,地表破坏现象较少。

有感范围北达四川省冕宁、越西、宁南一带,东迄昭通、曲靖,西达丽江、大理。

武定地震烈度分布总体图像呈近南北向西偏转的浑圆形,分布特征表现为:

(1) 几个烈度区的长轴方向不一致;

(2) 烈度区东宽西窄,Ⅸ、Ⅷ、Ⅶ度烈度线均一致显示出东面自然弯曲、平滑整齐、衰减正常,西面Ⅸ、Ⅷ、Ⅶ度烈度线较为平直,且Ⅸ度线向北呈微弯曲状;

(3) 各烈度区长短轴接近。

武定地震烈度分布特征与南北向发窝-易门断裂在震区的展布特点基本吻合。

 

地震序列 

据云南地震台网测定,1995年10月24日武定6.5级地震后至1996年1月25日共发生余震4020次,其中ML0.0~1.9级961次、ML2.0~2.9级2536次、ML3.0~3.9级422次、ML4.0~4.9级91次、ML5.0~5.9级10次,最大余震为主震后19小时发生的MS5.3级。短短半个月发生ML5.0级以上余震10次(表2)。 

表2  武定地震序列目录(ML≥5.0)

Table 2  Cataloggue of the MS6.5 Wuding earthquake sequence(ML≥5.0)

编号

发 震 时 刻

震 中 位 置

震 级

震源深

度/km

 年   月  日

时  分  秒

φN

λE

ML

MS

1

1995  10  24

 06  46  53

25°50′

102°19′

 

6.5

15

2

1995  10  24

 09  00  46

25°49′

102°21′

 

5.0

20

3

1995  10  25

 01  43  26

25°53′

102°17′

 

5.3

10

4

1995  10  25

 06  32  54

25°54′

102°09′

 

5.1

5

5

1995  10  25

 10  42  56

25°52′

102°19′

5.1

 

10

6

1995  10  25

 11  16  32

25°54′

102°15′

5.1

 

10

7

1995  10  25

 12  21  51

25°51′

102°18′

5.0

 

10

8

1995  10  28

 20  55  05

25°53′

102°20′

 

5.0

10

9

1995  10  30

 01  18  41

25°53′

102°10′

5.1

4.9

10

10

1995  11   1

 16  10  07

25°52′

102°18′

 

5.2

10

11

1995  11   8

 04  47  05

25°50′

102°15′

5.0

4.9

10

 

1.地震序列类型

该序列主震与余震能量比E1/∑E=0.86,次大地震为10月25日1时发生的MS5.3级,与主震的震级差DM=1.2,据此判定该序列类型为主震-余震型。

2.地震序列衰减情况

地震序列的M-t图、N-t图和蠕变曲线(图4~6), p =1.02、b =0.86,以及序列参数h =1.1(图7~9),表明余震强度变化虽有起伏但总体衰减缓慢,余震频度衰减较慢,但基本符合指数规律,h值曲线平稳无明显起伏。

图4  武定6.5级地震序列的M-t图

Fig.4  The M-t diagram of the MS 6.5 Wuding earthquake sequence

 

 

图5  武定6.5级地震序列的N-t曲线(ML≥1.0)

Fig.5  The N-t curve of the MS 6.5 Wuding earthquake

       sequence (ML≥1.0)

 

 

图6  武定6.5级地震序列的蠕变曲线 

Fig.6  Strain release of the MS 6.5 Wuding earthquake sequence

 

 

 

图7  武定6.5级地震序列的lgN-lgt图

Fig.7  The lgN-lgt diagram of the MS 6.5 Wuding earthquake sequence

 

 

 

图8  武定6.5级地震序列的b值图

Fig.8  b-value diagram of the MS 6.5 Wuding earthquake sequence

 

 

图9  武定6.5级地震序列的h-t 图

Fig.9  h-t diagram of the MS 6.5 Wuding earthquake sequence

 

 

 3.余震空间分布特征

 地震序列的余震震中分布主体呈北西向分布,主要分布在主震的西北方向,西北方向展布范围约40km,北东方向展布范围约30km(图10)。

图10  武定6.5级地震序列的震中分布图(ML≥2.0)

Fig.10  Distribution of the MS 6.5 Wuding earthquake

        sequence (ML≥2.0)

 

震源机制解和主破裂面

 

据云南遥测台网20多个地震台和部分全国基准地震台网的P波初动符号,得主震震源机制解(矛盾符号比0.15,精度A类):震源机制解的节面Ⅰ走向277°、倾向N、倾角70°,节面Ⅱ走向5°、倾向W、倾角83°,两节面都相当陡峭。等效释放应力场主压应力轴方位为NW-NE(319°)、仰角19°,接近水平(表3,图11)。在此压应力场作用下,节面Ⅰ以右旋水平剪切错动为主,节面Ⅱ为左旋水平剪切错动为主。 

11  武定6.5级地震震源机制解图

Fig. 11  Focal mechanism solution of the MS6.5 Wuding earthquake

 

表3  武定6.5级地震震源机制解

Table 3  Focal mechanism solution of the MS6.5 Wuding earthquake

编号

节面Ⅰ

节面Ⅱ

P

T

B

X

Y

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

277

N

70

5

W

83

319

19

53

10

167

89

275

7

7

20

[6]

综合地震等震线长轴优势方向(除Ⅸ度区近东西向)近南北向,余震的空间优势分布为北西,认为近南北向的节面Ⅱ是主震破裂面。地震地质考察与节面Ⅱ的走向、力学性质表明此次地震是在北西向主压应力作用下,近南北向的易门断裂发生左旋水平错动的结果,因此发震构造是易门断裂。


观测台网及前兆异常  

 

武定6.5级地震发生在川滇地震观测台网较密集的地区。在震中300km范围内有地震观测台站63个,其中测震台站46个(图1),其他定点前兆观测台站52个,共有测震、重力、地应力、地倾斜、短基线、短水准、地磁垂直分量Z、地磁偏角D、地电阻率、自然电位、水位、深井水温、流量、水电导率、pH值、水氡、气氡、水汞、固体CO2、气体CO2、甲烷、Cl�D等22种观测项目182个观测台项(图12)。这些定点前兆观测项目在武定6.5级地震前都有长期连续可靠的观测资料。

12  武定6.5级地震前定点前兆观测台站分布图

Fig. 12  Distribution of fixed precursory monitoring stations  

         before the MS6.5 Wuding earthquake

 

武定6.5级地震前共出现12个异常观测项目27项次异常(表4)。其中地震学共出现5个异常项目5项次异常(地震条带、地震平静―活跃、b值、振幅比、前兆震群),定点前兆观测共有17个异常台站出现7个异常项目22项次异常(图13),其中地倾斜10项次,短基线1项次,短水准3项次,水位3项次,水氡2项次,水汞2项次,自然电位1项次。按学科计,地形变学科14项次,地下流体学科7项次,磁电1项次,主要以形变和流体学科异常为主。这次地震前未发现明显的宏观异常。

在震中周围100km范围内的12个前兆观测台站22个台项中,3个台站4个台项出现异常,异常台站和异常台项百分比分别为25%和18%;在101~200km范围内的22个前兆观测台站54个台项中,6个台站9个台项出现异常,异常台站和异常台项百分比分别为27%和17%;在201~300km范围内的18个前兆观测台站60个台项中,8个台站8个台项出现异常,异常台站和异常台项百分比分别为44%和13%。

 

图13  武定6.5级地震前定点前兆观测异常分布图

Fig. 13  Distribution of procursory anomalies at the fixed

         observation stations before the MS6.5 Wuding earthquake

 

    表4  异常情况登记表

    Table 4  Summmary table of precursory anomalies

 1.地震学异常

 (1) 地震条带

 武定地震前于1992.12.1~1995年滇东北形成长约600km、宽约100km的北东向4级地震条带,滇西北形成长约400km、宽约100km的北西向4级地震条带,两个条带交汇在武定地震附近(图14)。

图14  武定6.5级地震前地震条带展布(ML≥4.0)(1992.12~1995.10)

Fig. 14  Seismic belts before the MS6.5 Wuding earthquake

         (1992.12~1995.10)

 

(2) 地震活动平静―活跃

 武定地震震中附近(1平方度)3.0级以上地震半年频度多年来最大值4次,1990年上半年达6次后,频次连续下降,但1995年上半年高达7次(图15)。

图15  武定6.5级地震邻近地区3级地震半年频度图

Fig. 15  Half-year frequency of ML≥3.0 earthquakes in Wuding and

         its adjacent area

 

(3) b

对1993年度云南地区ML 2.5~5.5级地震1平方度的b值空间扫描计算,显示东川、玉溪、楚雄一带出现b≤0.70的低值异常,异常于1994年度恢复。武定地震发生在低b值区边缘(图16)。

16  武定6.5级地震前低b值异常图

Fig. 16  Distribution of lower b-value area before the MS6.5

         Wuding earthquake

 

(4) 振幅比

 巧家地震台距武定地震135km,地震图垂直分量P、S波最大振幅比月均值在1994年9月出现高达8.5的高值异常,为1980年以来最大值,超过多年均值的3倍。次大峰值出现在1985年禄劝6.3级地震前14个月(图17)。

17  巧家地震台振幅比时间进程图

Fig. 17  Curve of amplitude ratioAS/APfrom Qiaojia

         seismic station

 

(5) 前兆震群

 1995年10月1~4日在武定地震50km范围的禄丰发生3级前兆震群,共记录ML2.2~3.9级小震10次,其中3.1~3.9级4次,分别为3.4、3.1、3.6、3.9级,震源深度达10~15km。

2.前兆观测异常

 充分考虑资料的可靠性、连续性和正常动态(背景)的约束作用,以较高的异常与背景变化进行认真细致的甄别,共遴选出武定6.5级地震前出现的22项次前兆观测异常。异常的具体情况详见表4和图18~37。

18  华坪水氡5日均值曲线

Fig. 18  5-day mean value of radon content in groundwater

         at Huaping station

 

 

 

19  南涧水氡5日均值曲线

Fig. 19  5-day mean value of radon content in groundwater

         at Nanjian station

 

 

20  攀枝花水位日均值曲线

Fig. 20  Daily mean value of groundwater level at Panzhihua station

 

 

图21  建水水位日均值曲线

Fig. 21  Daily mean value of groundwater level at Jianshui station

 

 

图22  开远水位日均值曲线

Fig. 22  Daily mean value of groundwater level at Kaiyuan station

 

 

图23  曲靖水汞5日均值曲线

Fig. 23  5-day mean value of mercury content in groundwater

         at Qujing station

 

 

图24  洱源水汞月均值曲线

Fig. 24  Monthly mean value of mercury content in groundwater

         at Eryuan station

 

 

图25  元谋自然电位日均值曲线

Fig. 25  Daily mean value of earth spontaneous potential at

         Yuanmou station

 

 

图26  永胜短基线(a)和短水准(b)月测值曲线

Fig. 26  Monthly value of short base line(a)and short leveling

         (b)across fault at Yongsheng station

 

 

图27  通海短水准月测值曲线

Fig. 27  Monthly value of short leveling across fault at

         Tonghai station

 

 

图28  下关短水准月测值曲线

Fig. 28  Monthly value of short leveling across fault at

         Xiaguan station

 

 

图29  攀枝花地倾斜NS向日均值曲线

Fig. 29  Daily mean value of tilt in Panzhihua station

 

 

图30  攀矿地倾斜日均值曲线

Fig. 30  Daily mean value of tilt at Pankuang station

 

 

 

图31  楚雄地倾斜日均值曲线

Fig. 31  Daily mean value of tilt at Chuxiong station

 

 

图32  永胜地倾斜日均值曲线

Fig. 32  Daily mean value of tilt at Yongsheng station

 

 

图33  通海地倾斜日均值曲线

(a)EW方向;(b)NS方向

Fig. 33  Daily mean value of tilt at Tonghai station

 

 

 

图34  西昌地倾斜日均值曲线

Fig. 34  Daily mean value of tilt at Xichang station

 

 

 

图35  云县地倾斜日均值曲线

Fig. 35  Daily mean value of tilt at Yunxian station

 

 

图36  个旧地倾斜日均值曲线

Fig. 36  Daily mean value of tilt at Gejiu station

 

 

 

图37  云龙地倾斜日均值曲线

Fig. 37  Daily mean value of tilt at Yunlong station

 

 

前兆异常特征分析

1.两大异常类型

 武定6.5级地震的前兆观测异常可分为两类:一类是在某种正常动态(背景)下有短暂(相对于资料长度而言)的大幅度变化(有些为巨变异常),如攀枝花的水位,曲靖、洱源的水汞,元谋的自然电位,下关的短水准,攀枝花、通海的地倾斜等,异常只是暂时的,正常动态(背景)本身并未发生改变;另一类是多年的正常动态(背景)基准值本身在较短的时段(相对于资料长度而言)内发生显著的变化而且不能恢复,即正常动态(背景)本身发生了变化,如华坪、南涧的水氡,建水、开远的水位,永胜的短基线、短水准,通海的短水准,攀矿、楚雄、永胜、西昌、云县、个旧、云龙的地倾斜等。前者说明地震孕育的应力场使观测点处的应力发生变化并产生相应的弹性形变,地震孕育过程结束后该点处的应力和相应的形变同时恢复;后者说明地震孕育的应力场使观测点处的应力发生变化并产生永久形变,地震孕育过程结束后该点处的应力也许恢复而相应的永久形变则无法恢复。在同一地震孕育过程中,在相当尺度(300km)范围内,有的地区发生弹性形变,有的地区出现永久形变。这种差异可能是地震孕育时的应力不均匀分布和区域岩石介质横向不均匀性双重因素造成的。这是一个具有地域差别的值得专门和深入研究的课题。

 2.地形变学科异常占优势

 就观测手段而言,地形变学科异常尤其是地倾斜异常占绝大多数,其次为流体学科异常。在除地震学异常项目外的其他7个前兆观测异常项目21个异常台项中,形变学科异常占13台项(地倾斜9台项,短基线1台项,短水准3台项),占全部异常台项的62%;流体学科异常7台项(水位3台项,水氡2台项,水汞2台项)占全部异常台项的33%;磁电学科1台项(元谋自然电位),占全部异常台项的5%。就各学科异常率而言,形变学科共38个观测台项,出现异常13台项,异常率34%;流体学科共有77个观测台项,出现异常7台项,异常率9%;磁电学科共有15个观测台项,出现异常1台项,异常率7%;单就地倾斜而言,共有14个观测台项,出现异常9台项,异常率64%。可见,无论绝对数量还是异常率,大地形变异常尤其是地倾斜异常是主要的。

 3.中期异常多,短临异常少

 就测项而言,在总计27项次(含地震学异常)异常中,中期异常(A类)多达19项次,占全部异常项次的70%;短期异常(B类)6项次,占全部异常项次的22%;而临震异常(C类)仅2项次,占全部异常项次的8%。就台站而言,除地震条带、地震频度、b值等三项区域性异常(面状异常,不能按点统计)外,在总计24个异常台次(含2台次地震学点状异常)中,中期异常16台次,占全部异常站次的67%;短期异常6台次,占全部异常台次的25%;临震异常2台次,占全部异常台次的8%。可以看出,无论从台站(点)讲还是从测项讲,中期异常占多数,短临异常,特别是临震异常很少。

 4.外围异常多,中心异常少

 除地震学的3项面状异常外,其余19个异常台站(点)中,就异常台站(点)的绝对数量而言,0~100km范围内4个,占19个异常站点的21%;101~200km范围内7个,占37%;而201~300km范围内8个,占42%。就台站(点)的异常率而言,0~100km范围内共有前兆观测台站(点)13个(含1个抽象的地震观测台站,以反映地震学的禄丰前兆震群异常),异常台站4个,异常率31%;101~200km范围内共有前兆观测台站23个(含巧家地震台,以反映地震学的振幅比异常),异常台站7个,异常率30%;201~300km范围内共有前兆观测台站18个,异常台站8个,异常率44%。就异常台站(点)的密度而言,由于3个统计范围的面积比为1∶3∶5,因此台站(点)的密度比为1∶0.59∶0.28,说明台站(点)的分布是中心密而外围疏,如果按最内圈的台站密度计,则台站数依次应为13个、39个、65个;按各自的异常率,异常台站数依次应为4个、12个、29个,那么异常台站密度比为1∶1∶1.45。因此,无论从绝对数量、异常率,还是异常密度,异常台站(点)都呈外围多而中间少的分布格局。

 5.异常幅度大、持时长、趋势过程清晰完整

 地震学异常如地震条带、频度、巧家台振幅比都达到历史最大值。前兆观测异常如攀枝花地倾斜和水位、曲靖水汞、永胜短基线和短水准、通海地倾斜和短水准、下关短水准、西昌地倾斜、洱源水汞、开远水位、云县地倾斜、个旧地倾斜、云龙地倾斜的变化幅度都是自1988年澜沧-耿马7级大震后10年左右时间尺度上发生的最大异常变化。这些异常的持续时间普遍较长,多数在0.5~5年间,有些超过5年,如永胜短水准(7年)、通海地倾斜(5年)和短水准(6年)。多数异常的趋势过程完整清晰,如攀枝花地倾斜和水位、曲靖水汞、通海地倾斜、下关短水准、洱源水汞等,都有异常的逐渐发生、发展到结束的完整过程。

 上述异常特征表明,多数异常为中期异常,发生在1995~1996年间,而这一时段内云南地区强震连发,先后发生1995年7月12日孟连西7.3级,1995年10月24日武定6.5级和1996年2月3日丽江7.0级地震,武定6.5级地震与前后两个7级大震相隔均3月余,某些持时较长的异常过程是三个连发强震整体孕育过程的异常还是其中一个地震的异常很难区分,因此,区分连发强震的场兆与源兆的原则、方法和技术途径是急需研究的课题。

 武定6.5级地震300km范围内的前兆观测异常分布呈外围多而中心少的“空心化”趋势,这一现象似与陈立德[12]提出的地震孕育硬化模型相符,这亦是值得进一步研究的问题。

    武定6.5级地震的前兆观测异常以形变学科为主,而云南观测最多的是流体学科,形变学科观测项目为数较少,这充分说明形变学科是地震预测实践中具有前途的观测项目之一,值得全面系统的深入分析探讨大地形变与地震之间的关系。

 

总结与讨论 

 

武定6.5级地震的发震构造公认为南北向的易门断裂,是先存断裂的再次粘滑活动引起的,但其余震呈北西向优势分布,似与发震构造存在矛盾,需进一步研究。震前出现的地震学异常如地震条带、震中区中等地震的平静―活跃、低b值异常区及禄丰3级震群有地点指示意义。前兆观测异常以中期异常占多数,短临异常尤其是临震异常很少,表明地震预测预报的短临突破还有很长的路要走。中期异常多说明地震孕育时间长,多数中期异常持时在1~2年左右,而这一时段内,前有孟连西7.3级地震,后有丽江7.0级地震,武定6.5级地震与前者相隔104天,与后者相隔101天,即3个月左右的时间,在这样短的时段内只能区分3个地震的短临异常,对于3个月以上的短期异常和中期异常难以区分究竟属于哪个地震,这使得本已很复杂的单一地震孕育的场源关系变得尤为复杂,因此,要区分武定6.5级地震的场兆和源兆是很困难的,要区分某些异常到底是哪个地震孕育引起的同样也是很困难的。但是,要预测连发中强震的单次地震,就必须区分异常发展的阶段差别和区域差别,因此建议研究3次地震的整个异常过程,看是否在时空演进上有阶段特征(一个阶段对应一次地震)和区域特征(一个特定区域的异常对应某一个地震),只有在整个过程的两个特征能区分的前提下,才能具体研究或区分3次地震本身的异常时空演化特征。同样,武定6.5级地震的前兆观测异常的大幅度特征也有这个问题,即如此大的异常幅度,到底是武定地震本身孕育造成的呢?还是3次地震的整体孕育过程造成的?这些问题都是很有意义很值得研究的问题。在观测手段上,异常以地形变学科占大多数,这说明地震和地形变有着密不可分的关系,地震和地形变都是地壳应力变化的产物,地形变现象比地震现象更普遍地存在着、发生着。武定地震的震例总结研究表明,地形变学科是地震预测预报有前途的观测手段之一,建议在今后前兆观测台网改造更新或增设台站时,多上一些地形变观测台项。同时,利用现有资料,系统地总结研究地形变异常与地震的关系将是一件很有意义的工作。

 

 

 

参考文献和参考资料

 

参  考  文  献

[1] 王兴辉,武定6.5级地震序列,地震通讯,4,16~21,1996。

[2] 蔡静观、王兴辉、雷素华、张喜玲、李永莉,云南孟连西7.3级、武定6.5级、丽江7.0级三次强震前地震波振幅比的时空演化特征,地震研究,21(1),13~20,1998。

[3] 宋文、黄毓珍,武定6.5级地震序列的震源机制,地震研究,20(3),265~272,1997。

[4] 秦嘉政、谢庆茵、钱晓东、张俊伟,武定地震序列的震源参数与频率特征,地震地磁观测与研究,20(3),13~17,1999。

[5] 秦嘉政、钱晓东、蔡静观、苏有锦、付虹,武定6.5级地震序列的地震应力降研究,地震研究,24(1),2001。

[6] 王绍晋、龙晓帆,武定6.5级地震前后环境应力场动态变化,地震研究,23(3),298~306,2000。

[7] 毛培德,武定6.5级地震孕震过程测震学特征,地震研究,24(1),82~87,2001。

[8] 陈培善,全球大震和中国及邻区中强震地震活动(1995年9~11月),地震学报,18(2),276~277,1996。

[9] 国家地震局《中国岩石圈动力学地图集》编委会,中国岩石圈动力学地图集,北京:中国地图出版社,1989。

[10] 毛玉平等,2000年云南姚安6.5级地震,昆明:云南科技出版社,2001。

[11] 阚荣举等,云南遮放至马龙地学断面,北京:地震出版社,1992。

[12] 陈立德,丽江7.0级地震短临异常特征及震源硬化模型,地震,18(1),7~13,1998。

 

参  考  资  料

1)云南省地震局武定地震现场指挥部,1995年武定6.5级地震现场考察和研究,云南省地震局,1996.6,打印件。

2)云南省地震局,云南地震目录(1994~1996年), 1998,铅印件。

3)《中国地震简目》汇编组,中国地震简目, 1988.10,铅印件。

4)云南省地震局,震情反映(9510)、(9511),云南省地震局,1995.8,打印件。

5)国家地震局,震科[1995]057号文件,云南省地震局,1995.9,打印件。

6)楚雄州地震局,1996年度云南省地震趋势研究报告,云南省地震局,1995.9,打印件。

7)楚雄州地震局,关于加强震情监视预报工作的紧急通知,楚雄州地震局,1995.10,打印件。

8)云南省地震局武定地震现场指挥部,震情通知(1~7),云南省地震局,1995.10,打印件。