1985年9月2日云南省建水5.3级地震震例报告


 云南省地震局 罗 平


  前言 | 测震台网及基本参数 | 地震地质背景 | 烈度分布 | 地震序列 | 震源机制解和主破裂面
观测台网及前兆异常前兆异常及其特征分析 | 参考文献参考资料

 

 

前 言

 

     1985年9月2日,云南省建水与石屏两县交界处发生一次5.3级地震,震中烈度为Ⅶ度。这次地震使1015间房屋受到不同程度的破坏(墙倒、墙开裂、滑瓦等),三人受轻伤。

    地震发生后,云南省地震局立即派人到现场,进行震情监视、宏观和地震地质考察工作。

    这次5.3级地震发生在石屏―建水地震带上,该带历史上曾发生多次破坏性地震,是云南地震活动频度和强度较高的地区之一。

    对滇南地区的地震危险性,1984年底云南省地震局曾在“云南地区1985年地震趋势研究报告”有关1985年云南5.5(±0.5)级中强震危险区的论述中,根据气象、地震活动性及倾斜、视电阻率等前兆异常指出:“以蒙自为参考点,半径为120 km的滇南地区,有发生5.5级地震的危险”。这次5.3级地震就发生在距参考点75km处。禄劝地震发生后,根据地震活动迁移、水位、倾斜等异常多次指出该区仍存在发生中强地震的危险。如1985年6月14日在“禄劝-寻甸地震总结及全省地震趋势判定会”会议纪要及6月23日“震情反映”(8509号)中,曾两次指出滇南的开远-石屏一带有发生5.5级地震的可能,应加强监视。

  

 

测震台网及地震基本参数  

 

 1985年建水5.3级地震的基本参数如表1。

 

1  地震基本参数

Table 1  Basic parameters of earthquake

编号

地震日期

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

  纬

  经

1

1985 9 2

03 07 41

23°36′

102°41′

5.3

 

建水西南

1)

2

1985 9 2

03 07 44.7

23.7°

102.9°

5.3

12

建水东

2

 

 

地震地质背景


    建水 5.3级地震发生在北西向展布、右旋错动的石屏-建水断裂带以南的一条北东向断裂上。石屏-建水断裂位于川滇南北向断裂带南端与北西向红河断裂带之间,即川滇菱形块体的南端,是应力易于集中的部位(图1)。

    图1是石屏-建水地震带历史地震震中分布图。从图可见,自有历史记载以来,在石屏-建水地震带上,发生过多次5级以上地震,最大的一次是1887年12月26日7级(烈度Ⅸ度)地震。1940年4月6日石屏宝秀6.0级地震,有较详细的历史记载,其发震断层就是石屏-建水断裂[1]

1 石屏-建水地震带历史地震震中分布图 (附构造位置示意图)

Fig.1  Epicentral distributione of historical earthquakes along  

       Shiping-Jianshui seismic belt

 

    据地震考察报告1),这次5.3级地震,发生在石屏-建水断裂带南面北东走向的红坡断层上,而东西走向的石屏-建水断裂通过本次地震Ⅵ度区的北部。此外,震区西部还有一条与红坡断层平行的下假巴-新街断层(图2)。新街与坝心是1934年1月12日6.0级地震的震中。下假巴-新街和红坡断层的新活动,在地形地貌上有一定显示。下假巴-新街断层两侧,高原面呈现东高西低的特征。红坡断层由红坡脚经田房到下坡处一带,在地貌上,沿该断裂有一条北东走向的线状谷地,田房至红坡脚之间可见到宽约50m的断层陡立带。由于断层活动使断层西侧的高原面高出东侧100m左右,断层两侧山脊、沟谷的牵引形态显示断层具左旋活动特征。红坡断层与石屏-建水断裂交汇处的海河沿线阶地高程资料表明,红坡断层有西盘抬升,东盘下降的特征。这些资料表明,贯穿建水5.3级地震极震区的红坡断裂,是一条断层面较陡,东盘下降西盘抬升,显示左旋运动的活动断裂。

2 震区构造略图( 据1)改编 )

Fig.2  Sketch of geological structure in the seismic area

 

 

 

烈度分布


    5.3级地震的宏观震中为北纬23°34.7',东经102°38.8',行政区分属云南省建水县与石屏县管辖。震中烈度为Ⅶ度。

    图3是5.3级地震的等震线图。从图可见,极震区内有弥勒、上寨、田房、红坡脚等居民点。极震区长轴沿红坡断层呈北35°东方向展布,长、短轴直径分别为8和3km,面积约20km。Ⅵ度区走向与极震区走向一致,长、短轴直径分别为22和12km,面积约207km

    极震区内房屋的墙体普遍开裂,少部分土平房山墙或后墙部分倒塌,烟囱普遍倒塌。

    地震烈度分布特点如下:

    (1)5.3级地震未发生在北西向石屏-建水断裂上,而在其南面的北东向断裂上,所以极震区长轴走向为北东向,与历史地震(如1940年6级地震)的极震区方向不一致。

    (2)烈度衰减南北不对称,南边快北边慢。由于石屏-建水断裂横贯震区北部,沿断裂出现一些烈度偏高的异常点,因而使等震线向北衰减变慢。这一事实表明活动断裂对烈度可能有一定影响。

    (3)在Ⅵ度区内有Ⅶ度异常点,它主要受地基土质和地形条件的影响。

图3  建水5.3级地震等震线图

Fig.3  Isoseismal map of the MS5.3 Jianshui earthquake

 

 

 

地震序列  

 

    建水地震震中区周围60km范围内有建水(△=13km )、石屏(△=25 km)、个旧(△=53 km ) 和通海(△=58km )等4个地震台,能监测该地区≥1.5 级地震,云南省地震局分析组的建水地震序列目录,以建水台记录为主,凡是 ts-tp ≤2.6s的地震编入序列。

    本次地震无直接前震,截至11月底止,共记到余震550次,最大余震4.6级(发生在主震后13小时),震级差0.7级。≥3.0级地震共9次(表2)。

    主震能量占全序列总能量的90%左右,属主余震型地震。序列的衰减系数P=1.4(图4),图4中当t≥10天以后,取5天或10天平均日频度作图。序列b值为0.92(图5)。图6和图7分别为建水地震序列-t图和应变释放曲线。 

2 建水5.3级地震序列目录(≥3.0)

Table 2  Catalogue of the MS5.3 Jianshui earthquake sequence (3.0)

编号

地震日期

发震时刻

震 中 位 置

  级

震源深度(km)

震中地名

结果来源

 

年 月 日

时 分 秒

  纬

  经

MS

ML

 

建水西南

1)

1

1985  9  2

03 07 41

23°36′

102°41′

5.3

 

 

 

 

2

 

04 08 41

23°36′

102°42′

 

3.0

 

 

 

3

 

09 38 44

23°34′

102°40′

 

3.0

 

 

 

4

 

16 57 07

23°37′

102°41′

 

4.6

 

 

 

5

        3

01 21 19

23°33′

102°40′

 

3.8

 

 

 

6

 

18 35 13

23°34′

102°40′

 

3.2

 

 

 

7

        7

09 43 35

23°36′

102°39′

 

3.0

 

 

 

8

        9

05 30 14

23°39′

102°44′

 

3.8

 

 

 

9

       13

00 07 29

23°40′

102°41′

 

3.2

 

 

 

10

10 22

20 58 36

23°40′

102°38′

 

3.0

 

 

 

 

4 建水5.3级地震序列日频度图(≥1.5)

Fig.4  Diagram for daily frequency of the MS5.3 Jianshui earthquake

             

 

5 建水5.3级地震序列b值曲线(≥1.5)

Fig.5  b-value curve of the MS5.3 Jianshui earthquake sequence

 

 

 

图6  建水5.3级地震序列M-t图(M≥2.0)

Fig.6  M-t Diagram of the MS5.3 Jianshui earthquake sequence

 

 

7 建水5.3级地震序列应变释放曲线

Fig.7  Strain release curve of the MS5.3 Jianshui earthquake sequence

 

 

    从图可见,主震当天余震较多,同时发生了本序列的最大余震,此后余震频度、强度逐渐降低,到第九天(即9月10日)以后,余震减少,整个序列衰减是正常的。

    图8是本序列的地震震中分布图。从图可见,余震震中主要沿北东方向分布,余震区长轴长约22km,与等震线长轴走向基本一致,且大部份集中在Ⅵ度区范围内,余震区面积173km。11月12日以后余震跳出北东带的范围,在北部沿石屏-建水断裂形成一个近东西向的优势分布区。

8 建水5.3级地震余震震中分布图 (1985.9.2-11.25. M≥1.5)

Fig.8  Epicentral distributione of aftershocks of the MS5.3 Jianshui

       earthquake

 

 

震源机制解和地震主破裂面


    建水5.3级地震震源机制解见表3和图9。

    从图9和表3的结果看出,节面Ⅱ走向北东,倾向南东,倾角较陡,左旋正断层;P轴为北北西方向。

    地质考察结果认为,北35°东走向的红坡断层是一条西盘抬升,东盘下降,断面较陡并具左旋运动的断层,它与震源机制解中节面Ⅱ的走向和力学性质基本一致。

    前已述及,极震区等震线长轴走向为北东向,沿红坡断层对称分布;≥1.5级余震分布的优势方向亦为北东向,沿红坡断层两侧分布。

    上述四方面的资料都比较一致,所以认为节面Ⅱ是5.3级地震的主破裂面,走向和运动性质与之相近的红坡断层是5.3级地震的发震断层。据此不难看出,建水5.3级地震是北东向的红坡断层在北北西向主压应力作用下,产生左旋错动的结果。 

3  震源机制解

Table 3  Focal mechanism solution

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

130

SW

55

196

SE

60

160

48

102

0

346

41

107

30

220

34

王兴辉

2

106

NNE

84

18

SEE

74

154

7

61

6

267

72

108

16

16

7

王绍晋

注:编号1的矛盾符号比为6/32; 编号2的矛盾符号比为8/41。

 

9 建水5.3级地震震源机制解 (编号1)

Fig.9  Focal mechanism solution of aftershocks of the MS5.3

       Jianshui earthquake

 

 

观测台网及前兆异常


    图10是震中周围200km范围内观测台站位置分布图。从图可见,该范围内共有16个地震台站,其中测震台12个,水氡、水位、地磁、地倾斜、视电阻率、地应力、跨断层短基线、短水准、重力(包括流动重力)等观测项目36台项,但都分布在震中北面,其东、西、南、三面几乎没有(或很少)观测台站。5.3级地震前出现异常的项目有水位、地倾斜、流动重力、测震等(图11)。

    各种异常的特点及具体情况见表4和图12-18。

10 建水5.3级地震前观测台站位置分布图

Fig.10  Distribution of observational stations befor the MS5.3

        Jianshui earthquake

 

 

 

11 建水5.3级地震前异常分布图

Fig.11 Distribution of anomalies of the MS5.3 Jianshui earthquake

 

 

 

表4  异常情况登记表

Table 4 Abnormal situations

 

12 昆明测网重力点位及5.3级地震震中位置示意图

Fig.12 Sketch for location of gravity observation points by Kunming

       observational nest and epicenter of the MS5.3 Jianshui

       earthquake

 

 

13 石屏-建水测线各测段重力段差变化图

Fig.13  Diagram for section difference of gravity value in various

        sections along Shiping-Jianshui observation line

 

 

    昆明流动重力测网从1980年开始观测,一直用Warder型重力仪进行复测,复测周期为半年到一年。多期观测段差中误差为±24×10-8m/s。图12和13分别为昆明测网重力点位和石屏-建水测线各测段重力段差变化图( 图中各测段中误差为±12×10-8m/s)。

14 震中周围地区=2.3-4.9 级地震月频度图

Fig.14  Diagram for monthly frequency of earthquakes (=2.3-4.9)

        around the epicenter

         范围:北纬22.5°-24.6°,东经101.5°-103.8°

 

15 1985年6-8月 M=2.3-4.9级地震震中分布图

Fig.15  Epicentral Distribution of earthquakes (=2.3-4.9) in

        June-August 1985

 

 

 

16 曲江水位日均值曲线

Fig.16  Curve for daily mean value of water level in Qujiang

 

 

17 个旧水位日均值曲线

Fig.17  Curve for daily mean value of water level in Gejiu

 

 

18 个旧台石英摆倾斜EW分量日均值(a)、日均值一阶差分值(b)与个旧

      (R≥30mm)日降水量(c)对比曲线

Fig.18  Cmparisonal curves between daily mean value of ground

        tilt component(EW)

       (a)   and single-order differential variable (b) recorded

        by quartz pendulum tiltmeter,and daily rainfall (c) in

        gejiu

 

 

前兆异常及其特征分析   

 

    综合第七节的图和表,建水5.3级地震的前兆异常具有如下特征:

    (1)5.3级地震前,中、短、临异常种类中以短期异常为主,中期及临震异常很少。震前共出现6项异常(详见表4,图11 ),其中除流动重力为中期异常,个旧台地倾斜为临震异常外,其余4个异常都出现在1985年6-8月,属短期异常,占异常总数的67%(图19)。

19 建水5.3级地震前各类异常时间进程示意图

Fig.19  Sketch for time process of various anomalies before the MS5.3 Jianshui earthquake

         1.小震条带;  2.小震频度;  3.流动重力;  4.水位;  5.倾斜

    (2)异常的空间分布都集中在震中周围80km范围内,且集中在曲江和个旧两个台上。

    (3)出现异常的观测项目种类不多,只有测震、水位、地倾斜和流动重力,其中以水位所占比例较高。

    (4)异常的幅度与震中距没有关系。如流动重力,在震中区测段上,没有出现异常,相反地,离它较远的测段上却出现-100×10-8m/s的异常。

    综上所述,我们认为一个5级多地震,它的异常范围小(集中在100km范围内);异常时间短,以短期异常为主,出现在震前三天到几个月;而且可能只有几种观测项目出现异常。

 

     

 

[1]韩新民等, 石屏-建水断裂中段的新活动与地震,地震研究,Vol.5,No.2,1982。

 

     

 

1)周瑞琦等,1985年9月2日建水青龙5.5级地震考察报告(手稿),云南省地震局档案室,1985.10。

2)邓晓丽等,滇西实验场及其昆明地区流动重力监测资料的初步分析(手稿复印件),云南省地震局1987年中期趋势会商会材料,1986。

3)云南省地震局分析组,建水地震序列目录。

4)国家地震局地球物理研究所,中国地震台网临时报告(1985年)。