前
言
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1985年11月30日,在河北省邢台地震区南部的任县境内发生Ms5.3级地震。这是继1981年11月9日5.8级地震之后,在邢台震区发生的又一次中强地震。地震发生后,河北省地震局派人前往现场调查。宏观震中在任县永福庄一带,震中烈度为V度。这次地震未造成房屋损坏和人畜伤亡。 |
地震基本参数
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根据河北省地震台网记录,用石川法测定的这次地震的基本参数如表11)。
表1
地震基本参数表
Table
1 Basic parameters of earthquake
编号
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发震日期
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发震时刻
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震
中 位 置
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震级
(MS)
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震源深度
(km)
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震中地名
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结果
来源
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年
月 日
|
时
分 秒
|
北
纬
|
东
经
|
1
|
1985
1130
|
22
38 26.4
|
37°14′
|
114°49′
|
5.3
|
15
|
任县北
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姚殿义
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2
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1985
1130
|
22
38 26.4
|
37°11′
|
114°48′
|
5.3
|
12
|
任县北
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[1]
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地震地质背景
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5.3级地震是邢台地震序列中的晚期强余震。其地震地质背景与本书第一册1966年3月8日邢台地震的相同。只是这次地震发生在老震区的南部,震中在巨鹿凹陷内,浅部有北北东向的永福庄断裂通过其间,基底构造复杂。
巨鹿凹陷盆地是仅次于束鹿凹陷的又一差异活动强烈的区域。1966年邢台地震以来,该区曾多次发生5.0级以上的中强震。但邢台地震之前历史上未发生过5.0级以上地震(参见本书“1966年3月8日、22日河北省邢台6.8、7.2级地震”图1)。
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烈度分布
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根据现场考察,震感强烈的村庄有永福庄、岭南、吴庄、南留寨、甄庄、尼庄、马家庄等地。地震时,多数人跑出屋外,不少人还听到了地声,商店里货架上的商品、砖窑的砖坯个别被震落。其它村庄的感觉程度比以上七个村庄弱。宏观震中在永福庄一带,即北纬37°12',东经114°46'。震中烈度为V度,V度区近似一个长轴方向为北东东的椭圆,见图1。
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图1 任县5.3级地震等震线图
Fig.1
Isoseismal map of the MS 5.3 Renxian
earthquake
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这次地震的有感范围较大,北到石家庄,南至安阳,东到济南,西到太原。
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地震序列
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这次5.3级地震是整个邢台地震序列的一次新起伏,它释放的能量占本序列总能量的99.99%。地震发生时,在距震中100km范围内有5个测震台,100-200km范围内有8个测震台,具有监测2.0级以上地震的能力3)。这次地震无明显的前震,据河北省及其邻近地区地震目录4),震前仅有ML=1.8-2.3级的小震3次。能列出目录的余震只有57次,最大震级为ML=2.9。序列衰减很快,到12月9日余震就不明显了。频度衰减系数p值为1.8,见图2。
余震序列的M-t图见图3。用1.8-2.9级48次余震求得的b值为0.74,b值图如图4。能量衰减曲线见图5。余震震中分布图见图7。
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图2
任县5.3级地震序列衰减系数p值曲线
Fig.2
Curve for attenuation coefficient (p-value) of the
MS 5.3
Renxian earthquake sequence
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图3 任县5.3级地震序列M-t图
Fig.3
M-t diagram of the MS 5.3
Renxian earthquake sequence
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图4 任县5.3级地震序列b值曲线
Fig.4
b -value curve of the MS 5.3
Renxian earthquake sequence
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图5 任县5.3级地震序列能量衰减曲线
Fig.5
Curve for energy attenuation of the MS 5.3
Renxian
earthquake sequence
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图6 任县5.3级地震余震震中分布图
(1985.11.30--12.9,ML≥2.0)
Fig.6
Epicentral distribution of the aftershocksin the MS
5.3 Renxian
earthquake
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这次地震发生在邢台老震区的东南部,该处是没有发生过6级以上地震的区域,相对整个余震区,是能量释放得不充分的地段。因此,认为这次地震仍为邢台地震序列中的晚期余震。
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震源机制解和地震主破裂面
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用本省、邻近省市和全国台网共87个台站的P波初动符号,作出震源机制解的上半球投影,如图7,其参数列于表2。此结果的符号矛盾比为19.5%1)。
表2
震 源 机 制 解
Table
2 Focal mechanism solution
编号
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节面Ⅰ
|
节面Ⅱ
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P轴
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T轴
|
B轴
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X轴
|
Y轴
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结果
来源
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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
|
56
|
NW
|
88
|
147
|
NE
|
72
|
103
|
12
|
10
|
14
|
230
|
72
|
56.5
|
18.5
|
3262
|
1.5
|
1)
|
2
|
36
|
SE
|
85
|
126
|
直立
|
90
|
80
|
4
|
171
|
4
|
301
|
85
|
36
|
0
|
126
|
5
|
[1]
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根据震中区的地质构造走向、等震线的长轴方向和余震空间分布特征等判断,节面Ⅰ为这次地震的主破裂面。
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图7
任县5.3级地震震源机制解1)
Fig.7
Focal mechanism soluttion for the MS 5.3
Renxian earthquake
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地震台网及前兆异常
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距震中200km范围内有33个地震台站,其中测震台14个,其它前兆观测项目39台项,分布情况见图8。台站虽然较多,但异常却很少,除Ⅲ类和待研究的异常外,只有2台项异常,占测震以外前兆观测项目的5.1%。此外,某些试验观测项目记录了异常。本次地震的主要异常有两项。一项是马17井水位于10月11日13时和11月12日12时两次发生水位突变,水位分别升高了123mm和412mm,井水从井管溢出;另一项是,石家庄市自来水3号井的水氡在年动态近于直线的基础上,于11月21日出现氡值突跳,其值为
22.94×103Bq/m3,超过7倍均方差,11月30日地震当天,水氡突跳值为
21.46×103Bq/m3,超过5倍均方差,平行样也与之对应。另外,永年水管倾斜仪观测值9月份以后出现偏离2倍噪声限的异常变化,但因只处理了11个月的资料,对此还有些争议,只作参考。异常分布情况见图9,异常情况见表3和图10-14。
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图8 任县5.3级地震前台站分布图
Fig.8
Distribution of the seismic stations before the MS
5.3
Renxian earthquake
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图9 任县5.3级地震前异常分布图
Fig.9
Distribution of anomalies before the MS 5.3
Renxian
earthquake
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表3
异 常 情 况 登 记 表
Table
3 Abnormal situations
序号
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观测项目
|
台站或观测区
|
分析方法
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异常判据及观测误差
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震前异常起止时间
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震后变化
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最大幅度
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震中距(km)
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异常类别
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图号
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异常特点及备注
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1
|
地下水位
|
马17井
|
日均值
|
改变平时的动态规律
|
1985.10.11─12
|
平稳
|
412mm
|
171
|
BⅠ
|
10
|
突升二次,呈阶梯状
|
2
|
水氡
|
石家庄市自3井
|
日值
|
超波动方差σ=0.703×103
Bqm3
|
1985.11.21─30
|
逐渐恢复平稳,无突跳
|
22.94×103
|
90
|
CⅠ
|
11
|
二次出现突跳
|
3
|
地倾斜
|
永年
|
与地下水相关分析校正
|
超二倍中误差,σNS=±5.6μ
σEW=±5.5μ
|
1985.9─11
|
未做
|
-20μ
|
60
|
BⅢ
|
12
|
缓降,稍有回升
|
4
|
体积应变
|
峰峰矿
|
日均值
|
平时观测精度
4×10-9
|
1985.10.7─11.21
|
震后转平
|
3×10-7
|
96
|
D
|
13
|
下降回升后发震
|
5
|
电磁波
|
廊坊
高碑店
|
电磁交变信
|
平时无信息
|
1985.11.8─30
|
信息逐渐减少至无
|
3.0
mv・cm
|
254
296
|
D
|
14
|
信息由无到有,由弱到强,后恢复
|
|
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图10 马17井水位日均值曲线
Fig.10
Curve for daily mean values of water level at Ma No.17 well
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图11 石自3井水氡日均值曲线
Fig.11
Curve for daily mean value of radon content in water at Shizi
No.3 well
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图12 永年水管倾斜日均值曲线
Fig.12
Curve for daily mean value by watertube tiltmeter in
Yongnian
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另外,很有意义的是,正在进行试验观测的峰峰矿的体积应变仪和廊坊、高碑店的电磁交变信息装置,在震前观测到了明显的异常变化,如图13―14所示。
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图13 峰峰矿体积应变仪日均值曲线
Fig.13
Curve for daily mean value by volumetric strain meter at Fengfeng
mine
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图14 廊坊、高碑店交变信息异常图
Fig.14
Sketch for anomalies of alternating information in Langfang and
Gaobeidian
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总结与讨论
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这次5.3级地震因前兆异常较少,而震前确认为异常的只有马17井水位的突变。沧州地区地震局根据这一变化对这次地震作了预测。但是,要进行前兆异常特征分析,仅根据这些情况是很不充分的。
对这次地震有以下几点看法:
(1)5.3级地震是邢台地震序列中的晚期强余震[1],震前没有明显的前震。前兆异常少,异常时间短,无突出的临震前兆。
(2)从几个震例(如隆尧5.8级及本次5.3级地震)看,主震的前兆异常是较多的,而晚期强余震则往往异常甚少;原来主震有较丰富前震的,晚期强余震往往并没有前震,或者很少。海城、唐山等大震的晚期强余震,也曾有类似的现象。这是什么原因,很值得今后研究。
(3)任县5.3级地震烈度偏低。据文献[1]估计,5.3级地震的极震区烈度应为Ⅵ度强,而实际才V度。这可能也是晚期强余震的又一特点。
(4)经震后调查及这次收集到的材料发现:震前,一些新试验的观测方法有较好的异常反映。比如,由地壳应力所安装、并于1984年正式投入观测的峰峰矿体积应变仪,在震前54天的10月7日开始出现异常变化,其幅度达3×10-7量级(实际观测精度为4×10-9),而且临震前4个多小时,还记录到一个1.5×10-9量级的压性应变阶[2]。
另外,电磁交变信息的观测也记录到了较好的异常信息。据资料5)统计,电磁交变信息观测自1981年8月开始试测以来,多次出现与350km范围内的4.0级以上地震有关的异常信息。因此,应对这些苗头好的、新的前兆观测方法引起重视,加强试验研究。这对探索地震预报新方法、新途经具有重要意义。
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参
考 文
献
|
[1]陈绍绪等,1985年11月30日河北省任县5.3级地震,地震,No.4,1986。
[2]李志明、杜锡武等,邢台5.3级地震前峰峰地震台体应变反映特征,华北地震科学,Vol.5,
No.1,1987。
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参
考 资
料
|
1)姚殿义,任县5.3级地震机制解与邢台震区应力场演变特征(手稿)。
2)河北省交变信息实验小组,震前电磁交变信息实验资料清理技术报告(全国电磁会议材料),1986.6。
3)河北省及其邻近地区1986年12月地震目录,1985.11─12。
4)曾
炬、罗兰格等,1966年3月8日河北省隆尧6.8级地震,1987.4。
5)罗兰格等,华北测震台网测定地震的能力,河北地震综合预报研究(打印本),1985.8。
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