1985年11月30日河北省任县5.3级地震震例报告


 河北省地震局 曾 炬 罗兰格 侯建明


前言 | 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
地震台网及前兆异常总结与讨论 | 参考文献参考资料

 

 

前 言

 

    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  

 

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)

 

1  地震基本参数表

Table 1  Basic parameters of earthquake

编号

发震日期

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 1130

22 38 26.4

37°14′

114°49′

5.3

15

任县北

姚殿义

2

1985 1130

22 38 26.4

37°11′

114°48′

5.3

12

任县北

[1]

 

 

地震地质背景

 

    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)。

 

 

烈度分布


    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。  

1 任县5.3级地震等震线图

Fig.1  Isoseismal map of the  MS 5.3 Renxian earthquake

 

 

 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。

 

 

地震序列  

 

    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=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=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-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。

 

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

 

 

 

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

 

 

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

 

 

 

 

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

 

 

 

6 任县5.3级地震余震震中分布图

    (1985.11.30--12.9,M≥2.0)

Fig.6  Epicentral distribution of the aftershocksin the MS 5.3        Renxian earthquake

 

 

 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。

 

 

震源机制解和地震主破裂面


    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)。 

2  震 源 机 制 解

Table 2  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

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]

    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。

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

 

 

 

地震台网及前兆异常


    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 22.94×10Bq/m,超过7倍均方差,11月30日地震当天,水氡突跳值为 21.46×10Bq/m,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。 

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

 

 

 

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

 

 

3  异 常 情 况 登 记 表

Table 3  Abnormal situations

序号

观测项目

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

最大幅度

震中距(km)

异常类别

图号

异常特点及备注

1

地下水位

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=0.703×10 Bqm

1985.11.21─30

逐渐恢复平稳,无突跳

22.94×10

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

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

14

信息由无到有,由弱到强,后恢复

 

 

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

 

 

 

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

 

12 永年水管倾斜日均值曲线

Fig.12  Curve for daily mean value by watertube tiltmeter in

        Yongnian

 

 

    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。

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

 

 

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

 

 

总结与讨论


    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。

 

 

     

 

[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。

 

     


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。