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摘
要
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1987年9月19日，在新疆富蕴县可可托海镇北西约30
km处发生5.8级地震，宏观震中位于富蕴县可可托海镇北部喀依尔提河与阿拉撒河交汇处，震中烈度Ⅶ度，极震区为北北西向椭圆形态。该次地震发生在北北西向可可托海-二台断裂带的北端。地震造成受灾居民20余户，发生不同程度裂缝的房屋千余间，无人员伤亡。
5.8级地震的最大余震为ML2.8，是一次孤立型地震。震源机制解的节面Ⅰ走向北北西，P轴方向北北东。推测该次地震是在北北东向主压应力作用下，北北西向断裂发生右旋错动的结果。节面Ⅰ是地震主破裂面，发震构造是可可托海-二台断裂。
震中附近地区观测台很少，200
km内只有地震台3个，其中测震台3个，其他前兆台2个。5.8级地震前出现异常共2条。震前4个多月富蕴台地倾斜出现异常变化，特别是震前1个月左右富蕴台地倾斜加速变化。临震有宏观异常。测震学方法未发现明显异常。
|
|
前
言
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|
据新疆维吾尔自治区地震台网测定，1987年9月19日05点58分在新疆维吾尔自治区富蕴县可可托海镇北西约30
km处发生了5.8级地震。微观震中在47°22′N，89°29′E。宏观震中为47°29′N，89°37′E。震中烈度为Ⅶ度。有感范围：富蕴县城强烈有感，阿勒泰、北屯、福海感觉较强，乌尔禾、克拉玛依也有感。
地震发生后，新疆地震局当日派出考察组前往震区，进行地震灾害、地震地质考察及地震现场监视工作。
极震区海拔高1600～2300
m，时逢牧区的牧民已出山放牧，林区仅有少量装木材的人员及护路留守人员，且震中区无居民点，因此未造成人员伤亡及房屋毁坏。据调查Ⅵ和Ⅴ度区，Ⅰ类建筑较多，因此受到不同程度的破坏和损坏，个别Ⅲ类建筑出现轻微的裂缝。遭受不同程度损坏的房屋千余间，严重受灾的居民有20余户。
在前人研究的基础上[1～4]，1），经重新整理资料和分析研究，确定这次地震前有2个前兆异常项目，共计2条异常。经重新处理有关资料[5，6]，测震学方法未发现明显异常。
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测震台网及地震基本参数
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震中200
km范围内，有富蕴（Δ≈50 km）、可可托海（Δ≈35
km）和阿勒泰（Δ≈115 km）3个测震台，分布见图1。该区地震监测能力可以控制在Ms≥2.0。
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图1
富蕴5.8级地震前地震台站分布图
Fig.1
Distribution of seismic stations before the MS5.8
Fuyun
earthquake
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本次地震基本参数见表1。
表1
地震基本参数
Table
1 Basic
parameters of the earthquake
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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
|
|
|
|
1
|
1987
09 19
|
05
58 37.0
|
47°22′
|
89°29′
|
5.8
|
21.6
|
富 蕴
|
1）
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地震地质背景
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此次地震与1986年2次5.4级地震位置接近（图2），有关地震地质背景及历史地震活动分布请参见《1986年4月23日、24日新疆维吾尔自治区富蕴2次5.4级地震震例研究报告》。
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图2
震中附近主要构造及历史地震震中分布图
Fig.2
Map of main structure and
epicentral distribution of
historical earthquakes around the epicentral area
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烈度分布及震害
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据考察，本次地震宏观震中为47°29′N，89°37′E，在富蕴县北郊喀依尔提河与阿拉散河交汇处，极震区烈度Ⅶ度。等震线分布如图3。
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图3
富蕴5.8级地震等震线图
Fig.3
Isoseismal map of the MS5.8 Fuyun earthquake
|
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本次地震有感范围:富蕴县城强烈有感，阿勒泰、北屯、福海感觉较强，乌尔禾、克拉玛依也有感。
Ⅶ度区：长轴10
km，短轴4 km，面积约126 km2。该区未造成人员伤亡及房屋毁坏，仅有山崖地带岩石滚落。滚石较多的一片宽约300
m，长400～500 m。震中的南及北西5～10 km范围内也见岩石滚到公路上。
Ⅵ度区：区域长轴约28
km，短轴8.5 km，面积约747 km2。区内山石崩落，Ⅰ类建筑的土平房发生不同程度的裂缝，有的局部垮塌，部分破坏严重的已不能住人。
Ⅴ度区：包括可可托海、海子口、电厂、四矿三号点、吐尔洪等。长轴约43
km，短轴约15.5 km，面积约2093 km2。据调查仅有个别土坯房有轻微裂缝，个别火墙有倒塌。
这次地震震级虽不大，但由于地震区内属Ⅰ类建筑的土平房多，损失比较严重，据初步调查，发生不同程度裂缝的房屋千余间，严重受灾居民20余户，遭受破坏的房屋面积约6000余m2，但未造成人员伤亡。
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地震序列
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据震中最近的可可托海地震台资料，自主震发生后至11月10日止，共记到余震188次。其中ML≥2.0地震7次，1.0～1.9级60次，0.1～0.9级121次，最大余震ML2.8，能定位的共13次。余震衰减很快，地震频次随时间的衰减符合大森公式：
余震序列衰减曲线见图4，P值为1.81，全序列b值为0.89，h值为2.1～2.21(图5)。
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图4
富蕴5.8级地震序列频度衰减曲线
Fig.4
Curve of frequency attenuation for the MS5.8
Fuyun earthquake sequence
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图5
富蕴5.8级地震序列h值曲线
Fig.5
h-value curve of the MS5.8 Fuyun earthquake
sequence
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本次地震序列的M-t图见图6。余震序列的应变释放曲线见图7。表2给出了ML≥2.0余震目录。
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图6
富蕴5.8级地震序列M-t图（ML≥1.0）
Fig.6
M-t_daigram for the MS5.8 Fuyun earthquake
sequence
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图7
富蕴5.8级地震序列应变释放曲线
Fig.7
Curve of strain release of the MS5.8 Fuyun
earthquake sequence
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表2
富蕴5.8级地震余震序列目录（ML≥2.0）
Table
2 Catalogue of
the aftershock sequence for the MS5.8 Fuyun
earthquake
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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
|
|
|
|
1
|
1987
09 19
|
06
12 09.3
|
47°22′
|
89°30′
|
2.1
|
|
富蕴
|
新疆地震目录
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2
|
1987
09 19
|
06
43 16.8
|
47°22′
|
89°30′
|
2.3
|
|
|
3
|
1987
09 19
|
07
53 55.8
|
47°22′
|
89°28′
|
2.2
|
|
|
4
|
1987
09 19
|
17
48 16.8
|
47°22′
|
89°26′
|
2.2
|
|
|
5
|
1987
10 01
|
04
59 46.2
|
47°27′
|
89°42′
|
2.0
|
|
|
6
|
1987
10 12
|
09
30 11.1
|
47°23′
|
89°35′
|
2.0
|
|
|
7
|
1987
10 16
|
07
10 39.5
|
47°29′
|
89°37′
|
2.8
|
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图8为本次地震余震空间分布图。主震后至11月10日的资料，能定位的余震共13次。余震主要分布在主震的一侧，呈北东向分布，可能是主断裂破裂造成该区分支断裂活动的结果。单台方位角法测定的5次余震的震源深度（表3）与主震的震源深度相差不大。
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|
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图8
富蕴5.8级地震及其余震震中分布图（1987.9.19～11.10）
Fig.8
Epicentral distribution of the MS5.8 Fuyun
earthquake and its aftershocks
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表3
富蕴5.8级地震余震震源深度
Table
3 Source depth of
aftershocks of the MS5.8 Fuyun earthquake
|
发震时刻
(日
时
分)
|
19
07 32
|
19
07 53
|
19
09 05
|
19
15 42
|
19
17 48
|
|
ML
|
1.3
|
2.2
|
1.8
|
1.9
|
2.2
|
|
深度km
|
23.0
|
23.6
|
25.5
|
24.2
|
23.0
|
富蕴5.8级地震释放的能量占全序列能量的99.9%。本次地震属孤立型地震。
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震源机制解和地震主破裂面
|
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利用全国基准台、新疆区域台网和ISC等资料的83个P波初动符号，根据双力偶模型，求出5.8级地震的震源机制解（如图9），其矛盾符号比为18/83=22.0%。具体参数见表4。
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图9
富蕴5.8级地震震源机制解
Fig.9
Focal mechanism solution of the MS5.8 Fuyun
earthquake
|
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表4
震源机制解
Table
4 Focal mechanism
solution of the MS5.8 Fuyun earthquakes
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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
|
343
|
NE
|
81
|
70
|
NW
|
74
|
28
|
19
|
295
|
5
|
193
|
70
|
73
|
10
|
340
|
16
|
据曲延军
|
节面Ⅱ为左旋正断层，节面Ⅰ为右旋正断层，节面Ⅰ走向北北西，P轴方向北北东，推测该次地震是在北北东向主压应力作用下，北北西向断裂发生右旋错动的结果。据实地地质构造分布判定，节面Ⅰ应为地震主破裂面。发震构造是可可托海-二台断裂。
|
|
|
观测台网及前兆异常
|
|
图1为震中附近地区的前兆台站和测震台站分布图。距震中最近台为可可托海地震台。
在距震中200
km范围内共有地震台站3个。其中2个台兼有地倾斜观测项目，分别分布在0～100
km和101～200 km的距离内。
此次地震前共出现2个异常项目，2条前兆异常。其中定点观测项目1条，宏观异常1条。前兆异常情况见表5和图10～12。
表5
异常情况登记表
Table
5 Summary table
of precursory anomalies
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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
|
地倾斜
|
富蕴
|
月均值
|
较大幅度下降
|
1987.5～震前
|
恢复正常
|
1.40″
|
50
|
BⅡ
|
10
|
东西分量月均值曲线下降，最大幅度为1．40″
|
|
罘
|
东西分量速率加大，一阶差分曲线明显超限
|
1987.5.20～1987.8.29
|
恢复正常
|
|
11
|
东西方向速率明显加大，一阶差分曲线明显超出3倍均方差，恢复正常21天发震$
|
|
余差
|
余差曲线超限
|
1987.6.9～1987.8.23
|
恢复正常
|
|
12
|
余差曲线6月中旬后明显超出预估值
|
|
2
|
宏观
|
可可托海
|
蛇、鼠等行为观察
|
违反正常规律
|
1987.9.18～19
|
恢复正常
|
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35
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CⅡ
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可可托海电厂附近,发
现有蛇3条。个别人家18日晚老鼠乱跑。以往自已归圈的羊不归圈
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|
声、光等自然现象观察
|
|
电厂一职工震前1～2分钟听到响声，看到蓝光。喀依尔提河水上涨，以往能过小车，18日则过不去
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图10
富蕴台地倾斜月均值曲线（E-W）
Fig.10
Curve of monthly mean value of tilt at Fuyun station（E-W）
|
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图11
富蕴台地倾斜日差值曲线（E-W）
Fig.11
Curve of daily diffenence value of tilt at Fuyun
station（E-W）
|
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图12
富蕴台地倾斜余差曲线（E-W）
Fig.12
Residual curve of tilt at Fuyun station（E-W）
|
|
图10为富蕴地倾斜月均值东西分量连续图，1985年和1986年该分量呈正常的正弦曲线形态，而在1987年5月即震前近4个月时间内，出现了异常下降，最大异常幅度达1.40″。9月19日5.8级地震发生后，观测曲线恢复正常。
根据富蕴地倾斜单分量一阶差分曲线（图11），若取3倍均方差为异常界限，则东西分量日均值一阶差分值在正常情况下为0.01～0.02″/日。而自1987年5月20日至8月29日的102天内该值明显加大，超出异常界限，恢复正常变化21天后发震。
用富蕴台地倾斜东西分量1985年9月28日至1986年9月27日一年正常时间的观测数据，逐次外推出该时段的预估值。定义余差值为V，V=观测值-预估值。若以资料正常变化时期（1985年2月5日至1987年2月4日）总预估精度M=0.0848的2.5倍作为预估限，则由图12可见，正常时期余差曲线在预估限内随机波动，而从1987年6月9日至8月23日76天内，余差曲线明显超出预估限异常变化。曲线恢复27天后，富蕴5.8级地震发生。
据现场考察访问，震前几天有不同程度的宏观异常显示。可可托海电厂附近，9月18日有职工发现蛇3条，并捕捉到1条。当晚有职工见到老鼠乱跑并出现黄风。9月19日临震前有职工听到响声、看到蓝光，其后1～2分钟即感到震动。9月18日喀依尔提河河水上涨，已不能过车。9月18日晚该乡砖厂职工下夜班时看到蓝光。
这次5.8级地震发生在区域台网监测能力较弱地区。1986年4月该区发生5.4级地震之后架设了可可托海地震台才使该区监测能力由原来的MS≥2.5提高到MS]≥2.0，部分地区监测能力可达到MS≥1.5。因此很多测震学方法难以计算。有的甚至无法计算。
综合分析该次地震前的异常特征有以下两方面：
短期异常：富蕴台地倾斜震前4个月东西分量由原来的向东倾急变为向西倾。最大幅度达1.40″，一阶差分曲线震前出现较大幅度变化，持续102天。余差值随时间变化曲线震前明显超限达76天。
临震异常：临震前伴有动物宏观异常。
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总结与讨论
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（1）可可托海-二台断裂带历史上曾在距此次地震约50
km的卡拉先格尔发生过8级地震。地震活动以1931～1936年最为强烈。后来近50年未发生大于5级的地震。本次地震是继1986年4月两次5.4级地震后，在富蕴8级地震破裂带北端发生的又一次中强地震。
（2）据现有资料分析，此次地震与1986年两次5.4级地震可能是构造调整活动的结果，在特征上存在一些差别。地震类型分别为双主震型（或震群型）与孤立型。震源机制解的节面走向基本一致，但主破裂面错动方式却明显不同。5.4级地震的主破裂面为逆走滑性质，而5.8级地震则为正走滑性质。另外从余震分布特点看，5.4级地震余震相对集中，方向性分布不明显，而此次地震的余震分布表现出明显的方向性。
（3）此次地震与1986年2次5.4级地震的突发性活动可能与大范围构造应力场增强有关。这3次5级地震发生后，可可托海―二台断裂是否会发生更大地震或地震活动是否继续增强曾引起关注。但该断裂随后几年地震活动相对平静，而在同属阿勒泰-北塔山构造体系的蒙古乌列盖（距此次地震约200
km）和原苏联斋桑（距此次地震约350 km）分别于1988年7月和1990年6月发生6.4级和7.3级地震。
（4）富蕴8级大震破裂带的近期地震活动以1980年12月发生于南端的青河5.8级地震、1986年4月2次5.4级地震和本次5.8级地震为明显标志。这一系列地震活动在一定程度上表明大震破裂带端部应力出现强化调整过程。这一过程可能与未来相关构造体系的强震活动有关。
|
|
参
考 文
献
|
|
[1]
杨章、戈澍谟，对1931年新疆富蕴地震断裂及构造运动特征的初步认识，地震地质，
vol.2，No.3，1990。
[2]
吴秀莲，富蕴地震的预报实践与地倾斜异常分析，内陆地震，vol.3，No.1，1989。
[3]
新疆维吾尔自治区地震局，富蕴地震断裂带，北京：地震出版社，1985。
[4]
新疆维吾尔自治区地震局编，中国地震断层研究，乌鲁木齐：新疆人民出版社，1988。
[5]
国家地震局软件技术组，中国地震分析预报软件系统，北京：地震出版社，1994。
[6]
国家地震局科技监测司，地震预报方法实用化研究文集地震学专辑，北京：学术书刊出版社，1989。
|
|
参
考 资
料
|
|
1）新疆维吾尔自治区地震局，1987年9月19日富蕴北5.8级地震技术工作总结。 |
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