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１９８８年１月４日宁夏回族自治区灵武５.５级地震

宁夏回族自治区地震局赵卫明李根起任庆维^①

①本文是在张文孝指导下完成，在此表示感谢

１９８８年１月４日和１０日在宁夏回族自治区灵武县东塔乡发生５.５级地震，震后仅隔6天时间又在郭桥乡发生５.０级地震,震中烈度均为Ⅶ度。其中５.５级地震极震区为北北西向椭圆，５.０级地震极震区为近南北向椭圆。2次５级地震共造成倒房和危房６８８间，砸死骡、马１６头，无直接人员伤亡。

这次地震序列为主-余震型，前震不明显，余震衰减较慢。余震区长轴为北北西向。据对震源机制、余震空间分布和烈度衰减的研究，认为５.５级和５.０级地震的发震构造可能分别与灵武北隐伏断层和灵武东山西麓断层有关。

震中附近地区观测台站较多，２００ｋｍ范围内共有测震台１１个，其他前兆台１０个。这次地震前仅出现异常１条，与该地区以往５级地震前出现的异常相比明显偏少，其原因可能与本地区上一次５级地震时间间隔较短有关。本文最后对该地区５级地震序列的特点和震前的异常特征进行了分析总结。

前言

据宁夏回族自治区地震台网测定，１９８８年１月４日０５点３２分和１０日１５点２４分，分别在宁夏回族自治区灵武县境内发生５.５和５.０级地震。这2次地震的微观震中分别在３８°０６′N，１０６°１９′E和３８°０３′N，１０６°１６′E，宏观震中分别在灵武县东塔乡和郭桥乡，震中烈度均为Ⅶ度。５.５级地震的有感范围北到磴口、南达平凉、东至定边、西抵景泰，５.０级地震的有感范围至石嘴山、固原、盐池、中卫一带。

地震发生后，宁夏回族自治区地震局组织了科技人员分别对2次地震的震害做了宏观现场考察，并进行了地震现场监视工作。经调查，这2次地震的震害主要波及灵武县和吴忠市。极震区内的建筑物普遍受到不同程度的损坏，少数楼房和部分平房出现墙体开裂或折断，还出现了小规模的喷水冒砂现象，砸死骡、马16头，但没有发生人员伤亡。由于这2次地震相隔仅６天，地震破坏区域又有所重叠，给2次地震震害的区分和等烈度线的勾画造成了一定困难。

2次地震震前仅有一次中期异常，无明显的前震活动，震前没有提出短临预报意见。1月４日地震发生后，国家地震局副局长陈 �J率领国家地震局分析预报中心、国家地震局地球物理研究和兰州地震研究所的专家赶赴震区，对我区震后现场工作和震后趋势判断给予了指导和帮助。根据余震活动特点和该地区以往震例经验，作出了不会发生比５.５级更大震级地震的震后趋势判断。

测震台网及地震基本参数

震前在震中２００ｋｍ范围内，共有11个测震台，其中有９个常规台站，还有新架设的横山和牛首山2个无线传输台站。主震后９小时灵武新华桥临时台投入观测。灵武台和新华桥台距主震震中不足５ｋｍ，故震中５０ｋｍ范围内M_L１.５以上地震不会漏记，距震中２００ｋｍ范围内的地震监测能力为M_L3.0^[1](图１)。５.５级和５.０级地震的基本参数见表１。

图１灵武５.５级地震的震中附近测震台站分布图

Fig.1 Distribution of seismic networks around the M_S5.5 Lingwu

earthquake epicentral area

表1 5.5级和5.0级地震基本参数

Table 1 Basic parameters of the M_S5.5 and M_S5.0 earthquakes

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
编号	年月日	时分秒			震级	震源深度 km	震中地名	结果来源
1.1	19880104	053226.3	38°06′	106°19′	5.5	24	灵武	1）
1.2	19880104	053226.0	38°04′	106°18′	5.5	20	灵武	[2]
1.3	19880104	053224.0	38°06′	106°24′	5.4		灵武	2）
2.1	19880110	152436.7	38°03′	106°16′	5.0	16	灵武	1）
2.2	19880110	152438.4	38°12′	106°24′	5.0		灵武	2）

地震地质背景

灵武、吴忠地区位于银川盆地的南端，为银川盆地内的3个沉降中心之一。该区的东部为近南北向的黄河断裂带，南部为北西向的牛首山断裂带，分别为银川盆地的东、南边界，另外还发育有一些规模较小的北西向和北东向断裂。历史上中强地震发生频繁，本世纪以来曾发生５～5．9级地震８次。中强地震发震地点比较集中，1984年以来的４次５级以上地震的震中距离均在10ｋｍ以内。有关该地区详细的地震地质背景和图件见文献[3]和本集中的《１９８７年８月１０日宁夏回族自治区灵武５.５级地震》，这里不再重复。

烈度分布及震害

1. 5.5级地震的烈度分布和震害

１月４日５．５级地震的宏观震中在灵武县城东侧的东塔乡，地理位置为３８°０４′N，１０６°２０′E，与微观震中相差不大，震中烈度Ⅶ度。

Ⅶ度区等烈度线呈椭圆形，其长轴约６ｋｍ，走向北北西，短轴约３ｋｍ，面积约１１.５６ｋｍ²；Ⅵ度区等烈度线长轴近南北走向，长约２４ｋｍ，平均宽度约９ｋｍ，面积约２２０.６ｋｍ²；Ⅴ度区等烈度线呈椭圆形，长轴约８５ km，走向北北东，短轴约４０km，面积约２６７０ｋｍ²。Ⅴ度、Ⅵ度和Ⅶ度区等烈度线东西方向衰减不对称，向东衰减较快，向西衰减较慢。天水、平凉、庆阳、磴口等地有感^3）。烈度分布情况见图2a。

图２灵武５.５级和５.０级地震等震线图

（a）１月４日灵武５.５级地震；（b）１月１０日灵武５.０级地震

Fig.2 Isoseismal map of the M_S5.5(a) and M_S5.0(b) Lingwu

earthquakes

Ⅶ度区内的土坯围墙倒塌较多，土坯房、砖木结构平房和砖混结构楼房普遍遭受不同程度的损伤，墙体出现开裂、折断等现象，并使以往地震造成的裂缝增大。少数平房和楼房因整体结构破坏而无法修复使用。例如灵武县财税局１９８７年４月竣工的办公大楼，四楼为会议室和招待所，为庙宇式屋顶建筑。震后四楼墙体普遍开裂，“Ｘ”型和水平裂缝发育，墙体顺裂缝折断，结构破坏，妨碍使用，修复困难。多处砖砌女儿墙倒塌，倒塌方向多为南北向。

Ⅵ度区内的土坯围墙少量倒塌；砖基土坯房和砖柱土坯房出现裂缝，或使原有的裂缝加宽，少数出现揭顶裂缝或檩条拔出１～２cm，但总体破坏较轻，不妨碍修复使用。

Ⅴ度区内震感强烈，门窗作响，个别物体翻倒，少数土坯房出现微小裂缝。

这次地震在灵武县城西北及东塔、杜木桥、郭桥等乡还出现了小规模的喷水现象。如县城西北角等地的农田出现的喷沙冒水，冒沙孔内径０．５～０．８ｍ，外径３～４ｍ。据对该区域地表结构研究和沙样检验分析，认为由于黄河河道的西迁，浅层粉细沙层和轻亚粘土比较发育，砂土属全新世沉积物，密实度很小，地下水位也很浅，具有发生振动液化的条件。

2. 5.0级地震烈度分布和震害

１月１０日５．０级地震的宏观震中在灵武县西南的郭桥乡，地理位置为３７°５９′N，１０６°１６′E，与微观震中相差约７ｋｍ，震中烈度Ⅶ度。

Ⅶ度区呈近南北向，长轴约４.３km，短轴约１.３km，面积约４．４ｋｍ²；Ⅵ度区长轴走向北北东，长轴约22 km，短轴约１３.７km，面积约２３７km²；Ⅴ度区南北长约７６km，东西宽约３６km，面积约２１４９km²。固原、盐池、石嘴山等地有感^4）。烈度分布见图2b。

由于１月１０日地震的Ⅶ度区与１月４日地震的Ⅵ度区部分重叠，使年久的土阁梁房墙体普遍开裂、透光，砖柱土坯房墙体“震酥”，结构破坏，修复困难。

该地区的住房多为砖基土坯房和砖木结构平房，只是近些年才在城镇建筑了砖混结构楼房。由于该地区曾于１９８４年和１９８７年发生过５级地震，均造成了一定的震害，并且这次地震前６天曾发生一次５．５级地震，2次地震的破坏区域又有所重叠，所以这次地震震害和以往该地区的５级震相比，具有烈度偏高、破坏较严重的特点。

据震后的调查统计^[4]，5．5级和5．0级2次地震共损坏房屋５0000余间，其中造成倒房和危房６８８间，砸死骡、马１６头，地震没有直接造成人员伤亡，但有百余人因惊吓而惊慌外逃造成轻伤，经济损失达４１００万元。对这2次地震国家民政部和自治区民政厅先后拨发地震救灾款２４５万元，保险公司共受理赔偿８８万元^[4]。

地震序列

1988年1月4日灵武5.5级地震是1987年8月10日灵武5.5级地震序列基本结束后，在该地区发生的又一次中强地震。这次地震的前震较少，震前3个月M_L≥3.0地震，仅震前3天记到小震10次，最大震级M_L２.１，与1984年和1987年灵武地震前的地震活动明显不同。

这次地震余震比较丰富，到６月底共记到余震1379次，其中 M_L2.0～2.9地震176次，3.0～3.9级26次，4.0～4.9级４次，最大余震 M_L5.4（ M_L５.０）。主震与次大地震震级相差0.5级，时间间隔６天，第一个地震释放能量占全序列释放能量的82.2％，按其能量比应属主余震型地震序列；也有人根据余震衰减起伏较大，以及5.5级和5.0级地震震源机制解相差较大等特点，认为属双震型地震序列。余震震中大致呈北北西向分布，５次M_s≥4.0地震位于总体分布的两端^[2]（图３a），面积约400ｋｍ²。

图３灵武５.５级地震序列震中平面分布与深度剖面图（1988.01.04～06.30）

① 灵武东山西麓断裂；② 吴忠北断裂；③ 灵武北断裂

（a）震中平面分布图；（b）沿A～A'线深度剖面图；（c）沿B～B'线深度剖面图

Fig.3 Epecentral distribution plan(a) and depth profiles(b、c)

of the M_S5.5 Lingwu earthquake sequence

该地震序列衰减较慢且起伏较大，在10日5.0级地震前后余震活动又出现了一次高峰，主震后3个多月又发生2次M_L4.0以上地震（图４～６）。全序列ｂ值为0.68，ｈ值1.0，ｐ值1.03。其中１月４日5.5级地震后到１０日5.0级地震前的ｂ值为0.77，ｈ值1.2，ｐ值0.86，１０日５．0级地震后到１月底的ｂ值为0.97，ｈ值1.75，ｐ值1.47（图７～８）。表２为M_L≥3.0地震序列目录。

图４灵武５.５级地震序列Ｍ-t图（M_L≥２.０）

Fig.4 M-t diagram of the M_S5.5 Lingwu earthquake

sequence(M_L≥2.0)

图５灵武５.５级地震序列应变释放曲线

Fig.5 Curve of strain release of the M_S5.5 Lingwu earthquake

sequence 　

图６灵武５.５级地震序列日频次曲线

Fig.6 Curve of daily frequency of the M_S5.5 Lingwu earthquake

sequence

图７灵武５.５级地震序列ｂ值曲线

（a）１９８８.０１.０４～０６.３０；

（ｂ）１９８８.０１.０４～０１.０９；

（ｃ）1９８８.０１.１０～０１.３１

Fig.7 b-value curve of the M_S5.5 Lingwu earthquake sequence

图８灵武５.５级地震序列ｈ值曲线（１９８８.０１.０４～０２.１３）

Fig.8 h-value curve of the M_S5.5 Lingwu earthquake sequence

表2 灵武５.５级地震序列目录（M_S≥3.0）

Table 2 Catalogue of the M_S5.5 Lingwu earthquake sequence（M_L≥3.0）

编号	发震日期	发震时刻	震中位置		震级	深度/ km	震中地名
编号	年月日	时分秒			震级	深度/ km	震中地名
1	1988 01 04	05 32 26.3	38°06′	106°19′	5.5（M_S）	24	灵武
2	1988 01 05	11 03 16.9	38°04′	106°16′	3.8		灵武
3	1988 01 08	23 52 01.0	38°05′	106°21′	4.8	27	灵武
4	1988 01 09	02 22 24.1	38°05′	106°15′	3.6		灵武
5	1988 01 10	08 53 06.2	38°05′	106°17′	4.4	15	灵武
6	1988 01 10	15 24 36.7	38°03′	106°16′	5.0（M_S）	16	灵武
7	1988 02 08	19 44 15.1	38°04′	106°16′	3.1	11	灵武
8	1988 02 16	12 47 35.5	38°00′	106°18′	3.3	10	灵武
9	1988 02 17	15 12 15.3	38°03′	106°20′	3.2	11	灵武
10	1988 04 09	23 12 17.6	37°58′	106°13′	3.2	21	吴忠
11	1988 04 12	04 27 43.8	38°06′	106°17′	4.8	10	灵武
12	1988 04 12	04 45 13.6	38°05′	106°19′	4.0	12	灵武
13	1988 04 12	05 58 58.3	38°04′	106°20′	3.2	12	灵武
14	1988 04 26	23 16 25.6	37°57′	106°20′	3.8	25	灵武
15	1988 04 27	13 43 36.3	37°58′	106°20′	3.3	23	灵武
16	1988 05 25	08 34 45.0	37°32′	106°26′	3.0	13	灵武

震源机制解和地震主破裂面

由宁夏及邻区测震台站的Ｐ波初动符号确定的2次M_S≥５.０地震的震源机制解见表３和图９，其中５.５级地震震源机制解由５１个台站资料求得，符号矛盾比１７.６％，５.０级地震震源机制解由３６个台站资料求得，符号矛盾比８.３％。

表3 灵武５.５级和５.０级震源机制解

Table 3 Focal mechanism solution of the M_S5.5 and M_S5.0 Lingwu earthquakes

编号	节面Ⅰ			节面Ⅱ			Ｐ轴		Ｔ轴		Ｂ轴		Ｘ轴		Ｙ轴		结果来源
编号	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	结果来源
１	120	NE	10	132	SW	80	228	55	40	35	131	3	222	10	30	80	5）
２	8	SE	76	98	SW	86	53	17	143	2	302	72	7	10	99	14	5）

注：编号１为５.５级地震的解，编号２为５.０级地震的解。

图９灵武５.５级地震（a）灵武５.０级地震（b）震源机制解

Fig.9 Focal mechanism solution of the M_S5.5（a）and

M_s5.0（b）Lingwu earthquakes

图３b、c给出了M_L≥２.０余震震源在与主震震源机制节面Ⅱ走向平行的垂直剖面Ａ～Ａ′和在与节面Ⅱ走向垂直的垂直剖面Ｂ～Ｂ′上的投影，2条剖面在地面上的投影见图３a。在Ｂ～Ｂ′垂直剖面上的投影绝大多数分布在倾向西南的约７km宽的倾斜条带内，此倾斜条带与地面的夹角及倾向与节面Ⅱ的倾角和倾向基本一致，而在Ａ～Ａ′垂直剖面上的投影则比较散乱。主震震中距灵武北断层的垂线距离约３.６km，假设灵武北断层以节面Ⅱ的倾角向地下垂直延伸19．6 km（与主震震源深度相当），则其水平距离约为３.５ km，二者比较接近。再考虑到余震震中的北北西向分布和极震区等烈度线的北北西向分布特征，以及极震区内砖砌女儿墙倒塌方向大多为南北向的特点，认为这次５.５级地震的发震断层可能与灵武北隐伏断层有关，是节面Ⅱ表示的走向北西、倾向西南的正断层。

１月１０日５.０级地震震中靠近灵武东西麓断层，其节面Ⅱ的走向、倾向均与灵武东山西麓断层的走向、倾向比较一致。由此推测，节面Ⅱ可能为５.０级地震震源处的主破裂面。

观测台网及前兆异常

这2次地震发生在宁夏中部台网监测能力较强的地区。距震中２００ｋｍ范围内共有地震台站１6个。其中：测震台站１１个（图１），其他前兆台站10个，有测震、地电、地磁、地倾斜、地应力、重力、水位、水氡等8个观测项目（图１０）。在０～１００ km，１０１～２００ km距离内分别有前兆台站６和４个，有测震学以外的定点观测台项１１个和５个。此外，观测区内还有流动重力和流动水准测量。

图１０灵武地震前前兆观测台站分布图

Fig.10 Distribution of the precursor monitoring stations before

the M_S5.5 Lingwu earthquake

此次地震前仅银川台地电于１９８７年６月出现了地电阻率低值异常，并于此次震后恢复（表4，图１１），对应了灵武2次5．5级地震。此外震前3天灵武、吴忠地区发生了１０次小震，最大震级M_L２.１。但由于该地区历来小震比较频繁，这１０次小震震级也较低，只能作为一个值得注意的情况。

表4 异常情况登记表

Table 4 Summary table of precursory anomalies

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	视电阻率	银川	日均值	趋势下降	1987.6～	1988年2月恢复正常	2.1%	60	A_Ⅲ	11	对应2次地震，1988年5月后测区干扰较大，1989年停测

图１１银川地电老线ＮＳ道视电阻率日均值曲线

Fig.11 Curve of daily mean value of apperent resistivity(NS) in

Yinchuan

前兆异常及其特征分析

这次地震震前中期异常仅有一项地电，并且是在１９８７年８月１０日灵武５.５级地震前２个月出现，在该地震后没有马上恢复而一直延续至１９８８年２月。与１９８４年１１月２３日和１９８７年８月１０日灵武５.３及５.５级地震相比，这次地震震前出现的异常数量最少，仅有的一项异常也是在１９８７年灵武地震前就已出现的中期异常，并且这3次地震震前出现的异常也一次比一次少，临震异常越来越不明显。由于这3次５级多地震时间间隔仅3年多，并且几乎是在原地重复发震，可能是每次地震均使该区应力有所释放，故后续地震的前兆显示就不如前次地震那样明显和完整。

总结与讨论

宁夏灵武、吴忠地区历史上中强地震发生频繁，自１９００年以来已发生５.０级以上地震９次，最大震级６.０级。１９８８年的５级地震序列与以往该地区５级地震序列相比有两个明显的不同之处：１９８４年前的历次５级地震序列时间间隔均在９年以上，就是１９８７年和１９８４年2次５级地震序列时间间隔也将近３年，这次地震序列距１９８７年地震序列不足５个月，为时间间隔最短的一次；以往５级地震序列前均有比较明显的小震活动，３级以上地震时间间隔缩短，特别是在震前３个月都发生过多次３～４级地震，而这次地震序列前３个月无ML≥３.０发生，小震活动比较平静。这不仅是１９８８年灵武５.５级地震未能做出预报的主要原因之一，也打破了人们以往对灵武、吴忠地区中强地震活动规律和震前小震活动特征的认识。

由于吴忠、灵武地区自1965年宁夏地震台网建立以来，小震活动一直比较频繁，而1988年1月4日灵武5．5级地震序列是在1987年8月10日灵武5．5级地震序列3级地震结束后3个月发生的，且1988年前的3次5级地震序列均有明显的前震活动，其主震的震中位置、发震构造与1988年灵武地震也有所不同，故应将1988年灵武5．5级地震序列看作一个独立的序列。如从较长时间看，吴忠、灵武地区从1984年11月到1988年1月连续发生的3次5级地震序列，为自有记载以来5级地震最为密集的时段，可看作一个5级地震序列活跃时段，但不宜合并为一个序列处理。

吴忠、灵武地区位于银川拉张盆地的东南端，为银川盆地三个沉降中心之一，主压应力场为北北东向^[5]，主要分布有近南北向的灵武东山西麓断层和北西向的吴忠北、灵武北断层。据地质考察、石油勘探和卫星照片判读等研究，北西向的断层规模一般为几十公里，并在多处切断近南北向的灵武东山西麓断层，认为吴忠、灵武地区地壳介质比较破碎，不存在规模较大的完整断层。近南北向的黄河断裂（灵武东山西麓断层为其一部分）以东为稳定的鄂尔多斯块体，北西向的三关口-牛首山断裂的西南部为隆起的青藏块体，吴忠、灵武地区就处于这两大块体交汇的楔形部位，易于产生应力集中。可以认为，吴忠、灵武地区为一易于产生应力集中的特殊区域，能量积累速率较快，而地壳介质又比较破碎，能量积累到一定程度就予以释放，形成了５级地震频繁发生的地震活动特点。

参考文献

[1] 赵知军等，宁夏测震台网布局及控制范围的研究，地震地磁观测与研究，vol.11，No.2，1990。

[2] 赵卫明等，1988年灵武地震序列的精确定位和发震构造，地震学报，vol.14，No.4，1992。

[3] 张文孝，1984年11月23日宁夏回族自治区灵武5．3级地震，见：中国震例

（1981～1985），北京：地震出版社，1990。

[4] 万自成、王玉霞、刘登齐，宁夏建国以来破坏性地震，银川：宁夏人民出版社，1995。

[5] 孟广魁等主编，银川平原地震区划研究，银川：宁夏人民出版社，1994。

参考资料

1）宁夏回族自治区地震局，宁夏地震目录，1988。

2）国家地震局地球物理研究所，中国地震台网临时报告，vol.10，No.1，1988。

3）宁夏回族自治区地震局，1988年1月4日灵武５.５级地震烈度考察报告，1988。

4）宁夏回族自治区地震局，1988年1月10日灵武地震烈度考察报告，1988。

5）宁夏回族自治区地震局，1988年会商材料之四：1988年1月4日灵武５.５级地震总结，1988。