1988
115
青海省唐古拉山6.8级地震


 青海省地震局 张 晓 东


摘要 | 前言 | 测震台网及基本参数 | 地震地质背景 | 烈度分布及震害 | 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 | 总结与讨论 | 参考文献参考资料

 

摘 要

 

1988年11月5日在青海省格尔市与玉树州之间的挪日南川、扎基日保日发生6.8级地震。据考察的结果,宏观震中在乌兰乌拉湖至岗齐曲的断裂上(34°12′N,92°00′E)。震中烈度Ⅸ度,震中区附近人口稀少,无人员伤亡。

 该次地震为主-余震型,最大余震6.0级。震源机制解中节面Ⅰ走向北西,P轴方向北北西。经过考察认为该次地震是在北北西向主压应力作用下,北西向断裂发生右旋错动的结果。节面Ⅰ是主破裂面,发震构造是乌兰乌拉湖-岗齐曲断裂。

 距震中300 km周围无前兆和测震观测台站,仅在300多公里外有格尔木一个地震台,该台有测震、水氡、地磁三种观测项目。震前1.5~2年出现了地震空区、地震频度和格尔木水氡异常。地震发生前青海省的地震活动性也有一定的异常显示,如地震平静、调制块比异常等。

 

 

前 言

 

据中国地震台网测定,1988年11月5日10时14分在青海省唐古拉山地区发生Ms6.8地震。微观震中为34°24′N,91°54′E,宏观震中位于挪日南川、扎基日保日附近,震中烈度Ⅸ度,有感范围西到乌兰乌拉湖以东,东至子曲河上游,北抵二道沟附近,南达雁石坪以北。

 这次地震是继1986年8月21日唐古拉山6.5级地震后该地区发生的又一次地震。地震发生后,青海省地震局立即派出了地震考察队,在海拔4700~5200 m的唐古拉山震区进行了为期11天的现场考察[1]

 该次地震发生在人烟极为稀少的唐古拉山地区,极震区内存在大规模的基岩崩塌,地震时牛群惊叫、牧民摔倒,没有人员伤亡。Ⅵ度区部分房屋有轻微的裂缝。

 唐古拉山地区位于可可西里地区的南部,由于这一地区海拔高、人烟稀少,无测震和其他前兆台站,只是在青藏公路90道班与87道班之间有一个沱沱河气象站。可收集到的资料极少,基本上记录到的是4级左右地震。可以确认的前兆异常仅为距震中300多公里的格尔木水氡和几项测震学异常。

 

 

测震台网及地震基本参数

 

唐古拉山地区监测能力极低,能够定出震中位置的地震震级下限为ML3.8。距震中300 km以内无地震台,500 km内只有格尔木一个地震台(图1)。  

1  唐古拉山6.8级地震前附近地震地区台站分布图

Fig.1  Distribution of seismic stations around the epicetral area

       before the MS6.8 Tanggula Mountain earthquake

 

这次地震的基本参数列于表1。  

1  地震基本参数

Table 1  Basic parameters of the earthquake

编号

发震日期

发震时刻

震 中 位 置

震级

震源深度

km

结果来源

年 月 日

时 分 秒

1

1988 11 05

10 14 30.4

34°24′

91°54′

6.8

9

4)

2

1988 11 05

10 14 33.0

34°25′

91°50′

6.8

15

5)

3

1988 11 05

10 14 30.0

33°00′

92°00′

6.8

 

6)

 

 

地震地质背景

 

这次地震震中位于可可西里无人区南部北西向活动构造带上,该构造带是青海省的强震活动带之一,乌兰乌拉湖-岗齐曲断裂为乌兰乌拉湖-玉树断裂的一部分,断裂构成了一级大地构造单元松潘-甘孜印支褶皱系与唐古拉准地台的界线(图2)。该断裂是斜穿青海呈北西向展布的大断裂带,往两端延出省外,在东南与金沙江-红河断裂带相连,总长1000 km多。沿带第三、第四系明显被断裂切错或变形,全新世时期在断裂带中部和两头有较强活动,沿带中强地震活动较强,这次6.8级地震是最大的一次。这一地区广泛分布着厚度巨大、岩性单一的三叠系砂板岩,形成紧密的线性褶皱和走向断层,这一地区地壳结构比较简单,地壳平均速度6.15~6.33 km/s;地壳平均厚度由北向南自60 km增至70 km。上地壳总厚度为20~23 km,底部有一厚3~5 km的低速层,其底界埋深12~18 km。中地壳厚度约17~20 km,地震波速度为6.3~6.8 km/s。其下为厚约8~10 km、波速为6.7~8.1 km/s的壳-幔过渡带。在航磁图上,这一地区以低缓的负磁场为主要特征,磁场强度一般为0~50 nT,这是典型的沉积岩发育地区的磁场特征[2,3]

2  唐古拉山地区活动断裂及历史地震震中分布图

  ①昆仑山口-库赛湖-新青峰全新世活动断裂;②勒斜武旦湖-太阳湖活动断裂;

  ③西金乌兰湖-五道梁活动断裂系;④乌兰乌拉湖-岗齐曲全新世活动断裂; 

  ⑤玛章错钦活动断裂

Fig.2  Map of active faults and epicentral distribution of 

       historical earthquakes in the Tanggula Mountain area   

 

 震中及附近的主要断裂有:西金乌兰湖-五道梁活动断裂系,乌兰乌拉湖-岗齐曲全新世活动断裂、玛章错钦活动断裂等,见图2。

 这些断裂的第四纪活动特征主要为地震断层。在岗齐曲南地表出露近10 km长的地震破裂形变带。地震破裂形变带走向80°~90°与主断裂构成近30°的交角;地震破裂形变带由地震鼓包、地震裂缝、地震陡坎、小型拉分盆及小型挤压岩桥等构成;东端终止于一条由南流向北的岗齐曲次级冲沟处。主要特征是:终止点出现直径1 m,深30 cm的小坑,而向西侧出现地震鼓包与地震裂缝的组合。

 

 

烈度分布及震害

 

因为这次地震发生在人烟稀少,自然环境条件极差的地区,在等震线的圈定上遇到了许多问题。由于客观条件所限,基本上是按照一些牧业点、居民点的破坏和震感以及一些地震上的现象圈定和推测的。

 据青海省地震局的宏观考察结果[1],唐古拉山6.8级地震的宏观震中为34°12′N,92°00′E,即在挪日南川、扎基日保日附近。极震区烈度为Ⅸ度(图3)。下面分述烈度分布特征:

 Ⅸ度区:其范围北西起4980 m高程点西侧,南至挪日南川以东地区,长约6 km,宽3 km,呈北60°西方向展布的椭圆形。区内出现大规模的基岩崩塌现象。山脊北坡实地考察发现,山顶至山腰最大坡度虽然只有30°左右,但基岩块体在这次强震过程中,下滚最大距离达650 m,一般在30 m以上。区内的基岩碎块呈北西西向展布,长达6 km。此次考察未能到达主脊南坡现场。地震时出现牛群惊叫、惊逃及牧民摔倒现象。

 度区:西起郭仓枪马龙巴,东至扎格走马,长轴20 km,短轴9 km,亦呈椭圆形分布,长轴走向N65°W。

 门群一带地震时牧民住的帐蓬强烈抖动,火炉上的水壶中的水泼满地,炉子、烟筒强烈振动并发出有节奏的响声。一户牧民门前两匹马地震时挣脱僵绳惊慌而逃。人员步行困难,头昏恶心,还听到隆隆的地声。

 Ⅶ度区:北西方向推测可达战马目基日,南东达90道班以西,呈椭圆形展布,长轴走向N70°W,长轴55 km,短轴宽21 km。门群一带地震时牧民住的帐蓬强烈抖动,一些物品被摔倒在地上。人员行步困难,头昏恶心,还听到隆隆的地声。因该区人员极为稀少,等震线大多是依据相邻两条等震线的展布推测的。

 Ⅵ度区:北西到玛章错钦以西的斜日贡日曲,南东达唐古拉乡、90道班以东地区。长轴走向N70°W,长轴长113 km,短轴宽53 km。青藏公路上的托托河为唐古拉乡政府所在地,人口较稠密。据了解,当时室内人员普遍惊逃户外,并有头昏恶心之感;室内电灯大幅度晃动,门窗响动,个别物品滚落到地上。房屋受到轻微的裂缝破坏。

 Ⅴ度区:西至乌兰乌拉湖以东,东至子曲河上游,为NWW走向的圆形。长轴走向N70°W,长220 km,短轴宽110 km。区内居民较少,据84道班、93道班职工反映,地震时多数人从梦中惊醒,感觉床来回摆动,门窗 发出响声。

3  唐古拉山6.8级地震等震线

Fig.3  Isoseismal map of the MS6.8 Tanggula Mountain earthquake 

 

 

地震序列  

 

1988年11月5日唐古拉山6.8级地震发生后,共记录到 ML≥3.9余震12次,最大余震是1988年11月26日ML6.0地震。见表2,图4。

 2  余震序列目录(ML≥3.9)

Table 2  Catalogue of the aftershocks of the MS6.8 Tanggula Mountain earthquake

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

1988 11 05

10 14 30.4

34°24′

91°54′

7.0

 

唐古拉山

4)

2

1988 11 05

14 29 59

34°17′

91°51′

4.1

 

唐古拉山

4)

3

1988 11 05

12 58 09

34°23′

91°37′

4.7

 

唐古拉山

4)

4

1988 11 05

14 49 05

34°31′

92°17′

4.2

 

唐古拉山

4)

5

1988 11 05

15 14 02

34°06′

92°15′

4.3

 

唐古拉山

4)

6

1988 11 07

10 21 56

34°01′

91°53′

4.9

 

唐古拉山

4)

7

1988 11 07

16 08 16

34°20′

91°22′

4.5

 

唐古拉山

4)

8

1988 11 07

20 56 14

34°13′

91°40′

3.9

 

唐古拉山

4)

9

1988 11 09

06 34 37

34°19′

91°36′

4.2

 

唐古拉山

4)

10

1988 11 10

13 18 33

34°25′

91°51′

4.8

 

唐古拉山

4)

11

1988 11 11

17 04 11

34°40′

91°40′

4.6

 

唐古拉山

4)

12

1988 11 26

06 29 43

34°37′

91°47′

6.0

 

唐古拉山

4)

13

1988 11 28

06 21 36

34°05′

91°00′

5.4

 

唐古拉山

4)

4  唐古拉山6.8级地震及其余震震中分布图(ML≥3.9,1988.115~11.28)

Fig.4  Epicentral distribution of the MS6.8 Tanggula Mountain

       earthquake and its aftershocks  

 

计算序列参数时,取11月5~28日ML≥3.9地震资料。

主震能量占整个序列能量的93%,属主震余震型序列。M-t图,见图5;h值曲线,见图6。

5  唐古拉山6.8级地震序列 M-t 图

Fig.5  M-t diagram for the  MS6.8 Tanggula Mountain earthquake 

       sequence  

 

 

 

6  唐古拉山6.8级余震序列 h 值曲线

Fig.6  h- value curve for the aftershocks of the MS6.8 Tanggula 

       Mountain earthquake  

 

 

 

7  唐古拉山6.8级地震序列 N-t 曲线

Fig.7  N-t diagram for the MS6.8 Tanggula Mountain earthquake 

      sequence   

 

 

 

8  唐古拉6.8级地震序列应变释放曲线

Fig.8  Curve of strain release for the MS6.8 Tanggula Mountain 

       earthquake sequence     

 图9是 b 值曲线, b =0.49。另外计算的序列 h =1.50,推算的最大余震为6.0,同实发最大余震震级一致,这些参数由于样本太少,仅供参考。

9  唐古拉山6.8级地震序列 b 值图

Fig.9  b- value curve for the MS6.8 Tanggula Mountain 

       earthquake  sequence   

 

 

震源机制解和地震主破裂面

 

根据全国台网的P波初动资料,马文静同志求得的震源机制解(图10,表3),矛盾符号比为2/22=9%。

10  唐古拉山6.8级地震震源机制解

Fig.10  Focal mechanism solution of the MS6.8 Tanggula

        Mountain earthquake

 

3  震源机制解

Table 3  Focal mechanism solution of the MS6.8 Tanggula Mountain earthquake

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

128

NE

79

34

NW

80

353

22

259

8

152

67

315

20

38

13

马文静

    高原地区的ML≥5.0地震主压应力轴仰角平均值为21.1°,可见此次地震仰角正好接近这个平均值[2]。据前面的等烈度线与极震区长轴方向以及余震区长轴方向,认为节面Ⅰ为地震主破裂面。另外节面Ⅰ走向128°与乌兰乌拉湖-岗齐曲断裂走向110°基本一致,它可能是发震断层。

 

 

观测台网及前兆异常

 

距震中300 km范围内没有地震台站,距震中500 km内仅有一个格尔木地震台,台上有测震、水氡和地磁3个观测项目(图1)。该次地震前格尔木台水氡有一定异常显示,地震活动性异常较为显著,见表4。

4  1988年11月5日唐古拉山6.8级地震异常情况登记表

Table 4  Summary table of precursory anomalies

    有关异常情况如下:

1. 震前平静现象

 在1988年11月5日唐古拉山6.8级地震前,从1987年3月开始,震中附近地区(31°00′~36°00′N,89°~94°E)ML≥4.0的地震活动出现了近1.5年的平静(图11),这种平静对于唐古拉山地区来说极为少见。

11  唐古拉山地区(31°00′~36°00′N,89°00′~94°00′E)M-t

Fig.11  M-t diagram in Tanggula Mountain area     

 

2. 震前空区

 从1986年8月21日唐古拉山6.5级地震后,这一地区存在一个4级以上地震的围空区(图12),长轴近500 km。它是在这一地区地震活跃过的背景上出现的围空区,方向为北东向。1988年11月5日唐固拉山6.8级地震发生后,这一空区开始解体。

12  唐古拉山6.8级地震前1986年8月至1988年11月ML≥3.0地震震中分布图

Fig.12  Epicentral distribution of the ML≥3.0 earthquakes 

        before the MS6.8 Tanggula Mountain earthquake in Aug. 

        1986~Nov. 1988   

 

3. 地震频次异常

 取31°~36°N,89°94°E为统计区,震级统计下限3.8级,做频次曲线(月频次)(图13)。图13表明,该次地震前出现长达1.5年的极低频次异常。1986年8月21日唐古拉山6.5级地震前都有类似的现象。

13  唐古拉山6.8级地震前后地震N-t曲线

Fig.13  N-t diagram before and after the MS6.8 Tanggula

        Mountain earthquake    

 

 将上述的频次做累积频次曲线(图14)。图14表明,该次地震前的累积频次偏离线性的异常是极为明显的,异常时间达1.5年。

14  唐古拉山6.8级地震前后地震累积频次异常曲线

Fig.14  Curve of accumulative frequency before and after the 

        MS6.8 Tanggula Mountain earthquake   

 

4. 调制块比异常

  如果小震调制比大于0.31则认为小震调制比出现异常[4],我们将全省按2°×2°分成网格状,每个网格内的调制比大于0.31认为是一个异常的网格块,将整个网格中的异常网格的个数统计出来,其占总网格数的百分比为调制块比,通过实际工作,认为调制块比在青海省的映震反应还是不错的,取全省1985年以来的3级以上地震,半年为基数,一个月滑动,其调制块比曲线如图15,图15表明,省内较大地震发生前出现调制块比的高值异常,下降过程中发震。6.8级地震前的高值异常持续近半年,下降3个月后回升过程中发震。

15  青海省2°×2°的调制块比曲线

Fig.15  Percent curve of meshes(2°×2°)with anomalyy 

        regulatory retio of small earthquakes in Qinghai 

        Province   

 

5. 格尔木水氡异常

 格尔木水氡月均值曲线表明,唐古拉山及周围地区发生6.5级以上地震前,都存在一段水氡值的高值异常(图16)。这次唐古拉山6.8级地震发生前,格尔木水氡于1987年1月出现高值异常,一直持续到1988年6月,其后开始下降,在下降过程中发震。须要说明的是格尔木水氡点距6.8级地震震中大于300 km,在1986年8月21日该区发生6.5级地震前格尔木也存在类似的异常变化,所以认为这一变化可作为中期异常对待。

16  格尔木水氡月均值曲线

Fig.16  Curve of monthly mean value of radon content in 

        groundwater at Geermu station 

 

 

前兆异常及其特征分析 

 

 因本次地震震中所处地区无前兆和测震台站,最近的格尔木地震台距震中有约350 km,此次研究中仅确认有5条中期异常,因此无法系统分析前兆的时、空、强异常特征。但从上述各异常分析看,地震活动性异常和格尔木水氡异常有一定的同步性。从图11、图13、图14可见地震平静从1987年下半年开始,而此时格尔木水氡也出现高值异常,从空间分布上看也是地震空区形成的时候。图15显示1987年下半年也是全省小震调制块比高值异常的开始。由此可见这种同步性不是偶然的,是一种中期异常的反映。另一个较为明显的特点是地震平静结束到发生6.8级主震相隔有半年时间,从图13、图14都可以明显看出这种地震平静后的活跃现象,这段时间也是小震调帛块比由高值异常下降恢复的阶段,而格尔木水氡(图16)也正好同步下降,所以可以认为这段时间处于震前的短期异常阶段。  

 

总结与讨论

 

本次地震的震中与1986年8月21日唐古拉6.5级地震基本重复,并在乌兰乌拉湖-岗齐曲同一活动断裂上。这种在极短时间内强震重复事件,说明这一地区的构造活动十分的强烈。

据该区沱沱河气象站的资料研究,这一地区的6级以上地震同当地降雨和干旱有着较好的对应关系,在这样一个前兆和测震监控能力都很低的地区研究气象资料与地震的关系是值得进一步探索的。

通过这次唐古拉山6.8级地震的震例总结,使我们更加认识到,如果没有一定数量的前兆台站和与之相配套的测震网,想在震前得到短临信息几乎是不可能的。

 

 

     

 

 [1] 青海省地震局考察队,1988年11月5日唐古拉7级地震宏观考察报告,高原地震,

     vol.1,No.1,1989。 

 [2] 崔作舟等,青藏高原速度结构与深部构造,北京:地质出版社,1992。 

 [3] 曾秋生,青海高原的地震活动与地震构造,高原地震,vol.1,No.1,1989。 

 [4] 郭增建、秦保燕,地震成因与地震预报,北京:地震出版社,1992。

 

     

 

  1)陈铁流等,1988年11月5日唐古拉7.0级地震,1993。 

  2)叶建青,青海可可西里地区的活动构造与地震,1991。 

  3)青海省地震局,青海省新构造图,1988。 

  4)国家地震局地球物理研究所,中国地震台网临时报告,1988.11。 

  5)青海省地震台网观测报告,1988.11。 

  6)兰州地震研究所,甘肃省地震台网观测报告,1988.11。