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1985
823新疆维吾尔自治区乌恰7.4级地震


 新疆维吾尔自治区地震局 王筱荣  王海涛  杨又


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

 

1985 年 8 月 23 日在新疆维吾尔自治区乌恰县与疏附县交界处发生了 7.4 级地震。宏观震中位于两县交界处的托姆洛安山峰东北一带,即 39°31′N,75°29′E 。极震区烈度度,为北西向不对称鞋底状。在极震区两端各有一个Ⅸ度的烈度异常区。本次地震造成 64 人死亡,近 200 人受伤,极震区内绝大部分建筑物倒塌或遭受不同程度的破坏。

 本次地震序列为主-余震型,最大余震 6.8 级,余震衰减正常。震源机制解中节面Ⅱ走向北西, P 轴方向北北西,推测本次地震是北西向断裂发生右旋错动的结果。节面Ⅱ是可能的地震主破裂面。发震构造是卡兹克阿尔特断裂。震中附近地区观测台站稀少,距震中 500 km 范围有地震台 9 个,其中测震台 9 个,其他前兆台 3 个,有测震、地磁、地应力、地倾斜4个观测项目。地磁、地倾斜、地应力等观测项目在震前有不同程度的中期异常,震前 15 天开始宏观异常集中出现。

 本次地震前异常偏少,与本区的台网布设有关,测震学前兆分析方法未观测到明显异常,可能与本区复杂的地质构造及地震活动频繁有关。

 

 

前 言

 

据新疆地震台网测定,1985年8月23日20时41分58秒在新疆乌恰县与疏附县交界处发生了7.4级地震。宏观震中位于两县交界的托姆洛安山峰一带,即39°31′N,75°29′E,微观震中在39°35′N,75°36′E。极震区烈度Ⅷ度,区内有Ⅸ度的烈度异常区。乌洽阿图什、喀什、塔什库尔干、阿克苏等地普遍有感。

 地震发生后,新疆地震局立即组织人员前往震区考察灾情,监视震情发展。对震后6天的地震序列分析发现, M-t 图出现平静—密集图像,能量释放进入积累阶段, b 值为0.6, h 值为1.7。现场预测,本区不会再发生7.0级以上强震,但可能发生强余震,9月12日在震区发生了6.8级强余震。

 7.4级地震在极震区造成严重破坏,绝大部分建筑物倒塌,或遭受不同程度的破坏。地面出现大量裂缝、崩塌、喷砂和冒水现象。在克孜勒苏河及其支流卡帕卡河河床及阶地上出现15 km长的地震形变带,使卡兹克阿尔特断裂向北推覆的水平距离为1~2 m。

 本次地震死亡64人,受伤200人,倒塌房屋1万余间,直接经济损失近亿元。

 7.4级地震是继1974年8月11日阿克陶县西北7.3级地震后,本区发生的又一次7级以上强震。本区处于南天山构造系与西昆仑构造系交界地段,地质构造复杂,断裂交错分布,地震频度高、强度大,是新疆强震的主要活动场所,1902年曾发生阿图什 级地震。

 在前人研究的基础上[1~10],1~5),经重新整理、分析研究,确认本次地震前共有5个前兆异常项目,计5条异常。

 

 

测震台网及地震基本参数

 

7.4级地震震中周围500 km范围内共有9个测震台(图1),由于受国界的限制,除乌恰台外,其余均在震中以东或以南,分布稀疏,使本区的地震监测能力较低,实际监测能力为 Ms≥2.5。  

1  乌恰近区测震台分布图

Fig.1  Distribution of seismometric stations around the 

      epicentral area of the  MS7.4 Wuqia earthquake    

 

  地震基本参数见表1。表1中3组结果分别来自不同的地震目录库。 

1  地震基本参数

Table 1  Basic parameters of the  MS7.4 Wuqia 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

1985 08 23

20 41 58

39°35′

75°36′

7.4

18

   

1)

2

1985 08 23

20 41 57

39°24′

75°22′

7.4

18

   

2)

3

1985 08 23

20 41 55

39°26′

75°29′

7.1

33

   

3)

 

 

地震地质背景

 

 1. 区域大地构造位置

 此次地震震中位于世界屋脊帕米尔北部的南天山中晚古生代褶皱带,西昆仑山古生代褶皱带和塔里木地台的喀什新生代拗陷带衔接地带。自渐新世以来,由于印度洋板块不断向北俯冲,致使帕米尔北部山区抬升,西昆仑向南天山推覆,造成西昆仑和南天山褶皱轴面及断裂面分别向山体倾斜,形成一系列迭瓦状推覆构造。在这些活动构造上,先后发生了1902年阿图什 级地震、1974年马尔坎苏7.3级地震、1985年乌恰7.4级地震。

 2. 深部构造条件

(1) 布格重力异常

 据1°×1°布格重力异常图(图2),震中区位于布格重力异常低值区。重力异常等值线总体走向北北西。震中位于-350×10-8m/s2布格重力异常等值线的拐弯部位,布格重力异常梯度变化值约为1×10-8m/s2/km。

图2  乌恰地区地壳厚度及重力异常等值线图

Fig.2  Isoline of crustal thickness and gravityi in Wuqia area    

 

(2) 航磁异常

 震中位于正航磁异常区,异常值为150 nT[1]

(3) 地壳厚度变异

 本次地震位于地壳厚度突变带,震中区地壳厚度57 km,地壳厚度等值线呈向北张开的喇叭形(图2)。

 据转换波研究4),震源区P波速度为6.0 km/s,其下是20~60 km的速度梯度带,由6.0 km/s渐变为8.0 km/s。在剖面上为平缓的地壳及上地幔隆起。

3. 活动构造

 活动断裂带见图3。

图3  乌恰及邻区地质构造和历史强震震中分布图

Fig.3  Geotectonic map of and the epicentral distribution  of 

       historical strong earthquakes in Wuqia and its adjacent 

       area     

 

(1) 塔拉斯-费尔干纳活动断裂带

  该断裂是一条深切岩石圈橄榄层的深断裂,东南端控制着托云中新生代盆地的发展及演化,东侧大片玄武岩覆盖于白垩系上。该断裂在中国境内长80 km,主体延伸到吉尔吉斯斯坦共和国境内。断裂具右旋逆冲性质。1983年在该断裂上发生了乌恰县托云6.8级地震。

(2) 托特拱拜孜-阿尔帕勒克活动断裂带

  断裂带近东西走向,长200 km,为南天山古生界与中新生界的分界断裂。沿此断裂带有玄武岩-辉绿岩-辉长岩岩脉,切割第三系及白垩系,属碱性玄武岩系列。在磁场上为不同异常的分界线和梯度带,活动断裂带以北为负异常区,以南为正异常区。两侧基岩的垂直断距在3 km以上。为逆冲型的枢扭断层,自晚更新世以来有过2次活动,为1902年阿图什 级地震的发震构造。

(3) 乌鲁克恰堤活动断裂带

  断裂带走向北东,长80 km,倾向北西,倾角50°左右。最大垂直断距达32 km,古生界逆冲于中新生界之上,是1955年乌恰2次7.0级地震的发震构造。

(4) 卡巴加特断裂

  断裂位于南天山南缘,走向北西西—北西,长40 km。断层南盘的渐新世—中新世萨马盖征组往北逆冲于上新统托卡普组之上。1978、1987年先后发生2次6.0级地震。

(5) 肯恩别尔特断裂

  该断裂为塔里木地台喀什拗陷与西昆仑褶皱带的分界断裂,长100 km以上,具右旋逆走滑性质。是1974年马尔坎苏7.3级地震的发震构造。1990年又发生6.4级地震。

(6) 卡兹克阿尔特活动断裂带[2]

 卡兹克阿尔特断裂是西昆仑山前最大的逆掩断裂之一,是西昆仑山前拗陷带与塔里木地块的分界断裂。其西段近东西延伸,至托姆洛安山峰东北麓,走向逐渐转为北北西向,断面倾向南或西南,倾角15°~35°,长300~400 km.自渐新世印度次大陆与亚洲大陆碰撞以来,西昆仑急剧抬升,导致近南北向水平挤压应力,在这种南来的推挤作用下,它以脉冲形式不断向北推覆,上新世以来向北推覆距离约25 km。该断裂是本次地震的发震构造,7.4级地震发生在由近东西向向北西向转折的弧形构造外侧。据古地震研究,在全新世时期该断裂至少经历了3次强震活动幕,距今最近的一次古地震幕大约在600年前,每个活动幕持续时间为10年左右。

4. 区域形变场概况

 据1955~1982年2次大地水准测量资料[3],喀什以南现代隆起速率在2 mm/a以上。按理论模式计算[1],受印度洋板块对欧亚板块的碰撞影响,其水平活动速率为21~40 mm/a,即帕米尔进一步与南天山接近,地壳短缩加厚。

 据实地考察,本次地震在克孜勒苏河及其支流卡帕卡河河床及阶地上出现15 km长的地震形变带,在这一事件中,该断裂向北推覆的水平距离为1~2 m(地壳短缩)[2]

5. 历史地震

 在本区特殊的构造环境下,强地震频频发生,自1900年有历史地震记录以来,在38°45′~40°30′N,73°30′~76°30′E范围内曾发生了1次 级地震,5次7.0~7.9级地震,18次6.0~6.9级地震,73次5.0~5.9级地震。 Ms≥6.0地震序列见图4。

图4  乌恰及邻区历史地震 M-t 图( MS≥6.0)

Fig.4   M-t diagram of historical earthquakes in Wuqia and its

        adjacent area( MS≥6.0)

     

    由图3可以看到强震沿本区的各条大断裂展布,多发生在断裂的转弯部位或多条构造的交汇部位,深度分布为18~56 km,变化较大,这实际上反映了在近SN向应力的作用下,构造单元之间强烈的挤压和俯冲作用。时间序列分析表明,本区7级以上的强震似有10年或20年左右的活动周期.自70年代以来卡兹克阿尔特断裂上的6级地震频频发生,表明该断裂进入了活动阶段。  


本节由柏美祥研究员提供资料并参与编写。

 

 

烈度分布及震害[4]

 


    据考察,本次地震宏观震中为39°31′N,75°29′E,在乌恰县与疏附县交界处的托姆洛安山峰东北一带。烈度分布见图5。这次地震造成64人死亡,200余人受伤,10000多间房屋倒塌或受严重破坏,直接经济损失近亿元。  

5  乌恰7.4级地震等震线图

Fig.5  Isoseismal map of the  MS7.4 Wuqia earthquake   

 

 极震区烈度为度,分布在乌恰县、疏附县乌帕尔乡一带,面积526 km2,东南宽,西北窄,长轴63 km,方向320°,短轴长14 km,为北东向,呈不对称鞋底状。度区内Ⅰ、Ⅱ类房屋绝大部分都已倒塌,或遭到不同程度的破坏,损失较大,Ⅲ类房屋多数破坏,部分严重破坏。喀什一级电站拦河大坝迎水面近300 m长的坝段向上游滑落,滑落最大垂直距离为6m,水平最大滑距9.5 m。乌恰县唯一一座高24 m的水塔,在距地面高1.8 m处产生水平向裂缝,塔体上部向北错动2~3 cm,距塔高三分之二处出现两条剪切裂缝,使水塔严重破坏。

 极震区内存在两个Ⅸ度的烈度异常点,分别位于乌恰县杨叶农场和乌帕尔乡至马场一带,面积均为14 km2。在上述两区内,Ⅰ、Ⅱ类房屋基本破坏、倒塌,Ⅲ类房屋多数破坏、倒塌,地面裂缝最宽约15 cm,河谷内喷砂冒水现象普遍。烈度异常点的出现与两区处于河流阶地、地下水位高有关。

 Ⅶ度区北起康苏西,南至阿克陶县巴仁乡西北,东至明尧勒、木什一带,西至卡拉贝水文站东侧,面积约1040 km2,长轴方向为310°,长103 km,宽31 km,区内Ⅰ类房屋多数破坏,个别倒塌,Ⅱ类房屋部分破坏,Ⅲ类房屋部分轻微破坏,河谷陡岸、山坡陡崖出现崩塌现象。

 Ⅵ度区北起乌鲁克恰堤东,南至阿克陶县东,东至托帕、喀什市,西止别尔托阔依乡东,面积6677 km2,长轴方向为350°,长170 km,宽65 km。区内Ⅰ、Ⅱ类房屋有不同程度破坏,村舍院墙局部倒塌,Ⅲ类房屋有个别处轻微损坏。

 这次地震在度区内出现大量的地裂缝、崩塌和喷砂、冒水现象。地裂缝走向大致呈北西(270°~320°)和北东(45°~80°)两个方向分布,单条宽度1~130 cm,单条长度10~150 m,极震区的乌帕尔乡马场一带,地裂缝总宽达30~100 m,总长逾1 km。沿裂缝喷砂、冒水现象比比皆是,喷孔直径为15~18 cm,喷出砾石最大直径达10 cm。8月23日主震发生时,克日克布拉克西泉水沟陡壁上产生滑坡,其后壁宽约30 m,高5m左右。9月12日发生的6.8级余震,在喀什一级电站大坝东北1.5 km的克孜勒苏河Ⅱ级阶地上,形成一条长5 km多的地震断层。

 

 

地震序列  

 

由于乌恰地区地震台站稀疏,监测能力较低,为不失序列全貌,在统计时,以喀什台地震记录为主要依据,不能交切的地震以喀什台记录为准,所以序列资料与以后将出版的地震目录有一定差别。

 乌恰地区为地震高发区,小震活动极为频繁,识别前震较困难,能明确认定为前震的是主震前一天发生在震区内的7次地震,最大震级 Ms5.0,震中位于主震西南侧。

 据参考资料2),本次地震序列持续至1986年1月底,凡可交出震中的序列分布见图6, Ms≥5.0序列目录列于表2。

6  乌恰7.4级地震序列震中分布图( MS≥5.0)

Fig.6  Epicentral distribution of the  MS7.4 Wuqia earthquake

       sequence   

 

2  地震序列目录( MS≥5.0)

Table 2  Catalogue of the  MS7.4 Wuqia earthquake sequence

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

1985 08 23

16 32 55

39°24′

75°30′

5.0

 

 

 

2

1985 08 23

20 41 57

39°24′

75°22′

7.4

18

 

1)

3

1985 08 23

20 53 46

39°24′

75°22′

5.1

 

 

 

4

1985 08 23

20 54 52

39°24′

75°22′

5.5

 

 

 

5

1985 08 23

21 15 00

39°18′

75°24′

5.0

 

 

 

6

1985 08 23

21 44 23

39°30′

75°00′

5.3

 

 

 

7

1985 08 24

00 33 00

39°24′

75°30′

5.0

 

 

 

8

1985 08 30

07 39 49

39°30′

75°24′

5.1

 

 

 

9

1985 09 12

04 45 50

39°23′

75°24′

6.8

 

 

 

10

1985 09 12

05 00 00

39°12′

75°24′

5.0

 

 

 

11

1985 10 04

07 53 50

39°24′

75°24′

5.0

 

 

 

   本次地震序列总释放能量为8.985×1015J,前震释放能量为0.002×1015J,占总能量的0.02%,主震释放能量为7.95×1015J,占总能量的88.46%,余震释放的能量为1.032×1015J,占总能量的11.50%,据此,本次地震序列为主-余震型。

 本次地震全序列包括7次前震,最大震级 Ms5.0。2456次余震,最大强余震 Ms6.8,其中 Ms≤1.0有101次,1.0~1.9级1186次,2.0~2.9级1038次,3.0~3.9级85次,4.0~4.9级36次,5.0~5.9级8次,6.0~6.9级1次。 Ms≤2.0地震缺失较多。以 Ms≥3.0地震绘出 M-t 图(图7),以 Ms≥2.0地震绘出 N-t 图(图8),拟合计算出序列 P 值为0.95,余震序列 b 值为0.42(图9)。 h 值为1.4。地震序列应变释放曲线表明序列衰减正常(图10)。

7  乌恰7.4级地震序列 M-t 图

Fig.7  M-t diagram of the  MS7.4 Wuqia earthquake sequence    

 

 

 

8  乌恰7.4级地震序列 N-t 图

Fig.8  N-t diagram of the  MS7.4 Wuqia earthquake sequence  

 

 

 

9  乌恰7.4级地震余震 b 值拟合曲线

Fig.9  b-value fitting curve of the aftershocks for the  MS7.4 

       Wuqia earthquake

   

 

 

10  乌恰7.4级地震序列应变释放曲线

Fig.10  Curve of strain release of the  MS7.4 Wuqia earthquake

        sequence  

 

 

震源机制解和地震主破裂面

 

利用世界台网ISC、中国台网及新疆台网的P波初动资料,按双力偶点源模型,求得7.4级地震的震源机制解(图11)。具体参数列于表3,在总共109个初动符号中,矛盾符号有21个,矛盾比为19.3%。  

11  乌恰7.4级地震震源机制解

Fig.11  Focal mechanism solution of the MS7.4 Wuqia earthquake   

 

3  震源机制解

Table 3  Focal mechanism solution of the MS7.4 Wuqia 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

51

SE

65

114

NE

46

349

12

95

52

250

34

24

45

142

25

[5]

    据图3、图5,Ⅷ度区的长轴延北西向展布,余震活动亦主要沿北西向分布,与卡兹克阿尔特断裂的走向基本一致,结合震源机制解的结果,认为北西走向的节面Ⅱ是可能的地震主破裂面。宏观考察发现地面有大量的北西向地裂缝,其力学特征显示了右旋扭动的结果,这与卡兹克阿尔特断裂的活动特征一致,可以确认本次地震是在近SN向挤压应力的作用下,卡兹克阿尔特断裂发生右旋逆走滑运动的结果。

 在分析中发现的矛盾之处是,卡兹克阿尔特断裂倾向南或西南,宏观考察发现本次地震造成该断裂的上盘向北推覆了1~2 m,亦表明该断裂的逆冲运动。但由震源机制解的参数可见,节面Ⅱ的倾向北东,与实际断裂的倾向相反。若以此推得断裂应是向南的逆冲运动,此疑点有待于进一步分析研究。

 

 

观测台网及前兆异常

 

前边图1列出了震中附近地区测震台站和定点前兆观测台站分布图。本次地震发生在前兆观测台站的西部。距震中500 km范围内共有地震台站9个,其中测震台9个,前兆台3个,有包括测震、地磁、地应力、地倾斜等4个观测项目.在0~100 km范围内有测震台3个,前兆台1个,仅有地磁1个观测项目;在100~300 km范围内有测震台3个,无前兆台;在300~500 km范围内有测震台3个,前兆台2台,有3种前兆观测项目。

 本次地震前共出现5个异常项目,5条前兆异常,震前和震后的分析研究均未发现明显可靠的测震学方法的异常,前兆异常情况见表4和图12~24。

12  乌恰7.4级地震前地磁垂直强度相关分析(喀什—和田)

Fig.12  Correlation analysis for vertical geomagnetic intensity

        before the MS7.4 Wuqia earthquake  

 

 

13  乌恰7.4级地震地磁 Z 月均值差值曲线(乌鲁木齐—喀什)

Fig.13  Curve of monthly mean difference value for geomagnetism

       ( Z )  before the MS7.4 Wuqia  earthquake  

 

   表4  异常情况登记表

   Table 4  Summary table of precursory anomalies

    1. 定点前兆异常

1) 地磁

 喀什地磁台为全国Ⅰ类台,架有绝对观测仪器GSI一等磁力仪(日本)、核旋仪以及磁变仪CB3,1984年8月投入观测。

①李茂玮等[6]用多种方法对比分析了本次地震前后,喀什台地磁垂直分量的观测资料,表明从1985年5~6月开始出现了明显的异常信息。

 喀什台与和田台垂直强度整点值的相关系数,在正常时高于0.8,但1985年6~9月间,相关系数明显变小,波动较大,同时在地震前一天和当天,相关系数极小,震后恢复正常(图12)。

 喀什与乌鲁木齐地磁垂直强度月均值的差值,从1984年11月开始呈趋势性下降(图13),5~6月加速下降至最小值,7~9月回升,恢复中发生7.4和6.8级地震,异常幅度3~4 nT。

 由乌鲁木齐与喀什地磁垂直强度日变幅差(图14)上也可以看到,1985年3~10月,差值大幅度偏离基线,超过2倍均方差,异常幅度7~8 nT,而同期乌鲁木齐与其他台的日变幅差正常。

14  乌恰7.4级地震前地磁垂直强度的变幅差旬均值图

Fig.14  Curve of 10-day mean value of amplitude 

        difference for vertical geomagnetic intensity 

        before the MS7.4 Wuqia earthquake   

 

喀什台与和田台地磁垂直强度剩余均方差的比值[6],在1985年5~8月中旬连续3个月偏离正异常,表明喀什台的剩余均方差大于和田台(图15)。

15  乌恰7.4级地震前地磁Z分量剩余均方差比值曲线(喀什—和田)

Fig.15  Curve of ratio of residual mean square deviation 

        for geomagnetism ( Z )before the  MS7.4 Wuqia

        earthquake   

 

②据曾小萍[7],喀什台地磁短周期转换函数( T ≥20 min),在震前出现明显正异常,异常值Δ》3 (图16);其帕金森矢量倾角在震前也有明显变化(图17)。

 地磁短周期变化的转换函数是反映地下电性结构的一种参量,利用它们求出帕 金森矢量指示出地下电性结构的横向差异性。曾小苹等分析了喀什台9~350分 钟的短周期地磁事件,发现在7.4级地震前1~7个月,转换函数 A 值和帕 金森矢量角 I 值有明显的变化。较长周期(150和200分钟)在震前6~7个 月出现异常(反映地下较深部),而较短周期(20分钟)在震前3个月开始异常 (图16、图17)。由此推测震源在地幔,同时岩石的破裂有明显的分层结构。

16  乌恰7.4级地震前喀什台地磁转换函数 的变化

Fig.16  Variation of transfer function  of  geomagnetism before

         the MS7.4 Wuqia earthquake at Kashi station  

 

 

17  乌恰7.4级地震前喀什台地磁帕金森矢量倾角的变化

Fig.17  Variation of Parkinson geomagnetic-vector dip  angle before

         the MS7.4 Wuqia earthquake at  Kashi station   

2) 地倾斜

 韩月鹏等[8]用多种方法分析了乌什地震台1982~1985年地倾斜观测资料认为:NS方向从1984年下半年开始大幅度南倾(图18),在矢量图表现为,1985年的长轴方向比正常年份增大3.5″,较1982、1983年偏南了8.5″;较1984年偏南6″(图19);1985年的月均值矢量模变幅比前3年增大(最小值偏大3.596″,最大值偏大2.945″(图20));倾斜方位角由正常年份的在60°~100°之间变化,变为在 85°~125°之间变化(图21),明显偏大;为了消除年变,对NS向观测月均值进行距平处理,绘制成分月的历年矩平值曲线(图22),可以看到1985年2~11月,距平值超过2倍均方差,平均偏差约3.2″。

18  乌什SN向地倾斜月均值曲线

Fig.18  Curve of monthly mean value of tilt (SN) at Wushi station  

 

 

 

19  乌什台地倾斜月均值合成矢量

Fig.19  Composite vectors of monthly mean value of tilt at Wushi

        station    

 

 

 

20  乌什台地倾斜矢量模变化曲线

Fig.20  Variation curve of tilt vector modulus at Wushi station  

 

 

 

21  乌什台地倾斜矢量方位角变化曲线

Fig.21  Curve of vector azimuth variation of tilt at Wushi station

 

 

 

22  乌什台地倾斜SN向月距平曲线

Fig.22  Curve of monthly departure value of surface tilt

        (SN derection) in Wushi station 

   

3) 钻孔应变

  据蒋靖祥研究[9]7.4级地震前乌什台钻孔应变仪的3个受力元件分别在震前的140、86和57小时出现了突跳变化,最大量级5.2×10-7(图23),在一阶差分曲线上表现为明显突跳,最大量3.4×10-7(图24)。

23  乌什台钻孔应变整点值曲线

Fig.23  hourly curve  of borehole strain at Wushi station  

 

 

 

24  乌什台钻孔应变速率变化曲线

Fig.24  Curve of velocity variation of borehole strain at Wushi

        station     

 2. 宏观异常现象5)

1) 动物异常

 据调查,本次地震前宏观异常现象极为丰富,约十多种动物有习性异常反应。

 乌恰县城和杨叶农场(Δ=35 km)的部分狗震前半个月哭叫声不止。最突出的是杨叶农场王某家的狗震前半个月天天哭叫,震前悲叫、扒地、跳墙。

 上述两地的大量的鸡震前两天不进窝,惊恐大叫,高飞上树,黄昏啼鸣,个别人家的鸡过早进窝。

 阿克陶县(Δ=60 km)孙某家的鸽子,平时浮蛋时驱赶不出窝,地震前几只孵蛋鸽子全部出窝。杨叶农场吴某家的鸽子地震前1小时在屋顶惊叫。

 震前4天,杨叶农场王延全家的牛大声惨叫;县羊场的牛也出现半夜惨叫现象。

 震前1天,杨叶农场李开拄家放养的一群羊惊慌鸣叫,不听指挥,地震当天,这种现象更明显。

 震前1小时,阿克陶县玉麦乡的马高声嘶叫,前蹄刨地,不进圈。

 乌恰县城和杨叶农场几户人家养的猪,震前1-2天乱叫、拱圈、爬墙、跳圈。

 杨叶农场李某家养的猫地震当日突然失踪,震后两天自归。杨叶农场鱼池里的鱼震前3天漂浮在水面,不怕人,翻腾跳跃;阿图什县托平抬水库(Δ=40 km)的鱼震前大量汇集在闸口,出现多年少见的一网捕鱼1.5 t的记录。

 乌恰县及杨叶农场的驴震前4天乱叫。

 从时间上看,动物异常始于震前15天,越逼近地震发生时间,动物异常的反映越大,越集中。从现有考察资料来看,宏观异常出现在距震35~60 km范围内,高烈度区(杨叶农场)出现的异常明显大于低烈度区。

2) 气象异常

 乌恰7.4级地震前,本区经历了历史上少见的干旱,从1983年开始,持续了2年。降水距平值1982年为44.2%,1983年为-30.1%,1984年 为-43.6%[10]

 8月23日大震前,乌恰县出现了复杂的天气变化,破晓时,乌恰县西南方向出现雾气,雾气低压于半山腰,中午雾气移至正南,尔后天气转睛,午后17点45分阴云密布,突起暴雨,几分钟的暴雨之后,刮起了狂风,风力达8级,大风之后,天气又转为灰蒙蒙,雾气笼罩了乌恰县四周的山峰,晚8时41分地震发生。

3) 地声

 地震前几秒钟康苏矿区(Δ=45 km)部分人听到地声由南传来,乌恰县地震台的同志听到隆隆地声由南至北,杨叶农场职工听到地声似链轨或拖拉机声由南传来。


对地磁垂直强度的整点值作傅氏分析,再求相邻两台傅氏拟合后剩余均方差的比值,以消除外空磁场的共同干扰,突出局部区域的异常。

 

 

前兆异常及其特征分析 

 

乌恰7.4级地震发生在新疆前兆监测能力较弱的南天山地震带。震源区位于多 组构造带的交汇部位,中强地震频繁,使得地震学前兆分析方法难以寻找出正 常背景。震中附近仅有地磁观测,其他项目均在300 km以外,观测点少、且分 散,为研究异常的时空分布带来困难。

1)对仅有资料的分析认为:异常的空间分布表现为:300余公里范围内的3套仪器均观测到异常,而距震中460 km 的和田台两套仪器未观测到异常,这可能与分属不同的大地震构造带有关。

2)异常的时间分布是:乌什台地倾斜NS向在震前1年开始大幅度南倾,震前半年加速变化,表明震前1年震源区周围的大面积地面运动,已波及至300 km之外, 加速变化表现为中期异常向短临的过渡;位于震中附近的地磁观测仅表现出3~7 个月的短期异常;临震前6天开始乌什台的三道钻孔应变资料出现大幅度的临震 突跳,以及震中周围地区丰富的动物习性反常和气象异常,从时序分布可以看到存在中、短、临时间分布特征。值得一提的是环境因子与地震关系的研究,认为该此地震前2年乌恰地区出现严重旱情,是否可视为一种长趋势的异常值得探讨。

 

总结与讨论

 

乌恰7.4级地震是1976年8月23日四川松潘7.2级地震整整9年之后,中国大陆第一次7级以上地震活动。此次地震的发生曾被作为可能是新的强震活跃期起始标志而受到普遍关注。但由于震中附近台网相对稀疏,观测资料较少,对此次地震较为综合、系统的研究一直未得以开展。

 在本次地震的震例研究中,尽量收集了已有的可靠资料,并利用中国地震预报实用化软件分析计算了多种地震活动性分析预报方法,在较为全面的分析研究基础上,得到以下几点认识和结论。

1)乌恰7.4级地震极震区里出现两个高烈度异常区,据考察资料分析,可能与异常区处于河流阶地且地下水位高有关。

2)现有资料分析表明,在震中500 km范围内共有定点前兆观测3台5项。距震中近500 km的和田地倾斜和地磁未发现异常变化。震中400 km以内的其他三个台项多种处理方法均存在异常变化,这些异常表现出中短期和短临特征。长趋势异常不明显。

3)临震宏观异常比较明显,总体表现为出现时间集中、面积大、种类多。在该区多次6级以上强震发生前没有出现如此众多的宏观异常现象,这可能一定程度上说明7级以上地震前,动物等群体的突发性异常行为作为大震临震异常是客观存在的,值得重视与研究。

4)此次地震及其前后几次6级以上强震研究表明,该区多种地震活动性分析方法研究均未发现较为可靠的异常。造成这种特殊现象的一种解释是由于该区系多组活动构造交汇地带,不同构造交替活动,中强以上地震活动较为频繁,不同地震的孕震体可能相互交并,孕震过程中不同震源区的微小地震活动在时空域交错发生。因此基于孕震块体相对独立的常规地震活动性分析预报方法是难以提取出某次地震的异常变化图像的。当然也许还有其他原因,尚需进一步深入研究。

 

 

     

 

 [1] 马杏垣等,中国岩石圈动力学地图集,北京:地图出版社,1989。

 [2] 冯先岳等,卡兹克阿尔特断裂古地震研究,内陆地震,vol.1,No.3,1987。

 [3] 彭树森,大地形变测量所反映的天山最新构造运动,内陆地震,vol.7,No.2,1993。

 [4] 冯先岳等,新疆乌恰地震,中国地震,vol.2,No.1,  1986。

 [5] 王盛泽,新疆及其邻近地区现代构造应力场区域特征,地震学报,vol.14,增刊,

     1992。

 [6] 李茂玮,乌恰7.4级地震的震磁信息,内陆地震,vol.2,No.2,1988。

 [7] 曾小萍,喀什台地磁短周期转换函数变化异常与其附近地震的关系,见:地震预报方法

     实用化研究文集(地磁地电专辑),北京:学术书刊出版社,1990,p.157~163。

 [8] 韩月鹏,新疆乌恰7.4级地震前乌什台的地倾斜异常,地震,1987.1。

 [9] 蒋靖祥,新疆强震的钻孔应变临震特征,内陆地震,vol.5,No.2,1991。

 [10] 叶民权,乌恰7.4级地震前气象异常,西北地震学报,vol.9,No.2,1987。

 

     

 

  1)新疆地震局,地震目录数据库,1985,油印本。

  2)新疆地震局,乌恰7.4级地震序列目录,1985,油印本。

  3)王桂岭等,天山地震目录,1995,油印本。

  4)胥颐,天山地震活动区的深部构造特征,1995,油印件。

  5)新疆地震局,1986年度新疆地震趋势会商会材料,新 疆地震局情报中心,

     1985,打印稿。   

 

   

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