董治平 程建武 张 博 姜佳佳
(中国地震局兰州地震研究所,兰州730000)
2013年7月22日甘肃省岷县-漳县6.6级地震概述*
董治平 程建武 张 博 姜佳佳
(中国地震局兰州地震研究所,兰州730000)
2013年7月22日,甘肃省岷县-漳县交界发生6.6级强震,这是继2003年10月25日甘肃民乐-山丹6.1级地震10年后,在甘肃省境内发生的又一次强破坏性地震。极震区烈度为Ⅷ度,地震造成重大人员伤亡及灾害损失。本文对该地震的基本参数、地震序列、地震背景、地震构造等作了概述。
岷县-漳县6.6级地震;地震基本参数;地震序列;地震背景;临潭—宕昌断裂带
2013年7月22日7时45分,甘肃省岷县-漳县间(34.5°N,104.2°E)发生6.6级强震。宏观震中在岷县县城东北约十几千米的梅川镇、禾驮乡一带,极震区烈度为Ⅷ度。这次地震是继2003年10月25日甘肃民乐-山丹6.1级地震10年后,甘肃省境内发生的又一次强破坏性地震,也是甘肃东南部地区6级地震平静77年后的一次强破坏性地震。这次地震打破了青藏高原东北缘长达10年之久的大范围6级地震平静及数年尺度的5级地震平静。
该地震有感范围北起宁夏银川,南达四川成都,西始甘肃甘南州,东至陕西西安。地震波及甘肃定西市、天水市、陇南市、白银市、甘南州、临夏州6个市(州)。导致甘肃省13个县(区)受灾,包括定西市岷县、漳县、临洮县、渭源县、陇西县,甘南州临潭县、卓尼县、迭部县、舟曲县,陇南市宕昌县、礼县,临夏州康乐县和天水市武山县。位于烈度Ⅵ度区之外的部分县区也受到地震影响,造成个别居民点少量破坏[1]。此次地震共造成95人死亡,2 100多人受伤,约78万人受灾;倒塌、损坏房屋约10余万户,40多万间,直接经济损失数十亿元。
1.1 基本参数
中国地震台网、甘肃省地震台网和美国地震台网分别测定的岷县-漳县6.6级地震的基本参数见表1。
1.2 震源机制解
中国地震局地球物理研究所、美国地质调查局和美国哈佛大学分别给出的震源机制解见图1,相关参数列于表2。可以看出,3组震源机制解基本相似,共同显示出逆冲兼走滑破裂特征。
据甘肃省地震台网目录,截至2013年8月29日8时,甘肃岷县-漳县MS6.6地震共发生余震1 336次,其中MS3.0以上余震11次,即:5.0~5.9级地震1次,4.0~4.9级1次,3.0~3.9级9次;ML2.0~2.9地震115次;ML1.0~1.9地震约500余次;ML1.0以下地震大多为单台资料定位,约680多次;精定位地震600余次。最大余震为主震1.5小时后发生的MS5.6地震。7月28日,即主震7天后又发生了MS4.1的次大余震。这2次强余震与主震的震级差分别为MS1.0和MS2.5,整个余震序列活动过程、震级衰减相对稳定。
2.1 地震序列时间特征
从地震序列M-t与频度图(图2)可以看出,岷县-漳县6.6级地震的余震不太发育,主震当天、第二天序列呈快速衰减;主震第7天(7月28日)发生4.1级强余震。整个序列衰减过程可分2个阶段:①7月28日之前发生3级以上地震9次,强余震集中发生在主震后一周之内;②8月1日以后2级以上余震丛集起伏,频度降低,丛集间隔渐长,序列衰减过程平稳走弱,至8月底衰减到该地区正常活动水平。在第二阶段共发生3级以上余震2次,即主震后第11天(8月8日)发生3.3级余震1次,第26天(8月17日)发生3.7级余震1次。虽然3级余震活动有起伏,但整体呈现下降趋势,符合主-余型地震起伏式衰减特征。
表1 岷县-漳县6.6级地震基本参数
表2 岷县-漳县6.6级地震震源机制解
图1 岷县-漳县6.6级地震震源机制解(从左至右分别对应表2中的①②③)
图2 岷县-漳县6.6级地震序列M-t(a)与频度(b)图(2013-07-22~2013-08-31)
2.2 地震序列空间特征
余震呈丛集状分布在极震区(Ⅷ度区)(图3),无论平面还是剖面(深度)均集中在数千米的狭小区域,点源破裂特征凸显,很难识别其优势分布方向。据精定位结果分析,余震平面分布略显北西向趋势,剖面上有南西倾趋势。通过与近十余年来发生在甘肃地区的中强震对比分析发现,其共同特点就是余震丛集,没有明显的优势分布方向,或分布方向与构造线、极震区近于垂直或斜交[67]。值得一提的是,该地震序列的平面空间分布与2003年10月25日民乐-山丹6.1级地震序列的平面空间分布十分相似[7]。
图3 岷县-漳县6.6级地震余震空间分布
2.3 地震类型
利用岷县-漳县6.6级地震序列目录,计算了整个序列的相关参数。序列类型震后判别:主-余震震级差M1=6.6,M2=5.6, 0.6≤(M1-M2)<2.5为主震-余震型。余震序列类型早期判别,由K值(0.001 5<K=0.014 5<0.05)、h值(h=1.5/1.9)、b值(b=0.4/0.65)、频度曲线(N=17 375.625-3.074T,R=0.456)和地震序列能量比等参数的综合分析,均表明该地震序列为主震-余震型,参数判定最大余震震级(Mmax=5.3),与实际最大余震震级(MMax=5.6)相近。
图4 甘东南地区历史地震与主要构造分布
岷县-漳县6.6级地震发生在甘肃省东南部地区(图4)。据史料研究,该地区在公元前193年即有破坏性地震记载[8],至1900年,约两千多年的时间里,史料记载较为完整的6级以上强震20次,其中7级以上大震6次,8级大震2次,分别为1654年天水8级地震和1879年武都8级地震[9];历史上6级以上地震平均约100年发生1次,呈低发生率、高强度特征,这里不排除有历史记载的遗漏。1900年后,仪器记录5级以上中强地震17次,其中6级以上强震2次;近代5级以上地震平均约10年发生2次,呈高发生率、低强度特点。岷县从古至今曾发生4次破坏性地震[10],即2次强震:1573年1月20日岷县6.7级地震,1837年9月10日岷县-临潭6.0级地震;2次中强震:2003年11月13日岷县-临潭5.2级地震,2004年9月7日岷县5.0级地震。因此,2013年7月22日岷县-漳县6.6级地震,发生在有悠久强地震活动背景的甘东南地区,似乎顺理成章,而且是在该地区6级地震平静77年、5级地震平静5年,整个青藏高原东北缘、甘肃地区6级地震平静10年的弱势活动大背景之下。
岷县地处青藏高原东麓与西秦岭陇南山地接壤区,岷县-漳县6.6级地震发生在甘肃东南部中低山起伏地带。从地貌图分析,震中位于洮河水系与渭河水系分水岭,是一个北西向的构造地貌隆起区,与西秦岭构造带的非均匀隆升活动息息相关。因此认为,该地震的孕育、发生可能是西秦岭构造带最新活动的结果。临潭—宕昌断裂带距地震震中约16 km,初步判断是6.6级地震的发震断裂(图3,4)。主要依据有:①震源机制解呈逆冲兼走滑破裂特征,与临潭—宕昌断裂走向及活动性质相近;②极震区滑坡和崩塌区域特征显示,在“茶固滩—马家沟—文斗—车路—永光—永星—拉路”一线的北西向带状区域内,有一30 km×8 km的密集滑坡区,正好位于临潭—宕昌断裂北侧分支断层控制的古近纪盆地中;③Ⅷ度区西北自岷县中寨镇,东南至岷县禾驮乡东南,东北自岷县禾驮乡东北,西南至岷县禾驮乡西南,长轴40 km,短轴21 km,面积706 km2,呈北西向分布;④房屋倒塌、破坏等震害优势分布方向,滑坡、崩塌、震陷等灾害点长轴方向与北西向地质构造大致相同,也与临潭—宕昌断裂走向一致;⑤通过对1573年岷县6.7级地震、1837年岷县-临潭6.0级地震、2003年11月13日岷县-临潭5.2级地震和2004年9月7日岷县5级地震的考证、考察表明,这4次地震的孕育、发生均与临潭—宕昌断裂带相关。通过对该断裂带活动特点、证据的野外考察和6.6级地震的震害特征对比、综合分析认为,本次地震没有形成地表破裂,临潭—宕昌断裂带为岷县-漳县6.6级地震的孕震和发震断裂带。
5.1 前兆观测
岷县-漳县6.6级地震前,天水深井地电阻率观测资料有微小变化,兰州观象台沙层应力观测曲线出现异常变化,疑似该地震的短临前兆异常。曹玲玲认为,2013年3~4月份天水花牛水氡出现破年变异常变化,可能为岷县-漳县6.6级地震的短期前兆异常[11]。地磁低点位移等其他观测资料,也在震前出现不确定的趋势或背景异常变化。
5.2 地震活动
岷县-漳县6.6级地震孕育期,在甘肃东南部,甚至更大区域出现年尺度的长期、中期、短期等不同时间尺度及不同震级强度的地震平静区或围空区。最显著的一个地震时空异常现象是,2013年6~7月间,从甘东南经青海湖,过祁连山西段、阿尔金山到新疆北天山地区,形成北西向分布、长约2 000多千米的3级以上地震条带,6.6级地震即位于该条带的东端。
5.3 年度预测
中国地震局、甘肃省地震局2013年年度地震趋势研究报告和甘肃省地震局2013年年中地震趋势研究报告,均在甘东南地区划有强震重点危险区,岷县-漳县6.6级地震落在该重点危险区内。2010年底,作者也在甘肃东南部地区划了一个数年尺度的大震危险区,6.6级地震也落在该危险区内。这种强震与重点危险区的机缘巧合,其科学性和随机性、必然性和偶然性并存,无疑将有助于提高年尺度地震预测的信心和水平,为总结和认识地震预测的方法和思路积累经验。
岷县-漳县6.6级地震,无论伤亡人数、房屋破坏还是经济损失,与近十年来国内6级以上强震震害相比偏重。其主要有3方面原因:①岷县、漳县是国家级贫困县,生活水平低,农村民居大多是低矮的土坯房、土木结构房,基本没有抗震性能,烈度Ⅷ度区内的土房悉数倒塌或遭受不同程度的损毁、破坏;②地震区属厚层黄土覆盖地区,山高坡陡沟深,黄土的沉陷、变形及其易损性,边坡的不稳定性加重、放大了当地民房的倒塌破坏,通过对极震区房屋结构破坏特点和场地条件的调查,发现了较明显的山体放大作用和边坡效应;③此次地震引发极震区黄土滑坡、崩塌、震陷大量出现,毁坏道路、农田、房屋等,压埋了部分民居,并造成人员伤亡。
(1)岷县-漳县6.6级地震为主-余型地震,余震偏少,与以往发生在该地区的中强震震例相似,余震空间分布呈丛集状,凸显点源破裂特点,类似于2003年民乐-山丹6.1级地震余震空间分布。近十多年来,西北地区中强震、强震的余震空间分布与发震构造走向不一致现象较为多见,其构造与余震成因的关系值得探讨。
(2)岷县-漳县6.6级地震震源机制解呈逆冲兼走滑破裂特征,与临潭—宕昌断裂走向及活动性质相近;震害优势分布方向、烈度长轴走向以及滑坡、崩塌密集带走向,也与临潭—宕昌断裂走向大致平行,显示6.6级地震与该断裂带具有较高的相关性。通过综合震区地貌特征、震害分布及震源机制解分析等认为,临潭—宕昌断裂带很可能是6.6级地震的孕震与发震断裂。
(3)岷县地处中国南北地震带北段(兰州—天水地震带),既是国家级贫困县,也是中国城乡建设环境保护部1987年所列全国Ⅹ度烈度区的11个县之一,典型的老少边穷地区,抵御地震等自然灾害能力弱。6.6级地震伤亡、震害过重与当地贫穷落后、房屋不抗震、黄土地貌山高坡陡谷深等特点密切相关。在灾后恢复重建中,应重点考虑村舍场地选址的安全性及房屋抗震性能。建议在西北地区、老少边穷地区、强震多发及高烈度区,尽快实施具有抗震性能的农村安居工程。
(4)不考虑历史记载遗漏,甘东南地区历史7级以上大震最短重复间隔60余年,平均重复间隔约260~300年,而该区最晚一次7级大震(1718年通渭南7.5级地震)距今295年,已超过或接近历史7级大震的平均复发时间。1900年以来,在甘东南周边地区发生的7级以上大震已形成围空之势,围空时间长达数十年,应该说接近7级大震发生的高危时期。所以认为,岷县-漳县6.6级地震的意义不仅仅是一次强地震的发生,很可能是甘东南历史强震区的新活动,传递了部分未来大地震孕育的信息,是值得认真关注、研究和探讨的问题。
(作者电子信箱,董治平:dongzp0518@126.com)
[1]甘肃地震信息网.甘肃岷县漳县6.6级地震烈度图专家解读.(2013-07-25)[2013-08-15].http:∥www.gssb.gov.cn/pub/dxdz/dxzhbd/2013/07/25/1374715915723.html#
[2]USGS.USGS body-wave moment tensor solution,Gansu,China.(2013-07-21)[2013-08-15].http:∥earthquake.usgs.gov/earthquakes/eqarchives/fm/neic_b000ije3_fmt.php
[3]中国地震局地球物理研究所.2013年7月22日甘肃省岷县、漳县交界MS6.6级地震.(2013-07-22)[2013-08-15].http:∥www.cea-igp.ac.cn/upload/Image/mrtp/tpxw/2013n/20130722gsdxds/2674188375.jpg
[4]中国地震台网中心.美国哈佛大学(HRV)快速震源机制解.(2013-07-22)[2013-08-15].http:∥www.csndmc.ac.cn/newweb/data/hrv_qcmt.jsp
[5]中国地震信息网.中国地震局发布甘肃岷县漳县6.6级地震烈度图.(2013-07-25)[2013-08-15].http:∥www.csi.ac.cn/manage/html/4028861611c5c2ba0111c5c558b00001/_content/13_07/25/1374717662035.html
[6]董治平,赵广堃,马尔曼,等.2002年12月14日甘肃省玉门市5.9级地震概述.国际地震动态,2003(7):13-22
[7]董治平,赵广堃,马尔曼,等.2003年10月25日甘肃民乐—山丹6.1、5.8级地震.甘肃科学学报,2004,16(3):49-53
[8]董治平,康庆强,李春燕,等.甘肃地区中强地震活动的时空特点.甘肃科学学报,2003,15(2):49-54
[9]国家地震局兰州地震研究所.陕甘宁青四省(区)强地震目录.西安:陕西科技出版社,1985
[10]中国地震局监测预报司预报管理处整编.中国地震目录.北京:地震出版社,2010
[11]曹玲玲,王宗礼,李春燕.甘东南地下流体异常与甘肃岷县6.6级地震关系探讨.地震工程学报,2013,35(4):800-807
Outline of the 22 July 2013 MS6.6 Minxian-Zhangxian earthquake in Gansu province
Dong Zhiping,Cheng Jianwu,Zhang Bo,Jiang Jiajia
(Lanzhou Institute of Seismology,CEA,Lanzhou 730000,China)
On 22 July 2013,a MS6.6 earthquake occurred near the border of Minxian and Zhangxian in Gansu province.It is an another disastrous earthquake taking place in Gansu province 10 years after the 25 October 2003 MS6.1 Minle-Shandan earthquake.In the meizoseismal area,the intensity reachesⅧ.The earthquake disaster caused heavy casualties and losses.This paper summarizes the basic source parameters,earthquake sequences,seismological background and seismotectonic structures of this earthquake.
the Minxian-Zhangxian MS6.6 earthquake;basic seismic parameter;earthquake sequences;seismological background;the Lintan-Dangchang fault
P315.5;
A;
10.3969/j.issn.0235-4975.2014.04.006
2013-09-17;
2013-10-28。
甘肃省地震局地震科技发展基金(2013Q02,2012M06)共同资助。