小金地震(1989年小金縣發生了6.6級地震事件)

1989年9月22日10時25分48秒,四川省阿壩藏族羌族自治州小金縣境內發生了6.6級強烈地震,震源深度10公里,震中烈度高達八度。是小金地區歷史上最為強烈的地震,地震破壞較大,次生災害多,直接經濟損失嚴重,人員傷亡雖然很少,卻引起了社會的強烈反響。

概況

1989年3月1日在四川省小金縣發生5.0級地震,宏觀震中在小金縣的黃草坪、黑虎碉一帶,震中烈度Ⅵ度,極震區為北西向橢圓。地震發生在北西向撫邊河斷裂的木城—兩河口段。地震造成個別房屋局部垮塌或損壞,無人員傷亡。這次地震序列為孤立型,最大餘震2.1級,餘震稀少。震源機制解中節面Ⅱ走向北西,P軸方向北西。推測該次地震是在北西向主壓應力作用下,北西向斷裂發生左旋錯動的結果。節面Ⅱ是地震主破裂面。發震構造是撫邊河斷裂。震區附近觀測台站較多,200km內共有測震台16個,其他定點前兆觀測台16個。震前出現測震學異常1條,其他前兆異常10條。震中周圍200km內的異常台站、異常台項百分比分別為50%和28%。

1989年9月22日在小金縣發生6.6級地震,宏觀震中在小金縣的梭羅寨附近,震中烈度Ⅷ度,極震區為北西向橢圓。該次地震也發生在北西向撫邊河斷裂的木城—兩河口段。地震造成房倒、橋斷、地裂、山崩、滾石現象嚴重。這次地震造成1人死亡,重傷14人,輕傷137人,房屋倒塌42棟,嚴重破壞44棟,經濟損失約2億元人民幣。這次地震序列亦屬孤立型,最大餘震2.9級,震區附近300km內共有測震台32個,其他前兆台20個。震前出現測震學異常11條,其他前兆異常17條。距震中300km內的異常台站,異常台項百分比分別為65%和36%。

1991年2月18日在小金縣再次發生5.0級地震,宏觀震中在小金縣兩河鄉白果坪一帶,震中烈度Ⅶ度,極震區為北西向橢圓。該次地震發生在北西向撫邊河斷裂的南東段。這次地震造成的地面震害由於疊加而偏重。地震序列為主震型,最大餘震為2.8級。震源機制解中節面Ⅱ走向北西,P軸方向北西西。推測該次地震是在北西西向主壓應力作用下,北西向斷裂發生左旋錯動的結果。節面Ⅱ是地震主破裂面,發震構造仍是撫邊河斷裂。震前出現的異常相對前2次5級以上地震的數量要少,未出現顯著的測震學前兆,其他前兆異常出現6條。震中周圍200km內的異常台站和異常台項百分比分別為31%和17%。

若將1989年3月1日小金5.0級地震作為廣義前震,9月22日6.6級地震作為主震,1991年2月18日5.0級地震作為晚期餘震,則前震的前兆異常較豐富,主震最多,晚期餘震次之。

地質背景

川青塊體被北東向的龍門山斷裂帶、北西向的鮮水河斷裂帶和北西西向的東祁連西秦嶺南緣斷裂帶所圍限(圖2)。據現有地球物理場的資料,龍門山帶中北段布格重力異常值為負值,在-1.10×10-3~4.25×10-3m/s2範圍內變化;龍門山斷裂帶到松潘—黑水—小金之間為等值線急劇下降區,變化梯度為1.88×10-5~2.5×10-5(m/s2)/km;松潘—黑水—小金以西等值線相對平緩,其梯度值為0.38×10-5~0.71×10-5(m/s2)/km,小金一帶為-3.50×10-5m/s2。由鮮水河斷裂與龍門山斷裂所夾的三角區域,除金川一帶由於存在花崗岩體顯正異常外,屬於正南北向的平緩負磁異常區,推測的磁性基底埋藏較深,馬爾康到小金一帶莫氏面等深線在55~60km,其區域應力場方向是近東西向的。川青塊體內部分佈著一系列弧形構造帶。小金6.6級地震和前後2次5級地震都發生在川青塊體內以褶皺為主的小金弧形構造西翼的同一組北西方向的斷裂構造上,即撫邊河斷裂帶,見圖3。該斷裂帶的北西段由松崗進入震區沿木足溝至格達以南,總體走向為N35°W,斷裂長度約40km。主斷裂面傾向北東,傾角約60°左右。與主斷面平行的次級斷面達10餘條之多,斷面兩盤構造破碎帶寬近數十至上百米。據斷裂兩盤岩層中褶皺和斷裂面上的階地呈相反方向錯移的特點,判斷該斷裂屬壓扭性斷裂。第二段由木城經銀廠溝至兩河口,主要沿撫邊河谷發育,斷裂走向在N30°~35°W,亦為壓扭性。沿撫邊河發育的斷裂在衛星圖像上的線性色帶不隨河流轉彎,以N35°W方向連續直插夢筆山南坡。在銀廠溝附近,發現小金6.6級地震裂縫帶分佈在撫邊河以東的梭羅寨東側的高山無人區。整條地震地裂縫帶在南西段走向約為N15°E,中段和北東段走向為N50°~60°E。大部分的裂縫都斜切山樑和凹槽、陡坎,屬構造裂縫。第三段由兩河口向撫邊河谷發育,走向N20°W,其地震構造形跡不甚明顯,但第四紀以來斷裂兩側的河谷階地的錯動與木域—兩河口地段一樣明顯,白果坪地段西側較東側的同級階地高出12m。這3段構造組成首尾兩端互不相連的右階斜列構造帶。

災難

1.1989年3月1日小金5.0級地震烈度

這次地震有感範圍北至馬爾康、黑水,東到理縣、汶川,西至金川,南到小金、成都和樂山等地。據實地調查,震中烈度為Ⅵ度,主要破壞區分佈於小金縣八○一林場、磚瓦廠道班、營林一隊、黃草坪、大坪、先農壇及其撫邊河附近沿岸居民點。地震等烈度線沿撫邊河呈對稱橢圓分佈,長軸方向為N35°W,軸長15.6km,短軸3.2km。Ⅵ度區面積為40km2。宏觀震中位於黃草坪—黑虎碉之間,地理坐標為31°34′N,102°24′E。Ⅵ度區內個別Ⅰ類片石牆房局部垮塌或損壞。如牛廠溝口一磨房,片石壘砌的圍牆牆體被部分震垮;原八○一林場王明才家牆體裂縫和局部垮塌,片石壘砌的廁所震垮等。Ⅱ類房屋僅輕微損壞。Ⅴ度區北西起自二道坪北,南東止於白果坪和馬爾凼間,東到兩叉河以東,西到牛廠溝內,面積為340km2,其烈度分佈情況見圖4。

2.1989年9月22日小金6.6級地震烈度

這次地震的有感範圍東到四川遂寧、南充、宜賓一帶,西達甘孜,南抵西昌,北到甘肅文縣。6.6級地震使四川小金縣、馬爾康縣、金川縣42個鄉鎮造成不同程度損失。地震造成1人死亡、14人受重傷、137人輕傷。牲畜死亡6024頭。房屋建築損失面積達249.1萬m2,其中房屋倒塌42棟,佔總數35%;嚴重破壞44棟,佔總數36.6%。據阿壩州政府統計資料,摺合經濟損失約2億元人民幣。其中:小金縣經濟損失1.05億元人民幣,金川縣經濟損失0.39億元人民幣,馬爾康經濟損失0.29億元人民幣,其他損失(包括公路、橋樑、通訊等)0.3億元人民幣。重點受地震破壞和損壞的地區是小金、馬爾康交界的夢筆山一帶。調查了Ⅷ度、Ⅶ度區內的全部村寨和Ⅵ度區內的大部分居民點以及Ⅴ度區內的控制點,共120多個。6.6級地震烈度區沿撫邊河斷裂延伸呈紡錘形,長軸方向為N30°W。震中烈度為Ⅷ度,宏觀震中在梭羅寨附近,其地理坐標是31°37′N,102°22′E。極震區主要分佈於撫邊河以東,北西起自木城,經八○一林場、梭羅寨、磚瓦廠道班、小牛廠溝,到南東止於營林一隊。6.6級地震烈度區分佈見圖5。Ⅷ度區長軸軸向北西,軸長6.2km,短軸1.0km,面積13km2。

3.1991年2月18日5.0級地震烈度

這次5.0級地震使小金6.6級地震震區建築再次遭受破壞。其極震區在小金縣兩河鄉白果坪一帶,震中烈度Ⅶ度,宏觀震中坐標:31°28′N,102°30′E,極震區(Ⅶ度區)軸長1.2km,短軸0.7km,面積僅1km2。實際上是一個自然村(大寨村)的範圍,在等烈度線圖7上難以示出。

震中區白果坪有54幢房屋,屬Ⅱ類房,2月18日5.0級地震后倒塌1幢,破壞11幢,其餘受到損壞或輕微損壞。護院圍牆出現局部垮塌和裂縫。白果坪西側一座人行拱橋,震后拱架變形成「S」形狀,橋頂下降30cm。

地震序列

1.1989年3月1日小金5.0級地震序列

3月1日5.0級地震發生前無直接前震發生。在2月17日馬爾康北西曾發生過3.3和2.5級地震,距震區較遠。5.0級地震后最大餘震2.1級,據馬爾康地震台記錄1個月內餘震1.0~2.0級地震僅8次。能交切出震中的餘震僅1次。由於餘震在5.0級地震后斷續缺失天數較多,求不出P值,其他分析也難以進行。這次5.0級地震主震與全序列的能量比E主/E總為0.999,屬孤立型地震。

2.1989年9月22日小金6.6級地震序列

6.6級地震發生前無直接前震發生,震后至10月5日才發生最大餘震2.9級。四川地震台網目錄給出餘震很少。據馬爾康地震台記錄,小金6.6級地震后至11月30日記錄ML≥1.0餘震230次;其中1.0~1.9級地震187次;2.0~2.8級地震40次,其時間序列分佈見M-t圖9。

計算6.6級地震序列b值為1.05,其b值曲線見圖10。求出餘震序列衰減係數P值為1.02,其頻度衰減曲線見圖11;餘震序列蠕變曲線見圖12。

據小金、馬爾康地震台和金川、兩河口流動地震台記錄測定震中(見圖13),餘震震中集中分佈在6.6級主震附近10km範圍,分佈在Ⅷ度區的南部區域,即木城南的梭羅寨至兩河北的先農壇的窄小地區。需提及的是6.6級地震的宏、微觀震中相距7km。

6.6級地震序列的基本特徵是:主震和序列中最大地震震級差2.7級。餘震總量少、強度低,主餘震能量比值為0.999。序列頻度衰減快,第二天地震頻度陡減,第三天起ML≥2.0地震僅零星出現,序列時間分佈呈單一指數衰減形態;餘震序列空間分佈範圍較窄,與主震強度按理論計算的震源體尺度相比不相稱,序列波形單一,震后餘震序列向外擴展跡象不明顯,呈現孤立型地震特徵。

3.1991年2月18日小金5.0級地震序列

2月18日5.0級地震餘震較豐富,最大餘震2.8級,至3月底四川地震台網已給出1.0~2.8級地震80次。求出餘震序列b值為0.72,其衰減係數P為1.57,餘震序列分析曲線見圖9,10和11,主震與全序列的能量比為0.999,是一次主震型地震。其餘震分佈範圍與6.6級地震相當。值得說明的是2月18日5.0級地震的宏、微觀震中相距較遠,達18km。

小金6.6級地震前半年和震后一年半在小金震區均發生5級地震。據本文提供的資料,6.6級地震與這2次5級地震屬同一地震構造類型和發震構造,有類似的受力環境和地震震源機制。餘震序列衰減速率均很快。因此將各次地震序列分開來看,前2次地震序列屬孤立型,末次屬主震型,即3次地震序列中的餘震強度和頻度均低。若把這3次地震聯繫起來分析,也不像典型的前震-主震-餘震型序列,但這3次地震又發生在同一條規模不大、呈北西走向的撫邊河斷裂上。據實地考察,1989年3月1日5.0級地震發生在撫邊河中段,9月22日6.6級地震發生在北西段、1991年2月18日5.0級地震發生在南東端,3次中強震呈現沿撫邊河斷裂相繼破裂的圖像。據震源機制解,前2次地震震源機制比較一致,而後一次地震的震源機制解出現斷面傾向反向變化。據此,認為1989年3月1日5.0級地震為(廣義)前震,1989年9月22日6.6級地震為主震,1991年2月18日發生的5.0級地震為晚期強餘震。

前兆

1989年3月1日5.0級地震前共出現7個異常項目,其中測震學異常項目1個,其他前兆異常項目6個。共出現11條前兆異常,其中測震學異常1條,定點觀測項目異常10條。

1989年9月22日小金6.6級地震前共出現19個異常項目,其中測震學異常項目9個,11條異常;其他前兆異常項目10個,異常17條。共出現28條前兆異常。

1991年2月18日小金5.0級地震前出現3個異常項目,均是測震學以外的前兆異常項目,共出現異常6條。

啟示

小金6.6級地震前四川省地震局有一定程度的年度地震趨勢預測,雖未勾繪出小金馬爾康地區,但作出了一定程度的短期預報。1989年7月阿壩州政府、州地震工作領導小組制定了阿壩州大震應急方案,9月9日小金縣政府發出了加強地震監測預報工作的通知,收到了一定防震減災的效果。

1989年3月至1991年2月小金前震—主震—晚期餘震完整序列的監視預報過程給今後的地震研究、預報以及工程抗震工作以啟示。值得重視和深入研究的問題是:

(1)對某些地區僅以歷史地震為依據估計潛在震源和未來最大強度的局限性認識不足。

(2)對地殼斷塊內孕震構造環境和孕震體尺度的認識還十分不夠。

(3)小金地震的發震斷裂與所出現的地震地裂縫幾乎成正交,它們是地震斷裂伴生地裂縫還是共軛深層地震斷裂,待進一步研究。

(4)龍門山、鮮水河構造帶前兆異常出現並非單純是該構造帶強震孕震的一種反映,因而需要研究地震前兆的成帶性與孕震方向的關係,以及台網布局的局限性問題。

(5)長期穩定無中強震地區地震新區的強震預報問題有待研究。

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