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1998年4月16日广西环江4.9级地震
来源:广西地震台网中心      发布时间:2015-08-05 09:04      浏览:597

一、基本概况

1998416,广西壮族自治区环江县发生了4.9级地震。极震区主要为岩溶发育的峰丛地貌区,这次地震及强余震造成山石滚落298处,破坏果林、农田耕地、公路和通讯、水利、电力、饮水等设施多处,损坏的房屋4575间,重、轻伤各1人,无家可归者256人。

二、地震基本参数

地震基本参数

发震日期

发震时刻

震 中 位 置

震级   Ms

震源深度km

震中地名

    

   

φN

λE

1998  4  16

11  13  26.7

25° 07

107° 59

4.9

11

环江县木论乡

三、地震地质背景

    震中区位于华南西北部贵阳常德北东向重力梯度带上的一处水平梯度稍缓部分,同时也是临近区域内北东向重力异常等值线在北西方向扭曲较严重的区域。莫氏面和康氏面埋深由东南向西北递增,等深线较为平稳。地震发生的大地构造位置是扬子准地台与华南褶皱系的交接地区,扬子准地台的江南台隆的西南角。在新构造分区中属于武陵雪峰断裂差异上升区,云贵高原东缘斜坡过渡带的西南角,是云贵高原向广西低山丘陵地区过渡的区域,新构造时期一直处于抬升状态。

武陵雪峰断裂差异上升区云贵高原东缘斜坡过渡带是地震活动较弱的地区,该区广西境内记载有24.75级地震和15级地震。距本次地震震中70公里范围内曾发生4-4.75级地震7次(其中1次在环江县境内),成为武陵雪峰断裂差异上升区云贵高原东缘斜坡过渡带和桂西断裂倾斜隆起区交接地区地震最集中的区域之一(图2)。1970年有仪器记录以来,距震中100公里范围内共记录到25ML2.7级地震,其中3.0级以上地震7次,最大震级3.6。多分布在环江县以西及其以南地区,环江以东及其以北地区则很少有地震活动(图3)。

2 环江附近地区地质构造及历史地震分布图

3 环江周边100公里ML2.7级地

震分布图(1970.1.1---1998.4.15)

极震区一带有三组断裂,分别为北北东(F2)、北东(F3)和北西向断裂(F1),如图4所示。其中北北东向断裂最为密集,长度最大;北东向断裂次之,北西向断裂数量最少,长度最短。北北东向断裂(F2)是广西北部最主要的断裂,一般长度都较大,生成年代久远,在新生代仍有一定的活动。如控制中新生代盆地的发展;在卫星照片上显示清晰,沿断裂往往成为线性负地形或成为地貌分界,显示该组断裂在新生代仍有一定活动。沿这些断裂曾发生一定数量的地震,震级一般5级左右,未有6级以上地震记录。北东向断裂(F3)在本区出露较北北东向断裂少,最显著的一条是从百色经东兰止于黔桂边境(环江4.9级地震震中附近)的断裂,断裂断续延伸,沿断裂有2-3级地震成带分布。这条北东向断裂可能是环江4.9级地震的控震构造。北西向断裂较稀疏、短小,现场考察认为F1是发震断裂,称为水源木论断裂。水源木论断裂是震中区最为显著的北西向断裂,长约20公里,在卫星照片上断裂呈线性影象,断裂左旋切割北东及北北东向断裂,断裂北段在地貌上表现为线性沟谷,近断裂两旁的山地排列走向与断裂一致。地震发生在北西向断裂的西北端部,与北东向断裂汇而不交处。

 4 环江木论乡一带断裂带分布图

①水源—木论断裂;②武陵雪峰断裂

四、烈度分布

宏观震中:广西环江县木论乡

(北纬25° 07′,东经107° 59′),

震中烈度:Ⅵ度

震源深度:11km。

有感范围:范围甚广,南至广西北海,北至贵州贵阳,西至广西百色,东至广西桂林都有不同程度的震感。Ⅵ度区面积约1100平方公里,包括广西环江县的木论、川山、下南、南丹县的里湖、八圩以及贵州省荔波县的捞村、瑶山、翁昂、洞塘等9个乡镇。地震Ⅴ~Ⅵ度区的地震等烈度线长轴走向北北西向,极震区烈度达Ⅵ度强其烈度分布如图5

主要震害:

极震区主要为岩溶发育的峰丛地貌区,地震及强余震造成山石滚落298处,砸毁房屋35间,造成重、轻伤各1人,并沿路破坏果林、农田耕地、公路和通讯、水利、电力、饮水等设施多处。此外,由于震区房屋抗震性能多较差,该次地震直接造成Ⅵ度区内约63%的房屋损坏,其中中等以上程度损坏的房屋4575间,无家可归者达256人。Ⅴ度区面积约2800平方公里,包括环江县大部、南丹县东北部、河池市北部以及贵州省荔波县的南部地区。Ⅴ度区内也有部分房屋损坏,且多以学校房屋损坏最为明显,其主要原因系地基处理不好,楼房较多,房屋跨度大等结构特点所至。

5 环江4.9级地震等烈度线图

五、地震序列

环江4.9级地震前无前震发生。地震序列活动至1998520日基本结束,全序列仅由9ML1.5级地震构成,最大余震系ML4.4级地震。地震频次分布和2ML4.0级余震参数见表2、表3

2  环江4.9级地震序列地震频次分布表

ML

1.51.9

2.02.9

3.03.9

4.04.9

5.05.9

MLmax

N

3

2

1

2

1

5.3

   

3  ML4.0级余震目录

编号

发震日期

发震时刻

震 中 位 置

震级ML  

震源深度km

震中地名

    

   

φN

λE

1

1998  4  16

17  54  20.1

25° 08

107° 58

4.0

11

环江县木论乡

2

1998  4  17

02  04  43.6

25° 07

107° 58

4.4

12

环江县木论乡

地震序列空间分布近南北向(图6)。地震序列的M-T图、蠕变曲线和N-T图见图7。因样本数太少,无法计算序列b值和频度衰减系数。

6 环江4.9级地震序列震中分布图

7 地震序列MT、应变释放、频次图

a 日频次图 b 应变释放曲线 c MT

本次地震主震释放能量占全序列能量的96.5%,主震与最大余震震级差△M=0.9,因此判定环江4.9级地震序列为主—余震型地震序列。

六、震源机制解和主破裂面

利用广西区域台网19个地震台的PgPn震相的初动记录,计算环江4.9级地震震源机制解,结果见表4和图8 

4  环江4.9级地震震源机制解

节面Ⅰ

节面Ⅱ

P

T

B

X

Y

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

176

86

78

70

340

38

293

24

50

45

185

35

340

53

86

12

据现场考察,灾区的水源—木论北西向断裂是本次地震的发震断裂,此断裂走向与地震等烈度线走向基本一致,由此判定节面Ⅰ系该次地震的主破裂面,系左旋错动走滑断层。

 

8 环江4.9级地震震源机制解图

七、前兆异常

    距环江4.9级地震震中200公里范围内共有地磁、流动跨断层短水准测量和水位等5台项前兆观测手段,均分布在广西境内(图9)。其中河池地磁台距震中仅51公里,其它4个台站均分布在右江断裂带上,距震中都在200公里左右。

9 环江4.9级地震前定点前兆观测台站分布图

1、          地震活动性参数空间扫描异常

环江4.9级地震前,在环江一带显示有应变释放、缺震、小震调制比和b值空间扫描异常区(表5、图1013),异常指标见表8;其异常密度分布高值区(4项)就在震中一带(图14)。扫描参数和异常指标见本书《19941231日和1995110日北部湾6.16.2级地震》中的“七、前兆异常特征分析”和“表10”,本文不再赘述。

 

10 环江地震前应变释放空间扫描异常图

11 环江地震前小震调制比空间扫描异常图

12 环江地震前缺震空间扫描异常图

13 环江地震前b值空间扫描异常图

由图14可见,在云贵交界一带同时也存在一个3项异常密度区,2000127日在其附近的云南丘北(103°38′,24°09′)发生Ms5.4级地震。

 

14  环江地震前空间扫描异常密度区分布图

5  环江4.9级地震前地震活动性参数空间扫描异常登记表

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

异常类别

图号

异常特点及备注

1

应变释放∑E1/2

25.5 106.0 23.0 106.5 20.3 107.3 20.3 109.5 22.4 109.5 23.0 108.0 25.5 108.0

空间扫描ML2.7扫描窗:4.5°×4.5°步长:0.25°

低应变释放△∑E1/2   -5.5×105 焦耳1/2

1993.7—1998.3

异常区消失

△∑E1/2   -8×105焦耳1/2

A

10

震中位于低应变释放异常区,震前异常区必须存在

2

小震调制比Rm

26.7 103.3 23.0 103.3 25.7 106.8 22.9 107.3 22.6 111.6 20.4 111.8 20.3 113.7 26.7 113.7

空间扫描ML2.7  扫描窗:4.5°×4.5°步长:0.25°

Rm0..28

1995.7—1998.3

异常区消失

Rm0.26

A

11

震中位于小震调制比低值异常区,震前异常区必须存在

3

缺震M

25.2 107.8 23.5 107.5 22.7 107.8 22.9 108.5 23.5 108.8 25.3 108.3

空间扫描ML2.7扫描窗:4.5°×4.5°步长:0.25°

M

-0.22

1996.1—1997.12

异常区消失

M=  -0.29

A

12

震中位于缺震异常区,1998年初异常消失

4

b

26.7 106.8 26.0 106.5 25.3 106.5 24.3 107.5 24.7 109.0 26.0 109.0 26.7 107.0

2.7ML5.3      扫描窗:4.5°×4.5°  步长:0.25°

b0.75           b1.25

1996.4—1998.3

震后b值异常区继续扩大,1999年底消失

b=0.62

A

13

震中位于低b值异常区

5

空间扫描异常密度区

107.7—108.0E 24.6—25.0N          

迭加空间扫描异常区

异常密度最大值所在区域

1996.4—1998.3

异常区消失

4项异常区

A

14

空间扫描研究区内唯一的异常密度最大区域

    

  2、地震活动性参数时间扫描异常

在对桂东南、桂西、粤桂琼交界地区和其它区域分别做地震活动性参数时间扫描的基础上,发现东南沿海地震带西段中强震发生之前,各区域同类型的地震活动性参数基本呈现同步变化。由此可见该地区1次中强震发生之前,它所引起的地震活动前兆异常变化的范围相当广泛;因此我们考虑将东南沿海地震带西段作为一个整体的统计区域做时间扫描比较合适,如此所获取的地震样本数较多,结果可靠。所选取的区域如图15所示,基本包括了巴马茂名、右江、红河等北西向断裂带及粤桂琼交界地区的几条北东向断裂带,考虑到粤桂琼地震台网对北部湾南部海域及越南ML2.7级地震控制能力的限制,我们将统计区域的西南侧向东北略做收缩。计算时取时间窗1年,步长1月,震级下限为ML2.7级。此外,除计算集中度C值时保留小震群序列外(当序列震的最大震级小于ML5.3级时,定义为小震群),其它方法均仅保留序列震的最大震级样本。

15 地震活动性时间扫描统计区域图

本次地震前,东南沿海地震带西段显示有b值、缺震、GR关系偏离度值、地震非均匀度GL值、集中度C值和算法复杂性C(n)Ac值以及ML3.5 级地震时间间隔dt140天等时间扫描中期异常(表6、图16)。如图所示:对于发生在该区域内的历次中强震,各项参数异常特征明显,地震发生时间的中期预报效果较好。

 

16 东南沿海地震带西段地震活动性参数时间扫描曲线

         a  b                b  缺震M               c  G-R关系偏离度值

         d  算法复杂性Ac    e  地震非均匀度GL   f  集中度C

         g  算法复杂性C(n)   h  ML3.5级地震时间间隔

6  环江4.9级地震前地震活动性参数时间扫描异常登记表

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

异常类别

图号

异常特点及备注

1

b

东南沿海地震带西段    27.0 105.0 23.0 103.2 18.2 111.2 24.0 114.0

时间扫描2.7ML5.3          窗长:1       步长:1

b1.16

1996.7—1997.3

b值恢复正常

b=1.29

A

16a

b值异常持续约8个月,异常结束13个月后发震

2

缺震M

同上

时间扫描ML2.7          窗长:1       步长:1

M3.75

1996.7—1997.1

未见缺震现象

M    3.68

A

16b

缺震异常持续约7个月,异常结束15个月后发震

3

GR关系偏离度η值

同上

时间扫描2.7ML5.3               窗长:1       步长:1

η<1.77

1995.12—1997.8

正常

η=1.57

A

16c

低值异常在负均方差线附近浮动,持续约32个月,异常结束7个月后发震

4

地震非均匀度GL

同上

时间扫描ML2.7          窗长:366       步长: 30

GL1.0

1997.1—1998.3

正常

GL2.04

A

16d

高值异常以脉冲形态显示,持续15个月即发震

5

地震集中度C

同上

时间扫描ML2.7               窗长:1       步长:1(含小震群序列)

C0.075

1996.1—1996.10      1997.10—

异常持续到199810月结束

C0.075

A

16e

第一期异常可能是北部湾6.2级地震后的震群活动所至

6

算法复杂性C(n)

同上

时间扫描ML2.7          窗长:1       步长:6

C(n)值超1.5倍均方差      C(n)6.3                             C(n)1.9

1997.1—1998.1

正常

C(n)1.9        C(n)7.1

A

16f

异常持续12个月,3个月后发震


6  环江4.9级地震前地震活动性参数时间扫描异常登记表(续表)

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

异常类别

图号

异常特点及备注

7

算法复杂性Ac

同上

时间扫描ML2.7          窗长:365       步长: 30

C(n)5.3                             C(n)1.9

1996.7.25—        1996.12.17

正常

Ac1.47

A

16g

异常持续146天,484天后发震

8

ML                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           3.5                                                                                                                                                            级以上地震时间间隔dt                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      

同上

时间扫描,计算前后2ML3.5 级地震的时间间隔            

dt140       

2ML 3.5级以上地震分别发生于96.1.1696.10.29,相隔287

正常

dt 287

A

16h

Dt140天应是东南沿海地震带西段有可能发生中强震的必要条件。

定点前兆观测异常

前兆观测除河池台3分向磁变仪Z分量月均值信息流曲线显示有1年的超最佳异常阈值线异常(图17、表7)外。其它4台项观测手段未见异常显示。异常台项占总台项数的20%。定点前兆异常分布图见图18

 

17 河池地磁Z分量月均值信息流分析曲线

a  信息流曲线         b  月均值曲线

 

18 环江4.9级地震前定点前兆异常分布图

临震前未见各观测手段显示短临异常。

7  环江4.9级地震前前兆观测异常登记表

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

异常类别

图号

异常特点及备注

1

地磁

河池台

坐标:

108°01’E

 24°40’N

月均值信息流分析曲线

超最佳异常阈值线0.825异常         

1997.1—1998.1

正常

0.94

51 公里

A

17

异常持续12个月,3个月后发震

八、前兆异常特征分析

19701992年,广西柳州—环江—贵阳一线东北侧(至湖南与贵州交界止)共发生9ML3.03.9级地震和14.5级地震,1993年至1998416日环江Ms4.9级地震发生之前,这一区域再未发生过3.0级以上地震。199831日,在贵州省紫云县发生14.0级地震(106°55E25°38N),该次地震距环江Ms4.9级地震震中约123公里,有可能是环江地震前的信号震。

如图19所示,本文共总结出13项中期前兆异常。早自1993年下半年,地震活动空间扫描即已显示广西环江—贵州荔波一带存在低应变释放异常区。这一带的缺震和低b值异常区则开始于19961季度,1995年下半年起,贵州南部和广西北部的小震调制比都在0.28以下。由此确定的空间扫描异常密度区图在环江附近显示有4项空间扫描异常。8项东南沿海地震带西段的地震活动时间扫描异常多在1996年期间开始。

19 环江4.9级地震前前兆异常时间进程图

显现,河池台地磁异常也开始于1997年初,并且上述异常大多在环江Ms4.9级地震前即已结束,因此可以认为它们在时间上具有较好的同步性。

九、应急响应

地震当天广西地震局和贵州省地震办公室即分别组成现场工作组奔赴灾区开展灾害评估、现场监测、烈度调查和安定群众工作。418日,广西地震局在环江县川山乡都川村(距震中14公里)增设一流动地震台,以监视地震序列的变化。因此次地震序列衰减极快,流动台竟然连1次震区地震都未记录到。

十、宏观异常现象

未见群众报告有宏观异常现象。