河北省張家口市涿鹿MS4.3級地震震害調(diào)查及地震特征分析1

楊歧焱 孟立朋 彭遠(yuǎn)黔 王曉山 李冬圣 姜佳寧 李 峰

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河北省張家口市涿鹿S4.3級地震震害調(diào)查及地震特征分析1

楊歧焱1，2）孟立朋1）彭遠(yuǎn)黔1）王曉山1，2）李冬圣1）姜佳寧3）李 峰4）

1）河北省地震局，石家莊050021?2）中國地震局地球物理研究所，北京10081?3）河北省地震局懷來地震臺，懷來075400?4）河北省地震局張家口中心臺，張家口075000

總結(jié)了張家口涿鹿縣S4.3級地震應(yīng)急調(diào)查工作，了解到震區(qū)一帶的震感現(xiàn)象和地震影響的分布情況。依據(jù)《地震現(xiàn)場工作大綱和技術(shù)指南》，以《中國地震烈度表（GB/T 17742-2008）》為烈度評定標(biāo)準(zhǔn)以及其對現(xiàn)場實地調(diào)查的要求，確定了此次地震震中區(qū)一帶的地震影響烈度為Ⅴ度，并圈定了地震的等烈度分布區(qū)域。同時，依據(jù)震源機(jī)制解和現(xiàn)場調(diào)查情況，分析了此次地震的特征。

地震調(diào)查 涿鹿地震 地震特征

前言

2014年9月6日18時37分在河北省張家口市涿鹿縣（北緯40.3°，東經(jīng)115.4°）發(fā)生了S4.3級地震，震源深度10km（圖1）。涿鹿縣震感強(qiáng)烈，張家口市周邊大部分縣有明顯震感，北京、天津、廊坊、唐山等地也有震感。地震發(fā)生后，河北省地震局依據(jù)“河北省地震局地震應(yīng)急預(yù)案”，立即啟動Ⅲ級應(yīng)急響應(yīng)，并派出現(xiàn)場應(yīng)急工作組開展了地震現(xiàn)場調(diào)查工作。

1 地震微觀參數(shù)

此次地震震級雖然不高，但在地震序列上仍能分出主震和余震（見表1）。余震震中分布在主震周邊4km范圍內(nèi)，其能量高度集中在主震時釋放，屬孤立型地震。

表1 2014年9月6日涿鹿MS4.3級地震快報目錄（河北省地震局臺網(wǎng)中心）

2 區(qū)域地震構(gòu)造

此次地震震中位于華北斷塊區(qū)山西斷陷帶內(nèi)，帶內(nèi)發(fā)育有一系列北東、北北東向的晚第三紀(jì)斷陷盆地，地形上與周圍隆起的斷塊山地形成鮮明的對比。盆地的形成主要受活動斷裂的控制，同時上新世以來的沉積發(fā)育與斷裂的活動有關(guān)，沉積物最厚的地段往往分布在緊靠活動斷層的一側(cè)。在延懷和涿鹿盆地，上新統(tǒng)第四系厚度達(dá)889m，歷史上在這一區(qū)域內(nèi)地震活動性較強(qiáng)（陳立春等，2002）。

此次地震即發(fā)生在山西斷陷帶內(nèi)的延礬盆地北緣斷裂附近，如圖2所示。該斷裂為延慶—礬山盆地的西北邊界斷裂，包括延慶—永寧盆地北緣斷裂和礬山盆地北緣斷裂（冉勇康等，1991；1992；2001），它北起延慶東北端的營盤，往西南經(jīng)黑峪口、龍慶峽口、狼山、張家營、口前西，終止于紅土溝一帶，總體走向北東，傾向南東，傾角50°—80°，全長約95km，由一系列北北東、北東、北東東向的不連續(xù)斷裂斜列組成。該斷裂兩側(cè)的唐縣夷平面垂直斷距達(dá)3000m左右，晚更新世—全新世滑動速率為0.58—0.2mm/a。據(jù)考證全新世以來發(fā)生過多次古地震，地震具有叢集復(fù)發(fā)的特點，長重復(fù)周期約為1300—3700a，短周期約為150—350a（徐錫偉等，2002），最新一次地震可能為1337年6.5級地震。在白草洼的探槽剖面中至少發(fā)育有3次古地震事件，累積位移量達(dá)5.2m，其中單個地震事件的位移量約1.7m。綜上所述，延礬盆地北緣斷裂為全新世活動斷裂。

3 震源機(jī)制

筆者利用格點嘗試法計算了初動震源機(jī)制解，計算結(jié)果如圖3和表2所示。

表2 涿鹿MS4.3級地震震源機(jī)制解參數(shù)

該區(qū)現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場的特征表現(xiàn)為北東東-南西西向擠壓、北北西-南南東向拉張的水平構(gòu)造應(yīng)力作用，應(yīng)力結(jié)構(gòu)為走滑型（張紅艷等，2009；謝富仁等，2007；李瑞莎等，2008）。

4 現(xiàn)場調(diào)查

依據(jù)《地震現(xiàn)場工作大綱和技術(shù)指南》，以《中國地震烈度表（GB/T 17742-2008）》（中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，2008）為烈度評定標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)烈度表的使用說明，按照Ⅰ度—Ⅴ度以地面上人的感覺及其他震害現(xiàn)象為主的要求，此次地震現(xiàn)場調(diào)查除重點調(diào)查房屋的破壞情況外，主要以調(diào)查人的感覺和器物反映為主。

（1）建筑物類型的劃分

磚房：鄉(xiāng)鎮(zhèn)及農(nóng)村普遍分布，一般為24cm或37cm磚墻。

土坯房：土坯墻體，內(nèi)外用泥摻草筋抹面。

（2）人的感覺類型劃分

晃動感覺：強(qiáng)烈、明顯，微弱，無感覺。

地聲：地聲強(qiáng)烈、明顯，微弱，無地聲。

（3）器物的反應(yīng)類型

擱置物滾落：少量、部分、多數(shù)、全部。

懸掛物：電燈擺動、墻上掛畫、樂器、小型家具。

（4）建筑物的破壞程度劃分

完好：震害指數(shù)0。

基本完好：房屋承重構(gòu)件完好，個別非承重構(gòu)件輕微破壞，不加修理可繼續(xù)使用。

（5）烈度的主要標(biāo)準(zhǔn)

烈度為Ⅴ度的主要標(biāo)準(zhǔn)：室內(nèi)人絕大多數(shù)感覺，室外多數(shù)人有感覺，多數(shù)人夢中驚醒。大多數(shù)房屋門窗、屋頂、屋架顫動作響，個別房屋墻體出現(xiàn)裂縫，個別屋頂煙囪掉磚，不穩(wěn)定器物搖動或翻倒。

此次共調(diào)查了18個自然村，建筑結(jié)構(gòu)主要以磚混、磚木和土坯房等結(jié)構(gòu)類型為主。其中磚混結(jié)構(gòu)占85%—90%，磚木結(jié)構(gòu)占10%左右，其他有少量為土坯房，具體調(diào)查情況如表3（表中只附烈度Ⅴ及以上調(diào)查點）和圖4所示。

表3 涿鹿MS4.3級地震現(xiàn)場調(diào)查表

5 烈度評定及地震特征分析

此次地震有感范圍較廣，但震害輕，地表無地裂縫，無人員傷亡，無大牲畜傷亡，僅個別磚房出現(xiàn)裂縫，個別土坯房墻皮脫落、木梁折斷。部分路段的邊坡有小規(guī)模的滑塌，未對道路造成破壞，也沒有對交通造成影響，群眾生活穩(wěn)定，無恐慌情緒，未出現(xiàn)地震謠傳。Ⅴ度區(qū)長軸呈北東向，短軸呈北西向展布，長軸約12km，短軸約10km，Ⅴ度區(qū)面積約100km2，如圖5所示。

此次地震Ⅴ度區(qū)范圍較大，與所處延礬盆地的放大效應(yīng)有一定的聯(lián)系。現(xiàn)場調(diào)查的第一組線路在盆地的內(nèi)部，其震害相對另外兩組線路較輕；而另外兩組沿盆地邊緣進(jìn)入山區(qū)，這里的盆地放大效應(yīng)比較明顯，盆地邊緣震害相對嚴(yán)重。分析其原因可能是地震波在傳遞的過程中，遇到山體受阻擋，一部分地震波會被反彈回來并與后續(xù)到達(dá)的地震波進(jìn)行交匯疊加，從而增強(qiáng)了地震的破壞（郭恩等，2010；胡聿賢，2005；李小軍等，2008），以至于發(fā)生了小規(guī)模的邊坡滑塌。

從1970年到2014年9月，在震源區(qū)附近范圍（N39°—42°，E113°—117°）內(nèi)，共記錄到L≥2.0級地震2711次，其中2.0—2.9級地震2259次；3.0—3.9級地震372次；4.0—4.6級地震80次。因此，該區(qū)域內(nèi)小震頻度較高，現(xiàn)代小震活動密集，其主要沿北東、北西和北西西方向呈帶狀分布，這與該區(qū)域的歷史地震空間分布特征是一致的。在震源區(qū)附近50km范圍內(nèi)，自有歷史地震記載以來共發(fā)生了5級以上破壞性地震7次，其中6.0—6.9級地震有2次。同時在近場范圍內(nèi)，還發(fā)生了L1.0級以上地震1400次，其中，L2.0—2.9級地震有174次，L3.0—3.9級地震18次，L4.0—4.9級地震7次。由此可以判定該區(qū)域地震活動水平較高，尤其在北東方向地震分布比較明顯。此次涿鹿S4.3級地震屬孤立型地震，其活動特征與該區(qū)域歷史地震活動特征一致。

6 結(jié)論與討論

（1）涿鹿S4.3級地震雖然震級不高，但在地震序列上能分出主震和余震，地震主要分布在4km范圍內(nèi)，其能量高度集中在主震時釋放，屬孤立型地震。地震沒有造成重大的震害，地表無地裂縫，無人員傷亡，無大牲畜傷亡，僅個別磚房出現(xiàn)裂縫，個別土坯房墻皮脫落、木梁折斷。部分路段的邊坡有小規(guī)模的滑塌，未對道路造成破壞。雖然地震震害輕，但地震有感范圍較廣，并且地震發(fā)生在人員密集的首都圈范圍內(nèi)，所以地震造成了一定的影響。

（2）Ⅴ度區(qū)長軸呈北東向，短軸呈北西向展布，長軸約12km，短軸約10km，Ⅴ度區(qū)面積約100km2。

（3）震源機(jī)制解和現(xiàn)場調(diào)查評定的烈度圖表明，地震長軸為北東向，短軸呈北西向展布。烈度圖的長軸方向與震源機(jī)制解節(jié)面Ⅱ走向基本一致，可判定節(jié)面Ⅱ即為地震的震源斷層。

（4）地震發(fā)生在山西斷陷帶內(nèi)延礬盆地北緣斷裂附近，該斷裂為全新世活動斷裂，此次地震烈度圖長軸方向與延礬盆地北緣斷裂走向基本一致，因此地震與該斷裂的關(guān)系有待做進(jìn)一步的研究，其中盆地放大效應(yīng)也需進(jìn)行深入論證。

致謝：感謝張家口市科技與地震局、張家口中心臺和張家口涿鹿縣科技局的同志在地震調(diào)查中的支持和幫助！感謝河北省地震局賈曉輝有益的建議和意見！感謝審稿專家提出的寶貴意見和建議！

陳立春，冉勇康，2002．京西北盆嶺構(gòu)造區(qū)強(qiáng)震復(fù)發(fā)概率模型及地震潛勢的定址評估．地震地質(zhì)，24（1）：91—100．

郭恩，周錫元，2010．汶川地震盆地效應(yīng)的思考與建議．防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報，30（4）：459—465．

胡聿賢，2005．地震工程．北京：地震出版社．

李瑞莎，崔效鋒，刁桂荃等，2008．華北北部地區(qū)現(xiàn)今應(yīng)力場時空變化特征研究．地震學(xué)報，30（6）：570—580．

李小軍，于愛勤，甘朋霞，李敏，劉浪，2008．汶川8.0級地震北川縣城區(qū)災(zāi)害調(diào)查與分析．震災(zāi)防御技術(shù)，3（4）：352—362．

冉勇康，方仲景，李志義等，1991．懷來一琢鹿盆地周緣的活動斷裂及其基本特征．見：活動斷裂研究（1）．北京：地震出版社，140—175．

冉勇康，方仲景，李志義等，1992．懷來一琢鹿盆地北緣斷裂上的古地震重復(fù)序列與斷裂分段．中國地震，8（3）：74—85．

冉勇康，陳立春，徐錫偉，2001．北京西北活動構(gòu)造定量資料與未來強(qiáng)震地點的討論．地震學(xué)報，23（5）：502—513．

謝富仁，張紅艷，崔效鋒等，2007．延懷盆地活動斷裂運動與現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場．地震地質(zhì)，29（4）：693—704．

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張紅艷，謝富仁，荊振杰，2009．京西北盆嶺構(gòu)造區(qū)現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場的非均勻特征．地球物理學(xué)報，52（12）：3061—3071．

中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會，2008．中國地震烈度表（GB/T 17742-2008）．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社．

Survey and Analysis of the Engineering Damage inS4.3 Zhuolu Earthquake of Zhangjiakou City, Hebei Province

Yang Qiyan1, 2), Meng Lipeng1), Peng Yuanqian1), Wang Xiaoshan1, 2), Li Dongsheng1), Jiang Jianing3)and Li Feng4)

1) Earthquake Administration of Hebei Province, Shijiazhuang 050021, China?2) Institute of Geophysics, China Earthquake Administration, Beijing 100081, China?3) Huailai Seismic Station of Zhangjiakou, Earthquake Administration of Hebei Province, Huailai 075400, China?4) Zhangjiakou Central Seismic Station, Earthquake Administration of Hebei Province, Zhangjiakou 075000, China

In this paper, we summarized the results from survey of engineering damage caused by Zhuolu countyS4.3 earthquake, and obtained the features of earthquake and the distribution of earthquake effect. Based on “The Guidelines of Earthquake Field Work and Technique”, following with “The Chinese Seismic Intensity Scale (GB/T 17742-2008)”, we have determined the epicentral area of seismic intensityⅤ, as well as the earthquake intensity distribution. Furthermore, we analyzed the earthquake features on the basis of focal mechanism solution and field investigation.

Earthquake damage survey; Zhuolu earthquake; Earthquake feature

河北省地震局震害防御中心應(yīng)急經(jīng)費資助（2014）

2014-09-27

楊歧焱，男，生于1982年。博士研究生。主要從事深部構(gòu)造、地球物理勘探及地震現(xiàn)場考察等工作。E-mail：yangqiyan413@163.com。