1936年天水南6級(jí)地震震害特征與發(fā)震構(gòu)造

王愛(ài)國(guó) 袁道陽(yáng) 雷中生

1）中國(guó)地震局蘭州地震研究所，蘭州市東崗西路450號(hào) 730000

2）中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所蘭州科技創(chuàng)新基地，蘭州市東崗西路450號(hào) 730000

0 引言

1936年8月1日14時(shí)24分30秒，在天水南發(fā)生了一次中強(qiáng)地震，儀器震中為34.2°N、105.7°E，精度2類，震中誤差≤25km，儀器測(cè)定震級(jí)為6級(jí)。此次地震震中位于天水西南西秦嶺內(nèi)部的禮縣新生代盆地內(nèi)，這里也是1654年天水南8級(jí)地震的重災(zāi)區(qū)。由于該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地表新生代覆蓋嚴(yán)重，故對(duì)其活動(dòng)構(gòu)造研究一直存在很多困難和疑點(diǎn)，特別是對(duì)于禮縣-羅家堡斷裂新活動(dòng)特征及1654年天水南8級(jí)地震的發(fā)震機(jī)制等仍缺乏清晰的認(rèn)識(shí)（楊曉平等，2015；劉白云，2012；袁道陽(yáng)等，2017）。地震地表破壞特征是地震的地表反應(yīng)，等震線長(zhǎng)軸方向往往對(duì)地震破裂面及地震機(jī)制的研究具有指導(dǎo)意義。鑒于1654年天水南8級(jí)地震研究本身存在的困難及該區(qū)構(gòu)造在地表顯示的模糊性，雖然1936年天水南6級(jí)地震震級(jí)不大，但兩者震中位于同一區(qū)域，年代相對(duì)較近，后者的資料豐富且相對(duì)準(zhǔn)確可靠，其研究結(jié)果可能對(duì)1654年8級(jí)地震的研究起到一定的參考作用。因此，本文在對(duì)1936年地震原有史料和前人調(diào)查資料進(jìn)行系統(tǒng)收集和整理的基礎(chǔ)上，通過(guò)檔案查閱與核查、現(xiàn)場(chǎng)考察（重點(diǎn)為訪問(wèn)破壞區(qū)經(jīng)歷過(guò)此次地震的幸存老人）等方式，收集到一批新補(bǔ)充的資料，經(jīng)過(guò)詳盡整理、分析，重新繪制了等震線圖，并分析了這一等震線特征的構(gòu)造含義，以期為本區(qū)活動(dòng)構(gòu)造研究及1654年8級(jí)地震研究提供參考。

1 地震概況及研究歷史

1936年天水南6級(jí)地震發(fā)生后，全國(guó)許多報(bào)刊都進(jìn)行了報(bào)道（國(guó)家地震局蘭州地震研究所，1985、1989）①甘肅省檔案館，全宗號(hào) 15，目錄號(hào) 6，案卷 366，內(nèi)部，65、70、75、85、49。②甘肅省檔案館，全宗號(hào)27，目錄號(hào)3，案卷70，內(nèi)部，55、60。。當(dāng)年甘肅省政府工作報(bào)告根據(jù)造冊(cè)公布了此次地震的總損失：城鄉(xiāng)共壓斃男女115人，受傷者31人，倒塌房4459間，壓斃牲畜600余頭。1936年8月5日《字林西報(bào)》（英文）登載了《天主教堂關(guān)于1936年8月1日地震報(bào)告》，該報(bào)告非常詳細(xì)地記述了震前的氣候變化、地震時(shí)天主教堂附近及天水市的破壞情況。同時(shí)還記錄了地震后3天的天氣變化及余震活動(dòng)，是十分珍貴的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)錄。

1953年，甘肅省人民政府工業(yè)廳曾組織相關(guān)人員對(duì)包括此次地震在內(nèi)的甘肅地震進(jìn)行了考察，并油印了《甘肅地震研究資料》。1960年，天水地震烈度調(diào)查組也曾進(jìn)行了調(diào)查，并編寫(xiě)了《天水地震烈度調(diào)查報(bào)告》。1966年，中國(guó)科學(xué)院蘭州地球物理研究所為提供李子園地區(qū)的地震基本烈度，再次對(duì)此次地震進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)考察，并確定了宏觀震中（34.4°N，105.8°E）為今天水鎮(zhèn)一帶，震中烈度評(píng)定為Ⅷ度。在考察中發(fā)現(xiàn)，李子園大面積基巖出露區(qū)出現(xiàn)了烈度的輕異常現(xiàn)象，并繪制了等震線圖（圖1）。此后，再?zèng)]有對(duì)此次地震進(jìn)行過(guò)詳盡考察。此次地震的原有資料及研究結(jié)果主要參見(jiàn)《陜甘寧青四省（區(qū)）強(qiáng)地震目錄》（國(guó)家地震局蘭州地震研究所，1985）、《甘肅省地震資料匯編》（國(guó)家地震局蘭州地震研究所，1989）和《中國(guó)近代地震目錄（公元1912～1990年，MS≥4.7）》（中國(guó)地震局震害防御司，1999）等。

圖1 1936年天水南6級(jí)地震原有感范圍及等震線圖（據(jù)國(guó)家地震局蘭州地震研究所（1985））

2 震害特征數(shù)據(jù)

由于1936年天水南6級(jí)地震震級(jí)不大，因此破壞范圍有限。本文綜合史料記載、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查訪問(wèn)情況及檔案資料等將各調(diào)查點(diǎn)震害特征進(jìn)行了匯總，結(jié)果如表1所示。

3 烈度評(píng)定與震害分布特征

烈度的評(píng)定主要依據(jù)GB／T17742—2008《中國(guó)地震烈度表》（中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局等，2009），同時(shí)參考《新的中國(guó)烈度表》（謝毓壽，1957），各調(diào)查點(diǎn)評(píng)定結(jié)果見(jiàn)表1，各烈度點(diǎn)分布見(jiàn)圖2。根據(jù)90多個(gè)調(diào)查點(diǎn)的地震烈度評(píng)定情況，繪制出1936年天水南6級(jí)地震等震線圖（圖2）。

表1 1936年天水南6級(jí)地震各調(diào)查點(diǎn)震害特征與烈度評(píng)定結(jié)果

續(xù)表1

續(xù)表1

續(xù)表1

續(xù)表1

續(xù)表1

（1）Ⅷ度區(qū)

Ⅷ度區(qū)長(zhǎng)軸呈NE向，長(zhǎng)約5km，寬2km，Ⅷ度區(qū)面積較小，不足10km2。此次地震震中位于天水鎮(zhèn)及以北地區(qū)，包括其以北的草灘村、王家莊等地。Ⅷ度區(qū)內(nèi)人們站立不住，有的被搖得趴在地上。天水鎮(zhèn)居民感到震聲從北而來(lái)。天水鎮(zhèn)土城墻崩塌，倒了60～70間房，山崖掉土。草灘村王家莊許多房屋倒塌，所占比例較高。

（2）Ⅶ度區(qū)

圖2 1936年天水南6級(jí)地震烈度點(diǎn)分布（a）及等震線圖（b）

Ⅶ度區(qū)呈NEE走向，長(zhǎng)約30km，寬約12km，面積約400km2。該區(qū)包括店鎮(zhèn)、華岐、羅家堡、鹽官、平南等地。區(qū)域內(nèi)多數(shù)人驚逃戶外，冒雨在麥場(chǎng)等地躲雨，質(zhì)量不好的朽墻有大量倒墻，質(zhì)量不好的朽房，尤其是挑檐房倒塌。但質(zhì)量較好的房屋，如馬鞍架房沒(méi)有倒的。其中，鹽官作為一大集鎮(zhèn)，房屋倒塌1500余間，因逢趕集，又下大雨，因而秩序混亂，造成16人死亡，可做為Ⅶ度區(qū)中的一個(gè)Ⅷ度重異常點(diǎn)。

（3）Ⅵ度區(qū)

Ⅵ度區(qū)長(zhǎng)軸約89km，短軸44km，面積約550km2。范圍較廣，包括天水市區(qū)、禮縣縣城、太京、藉口、紅河、祁山、秦嶺、汪川、寬川、齊壽、皂角、天水郡、馬跑泉等地。區(qū)內(nèi)多數(shù)人站立不穩(wěn)，有些小孩被搖到在地，少數(shù)人驚逃戶外。房屋普遍開(kāi)裂，掉瓦。極個(gè)別的朽墻、朽房有傾倒的，偶有人畜傷亡。在Ⅵ度區(qū)東部，出現(xiàn)了娘娘壩、李子園、麥積等大范圍輕異常區(qū)。該區(qū)內(nèi)房屋基本完好，調(diào)查時(shí)老人反映房屋沒(méi)有倒塌、裂縫等現(xiàn)象，震感較輕，大部分人沒(méi)有驚恐感。人們一般均能站立，只是感到來(lái)回晃動(dòng)。在娘娘壩-李子園及其北側(cè)，由于為大面積基巖出露區(qū)（調(diào)查點(diǎn)44、46、61、62、66、67等），地震作用的地表放大效應(yīng)相對(duì)較弱，出現(xiàn)了烈度的輕異常現(xiàn)象，導(dǎo)致Ⅵ度區(qū)東部形成凹陷的不規(guī)整狀。

（4）Ⅴ度區(qū)與有感范圍

Ⅴ度區(qū)長(zhǎng)軸約 300km，短軸約 200km，面積約 11250km2；有感范圍長(zhǎng)軸（NWW向）約560km，短軸（NNE向）約 500km。

由等震線圖（圖2）可見(jiàn)，此次地震極震區(qū)長(zhǎng)軸方向?yàn)镹EE向；隨著烈度變小，等震線長(zhǎng)軸方向沿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)至NNE向，長(zhǎng)短軸比例變小；有感區(qū)長(zhǎng)短軸方向甚至發(fā)生轉(zhuǎn)換。這種分布特征顯示了該區(qū)斷裂構(gòu)造對(duì)地震動(dòng)與震害的控制作用：極震區(qū)內(nèi)，發(fā)震斷裂構(gòu)造對(duì)地震動(dòng)和震害起主導(dǎo)控制作用，等震線長(zhǎng)軸方向與發(fā)震斷裂（禮縣-羅家堡斷裂）基本一致；地震動(dòng)向外傳播時(shí)，在北側(cè)受到NWW向的西秦嶺北緣斷裂帶和NNW向的六盤(pán)山斷裂帶的阻隔，由于斷層帶作為軟弱結(jié)構(gòu)面存在（石玉成等，1994；曹炳政等，2003；任春等，2005），地震波被放大并沿?cái)嗔逊较蚍磸?fù)反射傳播，導(dǎo)致地震波傳播主體方向發(fā)生改變，因此，低烈度等震線長(zhǎng)軸方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，地震動(dòng)及烈度向北及斷裂延伸方向衰減變慢。由此次地震有感區(qū)范圍長(zhǎng)軸方向變?yōu)榕c西秦嶺北緣斷裂近平行可見(jiàn)，非發(fā)震深大斷裂帶對(duì)地震動(dòng)傳播的影響和控制作用很強(qiáng)。該特征在1654年天水南8級(jí)地震的等震線圖中也有很好的體現(xiàn)（袁道陽(yáng)等，2017）。加之天水北部地區(qū)黃土分布廣泛，黃土對(duì)地震動(dòng)有明顯放大作用（吳志堅(jiān)等，2012），因此，黃土及斷裂共同作用使得地震等震線呈現(xiàn)明顯的南北衰減不對(duì)稱性。

4 發(fā)震構(gòu)造分析

天水地區(qū)位于青藏高原東北緣，區(qū)域活動(dòng)構(gòu)造發(fā)育，天水附近大的活動(dòng)斷裂帶主要為NE向的禮縣-羅家堡斷裂帶、NWW向的西秦嶺北緣斷裂帶及NNW向的六盤(pán)山斷裂帶（圖2（a））。其中，禮縣-羅家堡斷裂帶平面上由 3條呈右階斜列的次級(jí)斷裂段組成，總長(zhǎng)約150km，走向60°；西段從宕昌東到禮縣東，長(zhǎng)約 90km；中段從禮縣南到羅家堡東北，長(zhǎng)約40km；東段從天水鎮(zhèn)西到平南鎮(zhèn)東，長(zhǎng)約20km。對(duì)該斷裂的調(diào)查研究（楊曉平等，2015；韓竹軍等，2001）認(rèn)為，斷裂禮縣-鹽關(guān)-羅家堡一線多處黃土中的斷層直通地表，沖溝同步左旋位錯(cuò)并存在高度不等的斷層陡坎及地震陡坎等，為1654年天水南8級(jí)地震的地震斷裂。根據(jù)1936年天水南6級(jí)地震等震線結(jié)果可知，重破壞區(qū)（Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ度區(qū)）（圖2（b））長(zhǎng)軸基本與禮縣-羅家堡斷裂中東段重合，故推測(cè)此次地震的發(fā)震斷裂也為禮縣-羅家堡斷裂帶中段，為該斷裂在1654年8級(jí)地震后的再次活動(dòng)。

5 結(jié)論

通過(guò)歷史資料系統(tǒng)收集整理、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及烈度點(diǎn)評(píng)估等工作，對(duì)1936年天水南6級(jí)地震等震線重新進(jìn)行了確定。通過(guò)對(duì)震害分布特征、等震線特征及其與活動(dòng)構(gòu)造間的關(guān)系進(jìn)行分析，得到如下結(jié)論：

（1）1936年天水南6級(jí)地震極震區(qū)最大烈度為Ⅷ度，集中位于天水鎮(zhèn)及以北地區(qū)，長(zhǎng)軸方向 NEE，面積不足10km2。

（2）1936年天水南6級(jí)地震重破壞區(qū)（Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ度區(qū)）長(zhǎng)軸基本與禮縣-羅家堡斷裂中東段重合，推測(cè)此次地震的發(fā)震斷裂也為禮縣-羅家堡斷裂帶中段，為該斷裂在1654年8級(jí)地震后的再次活動(dòng)。

（3）西秦嶺北緣斷裂帶與六盤(pán)山斷裂帶2條區(qū)域深大斷裂對(duì)此次地震的烈度及地震動(dòng)衰減有明顯的控制作用，因此導(dǎo)致低烈度等震線長(zhǎng)軸方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，地震動(dòng)及烈度向北衰減變緩，地震等震線呈現(xiàn)明顯的南北衰減不對(duì)稱性。

1936年天水南6級(jí)地震是該區(qū)地震資料較完整可靠的一次中強(qiáng)地震，對(duì)于該地震的研究結(jié)果對(duì)本區(qū)歷史地震及構(gòu)造研究有一定的指導(dǎo)作用；同時(shí)，此次地震震害與烈度分布特征對(duì)多組構(gòu)造交匯區(qū)地震震害評(píng)估與研究有著重要的參考意義。