河北省張家口市涿鹿MS4.3級地震震害調查及地震特征分析1

楊歧焱 孟立朋 彭遠黔 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級地震震害調查及地震特征分析1

楊歧焱1，2）孟立朋1）彭遠黔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

總結了張家口涿鹿縣S4.3級地震應急調查工作，了解到震區一帶的震感現象和地震影響的分布情況。依據《地震現場工作大綱和技術指南》，以《中國地震烈度表（GB/T 17742-2008）》為烈度評定標準以及其對現場實地調查的要求，確定了此次地震震中區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域。同時，依據震源機制解和現場調查情況，分析了此次地震的特征。

地震調查 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115.4°）發生了S4.3級地震，震源深度10km（圖1）。涿鹿縣震感強烈，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。地震發生后，河北省地震局依據“河北省地震局地震應急預案”，立即啟動Ⅲ級應急響應，并派出現場應急工作組開展了地震現場調查工作。

1 地震微觀參數

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，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（河北省地震局臺網中心）

2 區域地震構造

此次地震震中位于華北斷塊區山西斷陷帶內，帶內發育有一系列北東、北北東向的晚第三紀斷陷盆地，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育與斷裂的活動有關，沉積物最厚的地段往往分布在緊靠活動斷層的一側。在延懷和涿鹿盆地，上新統第四系厚度達889m，歷史上在這一區域內地震活動性較強（陳立春等，2002）。

此次地震即發生在山西斷陷帶內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、北東東向的不連續斷裂斜列組成。該斷裂兩側的唐縣夷平面垂直斷距達3000m左右，晚更新世—全新世滑動速率為0.58—0.2mm/a。據考證全新世以來發生過多次古地震，地震具有叢集復發的特點，長重復周期約為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育有3次古地震事件，累積位移量達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 震源機制

筆者利用格點嘗試法計算了初動震源機制解，計算結果如圖3和表2所示。

表2 涿鹿MS4.3級地震震源機制解參數

該區現代構造應力場的特征表現為北東東-南西西向擠壓、北北西-南南東向拉張的水平構造應力作用，應力結構為走滑型（張紅艷等，2009；謝富仁等，2007；李瑞莎等，2008）。

4 現場調查

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

（1）建筑物類型的劃分

磚房：鄉鎮及農村普遍分布，一般為24cm或37cm磚墻。

土坯房：土坯墻體，內外用泥摻草筋抹面。

（2）人的感覺類型劃分

晃動感覺：強烈、明顯，微弱，無感覺。

地聲：地聲強烈、明顯，微弱，無地聲。

（3）器物的反應類型

擱置物滾落：少量、部分、多數、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0。

基本完好：房屋承重構件完好，個別非承重構件輕微破壞，不加修理可繼續使用。

（5）烈度的主要標準

烈度為Ⅴ度的主要標準：室內人絕大多數感覺，室外多數人有感覺，多數人夢中驚醒。大多數房屋門窗、屋頂、屋架顫動作響，個別房屋墻體出現裂縫，個別屋頂煙囪掉磚，不穩定器物搖動或翻倒。

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

表3 涿鹿MS4.3級地震現場調查表

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，群眾生活穩定，無恐慌情緒，未出現地震謠傳。Ⅴ度區長軸呈北東向，短軸呈北西向展布，長軸約12km，短軸約10km，Ⅴ度區面積約100km2，如圖5所示。

此次地震Ⅴ度區范圍較大，與所處延礬盆地的放大效應有一定的聯系。現場調查的第一組線路在盆地的內部，其震害相對另外兩組線路較輕；而另外兩組沿盆地邊緣進入山區，這里的盆地放大效應比較明顯，盆地邊緣震害相對嚴重。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到達的地震波進行交匯疊加，從而增強了地震的破壞（郭恩等，2010；胡聿賢，2005；李小軍等，2008），以至于發生了小規模的邊坡滑塌。

從1970年到2014年9月，在震源區附近范圍（N39°—42°，E113°—117°）內，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，該區域內小震頻度較高，現代小震活動密集，其主要沿北東、北西和北西西方向呈帶狀分布，這與該區域的歷史地震空間分布特征是一致的。在震源區附近50km范圍內，自有歷史地震記載以來共發生了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，還發生了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，其活動特征與該區域歷史地震活動特征一致。

6 結論與討論

（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，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，并且地震發生在人員密集的首都圈范圍內，所以地震造成了一定的影響。

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

（3）震源機制解和現場調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制解節面Ⅱ走向基本一致，可判定節面Ⅱ即為地震的震源斷層。

（4）地震發生在山西斷陷帶內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系有待做進一步的研究，其中盆地放大效應也需進行深入論證。

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，2002．京西北盆嶺構造區強震復發概率模型及地震潛勢的定址評估．地震地質，24（1）：91—100．

郭恩，周錫元，2010．汶川地震盆地效應的思考與建議．防災減災工程學報，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．華北北部地區現今應力場時空變化特征研究．地震學報，30（6）：570—580．

李小軍，于愛勤，甘朋霞，李敏，劉浪，2008．汶川8.0級地震北川縣城區災害調查與分析．震災防御技術，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．北京西北活動構造定量資料與未來強震地點的討論．地震學報，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代構造應力場．地震地質，29（4）：693—704．

徐錫偉，吳衛民，張先康等，2002．首都圈地區地殼最新構造變動與地震．北京：科學出版社．

張紅艷，謝富仁，荊振杰，2009．京西北盆嶺構造區現代構造應力場的非均勻特征．地球物理學報，52（12）：3061—3071．

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

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急經費資助（2014）

2014-09-27

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