周至两次地震烈度异常的研究

基金项目：国家自然科学基金重点项目（40534021），国家西部交通建设重点项目（200431881211）作者简介：王卫东（1967-），男，陕西宝鸡人，教授，博士研究生，主要从事地球物理学、工程地质学的教学与研究工作。1周至两次地震烈度异常的研究王卫东1张永志1吴芳1易学发2李少睿2（1．长安大学地质工程与测绘学院，陕西西安710054；2.陕西省地震局,陕西西安710068）摘要：周至1988年ML4.3和1993年ML3.6级地震都在100km以外的柞水县城形成了高烈度异常区，本文从区域地质构造、场地条件和介质品质因子分布等方面研究了这一现象。结果表明：这两次地震造成的柞水高烈度异常与该区域地质构造、介质品质因子分布和柞水县城的局部地形条件密切相关。关键词：烈度异常；Q值；地质构造；地震反应ResearchontheIntensityAnomalyofTwoEarthquakesinZhouZhiWangWei-Dong1Wufang1ZhangYong-zhi1YiXue-fa2Lishao-rui2(1.CollegeofGeologyEngineeringandGeomatics,Chang’anUniversity,Xi’an710054，China；2.EarthquakeAdministrationofShaanxiProvince,Xi’an710068，China)Abstract：ThetwoearthquakeswithML4.3andML3.6occurredinZhouzhiin1988and1993bothcausedtheintensityanomalyinZhashuicountywhichis100kmawayfromtheepicenters.Inthispaper,throughtheresearchonregionalgeologicalstructures，Qvaluedistributionandsiteconditions，thisintensityanomalyisanalyzed.TheresultsshowthattheintensityanomalyinZhashuicountycausedbythetwoearthquakesiscloselyrelatedwiththeregionalgeologicalstructures，QvaluedistributionandlocaltopographyofZhashuicounty.KeyWords:Intensityanomaly；Qvalue；geologicalstructures；seismicresponse前言基金项目：国家自然科学基金重点项目（40534021），国家西部交通建设重点项目（200431881211）作者简介：王卫东（1967-），男，陕西宝鸡人，教授，博士研究生，主要从事地球物理学、工程地质学的教学与研究工作。21988年1月和1993年4月，在陕西省周至县分别发生了ML4.3和ML3.6级地震，震中烈度分别为Ⅴ度和Ⅳ度，有感面积分别为1120km2和630km2。这两次地震发生时，距震中100km以外的柞水县城震感强烈，其中1993年4月ML3.6级地震后，柞水县城烈度为Ⅳ度，与震中烈度相同；而1988年1月ML4.3级地震后，柞水县城烈度为Ⅳ度，仅低于震中区烈度（Ⅴ），与距震中10km的地区烈度相同，而同在震中距为100km左右的西安市和宝鸡县城，甚至在震中距80km的咸阳市，烈度都在Ⅱ度以下[1]。近年来对该地区的介质品质因子分布已有了初步的研究[2]。本文从地质构造、场地条件、介质品质因子分布等方面研究了此烈度异常现象，结果表明：这两次地震造成的柞水高烈度异常与该区域地质构造、介质品质因子分布和柞水县城的局部地形条件密切相关。1周至两次地震的等震线分布特征由于周至两次地震均发生在人口稠密的陕西关中地区，有利于进行宏观烈度调查，根据调查结果绘制出了地震等震线图（图1），由图可见，两次地震极震区的长轴方向分别为NEE和NNW向，呈共轭分布，与渭河断陷盆地区的强震的共轭现象一致，通过对等震线的分析，按正常地震波能量衰减，柞水县城不可能受到波及[1]。而以往对渭河盆地地震波的衰减研究往往认为地震波沿东西向的衰减要小于沿北南向的衰减，且秦岭山脉会加剧地震波的衰减[3，4]，显然无法解释这两次地震在柞水县城造成的烈度异常。图1周至两次地震等震线图A1988年ML4.3B1993年ML3.8Fig.1TheisoseismicmapofthetwoearthquakesinZhouzhiAtheearthquakein1988withML4.3Btheearthquakein1993withML3.82烈度异常原因的研究由图2可见，周至和柞水之间虽被秦岭山脉分隔，但其间为一整体性很好的基金项目：国家自然科学基金重点项目（40534021），国家西部交通建设重点项目（200431881211）作者简介：王卫东（1967-），男，陕西宝鸡人，教授，博士研究生，主要从事地球物理学、工程地质学的教学与研究工作。3震旦系古地层，有利于应力的传递和地震波的传播。图2陕西区域地质构造图Fig.2MapofgeologicalstructureinShaanxiProvince1.卫星构造2.地壳等厚线3.新生代活动断裂4.秦岭山界限5.震旦系结构局部孤突地形场地由于地震波折、反射造成能量会聚，往往会导致其震害比平缓场地震害平均高一度[5]，而柞水县城正位于乾佑河旁的孤山上，这种局部孤突地形场地也是地震震害加重的原因之一。从柞水区域构造图（图3）可见，柞水县城附近正处于北西向断裂的交汇处，县城处于山上，断层埋藏较浅，浅层断层对地震动的放大作用将进一步加剧震害[6，7]。图3柞水县城区域构造图Fig.3MapofregionalgeologicalstructureinZhashuiCounty图4是我们利用P波初动半周期得到的渭河断陷盆地及邻区的Q值分布图[2]，由图可见，在周至与柞水县城间存在北西——南东向的高Q值通道，因而造成了柞水县城烈度异常增高；而位于其东北方向的西安、富平低Q值区则加快了地震波向东北方咸阳和西安市的衰减；其西部地区的低Q值则加快了地震波向西侧的宝鸡县城方向的衰减。图4渭河断陷盆地及邻区的Q值分布图Fig.4ContourmapofQvalueDistributioninWeihefaultdepressionbasinanditsadjacentareas3结论基金项目：国家自然科学基金重点项目（40534021），国家西部交通建设重点项目（200431881211）作者简介：王卫东（1967-），男，陕西宝鸡人，教授，博士研究生，主要从事地球物理学、工程地质学的教学与研究工作。4综上所述，我们认为周至两次地震在柞水县城的烈度异常由以下因素造成：（1）震中区和柞水县城之间虽被秦岭山脉分隔，但其间为一整体性很好的震旦系古地层，有利于应力的传递和地震波的传播。（2）柞水县城位于乾佑河旁的孤山上，这种局部孤突地形场地加重了地震震害；柞水县城附近正处于北西向断裂的交汇处，且断层埋藏较浅，浅层断层对地震动的放大作用进一步加剧了震害。（3）在震中区和柞水县城之间存在北西——南东向的高Q值通道，地震波衰减较慢，而其它方向或存在低Q值区或整体Q值较低，地震波衰减较快，因而造成了柞水县城的高烈度异常。参考文献：[1]邵辉成，谢家树.1988年1月6日周至、武功3.8级地震及宏观资料研究[J].地震地磁观测与研究，1989，10（3）：37—40.[2]王卫东,杜长娥.渭河断陷盆地及邻近地区的Q值分布与地震灾害关系的初步研究[J].灾害学，2003，18（3）：50—53.[3]王景明.渭河盆地活动构造与地震[J].地壳形变与地震，1983，3（4）：59-66.[4]彭建兵，张骏，苏生瑞等.渭河盆地活动断裂与地质灾害[M].西安：西北大学出版社，1992，102-112[5]温瑞智，周正华，孙平善等.断层场地地震动分析[J].地震工程与工程震动,2002,22(1):21—27.[6]李仕栋，罗奇峰.非活动隐伏断层对结构地震反应的影响[J].自然灾害学报,2003,12(4):25—28.[7]曹炳政，罗奇峰.浅层断层对场地地震动影响的有限元分析[J].地震学报,2003,25(1):96—101.联系人：王卫东通信地址：西安市长安大学雁塔校区地测学院地球探测与信息工程系邮政编码：710054，联系电话：[phone]E-mail：[e-mail]基金项目：国家自然科学基金重点项目（40534021），国家西部交通建设重点项目（200431881211）作者简介：王卫东（1967-），男，陕西宝鸡人，教授，博士研究生，主要从事地球物理学、工程地质学的教学与研究工作。5图1周至两次地震等震线图基金项目：国家自然科学基金重点项目（40534021），国家西部交通建设重点项目（200431881211）作者简介：王卫东（1967-），男，陕西宝鸡人，教授，博士研究生，主要从事地球物理学、工程地质学的教学与研究工作。6图2陕西区域地质构造图基金项目：国家自然科学基金重点项目（40534021），国家西部交通建设重点项目（200431881211）作者简介：王卫东（1967-），男，陕西宝鸡人，教授，博士研究生，主要从事地球物理学、工程地质学的教学与研究工作。7图3柞水县城区域构造图基金项目：国家自然科学基金重点项目（40534021），国家西部交通建设重点项目（200431881211）作者简介：王卫东（1967-），男，陕西宝鸡人，教授，博士研究生，主要从事地球物理学、工程地质学的教学与研究工作。8图4渭河断陷盆地及邻区的Q值分布图