四川地震震级与烈度区面积和震源深度的关系 l993 四川地震37 一平四川地震震级与烈度区面积和震源深度的关系 余国政 (重庆市地震办公室) 摘要 级上地震的空闻分布特征,分四lII 门山及马边地震带等几个区带.对四川】900年以来既有仪器测定参数,又有宏艘 烈度考查的33 十地震资料,应用多元线性回归分析方法,轼计拟台出r 震缳与不同烈度区面积,烈 度值,震源深 度之问的多翅美系式.其一般形式为 等n++clogh 相奖系数大部在0.90 左右,用部分地震检验的结果表明.震级浸差—般小于o.3.震I900年以前的有三 条以上等震线 的部分所史地震的震缎,震源潍 荚键词震级.烈度区面积 题.特剐是历史地震震级及震源深度的标定,更与地震烈度区划,地震预报密切相关.对历史 地震震级的研究,主要是从建(构)筑物破坏程度,即烈度分布情况米进行,一是研究 震级M和 震中烈度,口之间的关系.如李善邦提出的【] M:0+581+1.5(1) 中围地震烈度区划工作报告(I981)提出的口? M=0.6610+0.98(2) 系.Gutenberg[-~3,Slemmon[",Nuttli[,Toppzada[,Bollinger[]等先后就美国境内的地震震级与有感面积 FA 之同的关系作过工作, B~liinger[等最近提出的 ,,l6—2.48+0107691og.(FA)(3) m6=2.16+0.o219 玮+O.05961og(FA)(d) Greenhalgh 等碍到澳大利亚地震震缓M与有感半径的关系【9] =0.33(士0.1I)(1ogRP)0+0.74(士0.40)logB,+1.63(5) 在我国陈培善等人口推导了震中烈度,和极震区面积.同震级的关系 =3.5,3+O.O39J 十O.017g(togA)(6) 卢荣俭等人["]得出了 M=d+blogA(7) 为任一烈度区面积. 盂宪东等也先后就以烈度衰减的椭圆模型作过工作,得到 孟宪京荨,?f-围历史地震参数确定方法的讨论,1993. 四川地震M=0+blQ(8) M一.+b~gRt(9) 等结果,其中,为烈度区半径. 笔者认为,烈度的确定,特别是震中烈度的确定,有很大的缱意性,因为其与等震线 的面积 有联系,如果等震线的面积取得很小,则烈度就会提高,如果等震线的面积取得较 大,则烈度 就会降低.所以用等震线的面积来作震级的估计较之用烈度值米估计更为明确.再者,不同烈 度区的等震线面积的大小还能反映能量的释放以及烈度的衰减情况.而全面考虑 一个地震各 北,华南,西南,西北四个区进行过研究.得到过形如【lM一.+6,+losh(1o) 的关系式外,还不见报道.但[12]中有的地区结果比较离散,特别是西南地区四川境 内的有些 地震结果比较离散个别地震震级误差有的大于 o.3,震源深度误差大于 公里.笔者在文献 [12]的基础.I-,考虑了地震地质构造,7 级以上地震的空间分布特征,分四JIf 为几个 不同的区 带,对各个区带的地震震级与震源深度,不同烈度区面积,烈度值之问的关系进行 了探讨果 优于文献[12]. 二,资料选取 我们收集了四川境内 l900—1986 年既胄仪器测定参数(震级,震源深度)X 育宏观 考查资 但由于地震资料的欠缺,有的地震连,废资料都缺乏.以及问题的实际性,我们只应用一 度区的烈度资料进行了统计分析.文中所说的烈度区面积,如度区面积,指的 是等烈度线 为和之旧的面秘,而不是度线以内的所有高烈度区面积,与人们常用的烈度 区面积有所 不同. 三,分析及分区计算结果 我们知道,在震级M一定时,震源深度^越大,烈度值,越低,相应的烈度区面积越大I 同样,震源深度越小,烈度值越高,相应的烈度区凰积越小.但从能量的角度香,一次 地震所释 放的能量与各烈度区所吸收的能量之和 立该相当,即一次地震所释放的能量与各烈度区所吸 收能量|J 与震源深度^,烈度,,烈度区面积A之问有关.震源深度^越大.烈度值,越高, 定时,,越大,^越小,A越小.即 他们之有关系: KIAth(11)我们迁知道,地震震级与能量之间有关系,M=?losg 面整个地震所释放的能鹜,应为 地震波传播 路径中介质所吸收能量之和,即一定体积的岩体所吸收能量之和.就地表面言,即 为各个烈度 区所吸收能量之和(体积的情况,笔者将另文讨论).即有 M=.+Iog^I 由(ii)我们有. M=d.+6~loglAJ^ 一一,…一(12) (I3) 期糸国敢等,四川地震震级与烈度区面积震源深度的关系39为了使等式右边的量纲尽量一致.将IoglA,开方,整理从而有 M=+,+clog^ 为常数.,A为相应的烈度值和烈度区面积(平方公里),为震豫深度(公里). 四川地域辽阔,构造体系繁多,成生历史复杂,南北均临横亘东西的巨型纬向体系. 第四纪 以来,处于强;}!I 活动状态的构造形迹.最醒目的是广泛出露于川西高原的北西向 反扭断裂(如 鲜承河断裂带),北东向顺扭断裂带(如龙门山断裂带)南北向压性断裂带(如安宁河 断裂枯) 等.四JII 境内的绝大部分强震均发生在上述断裂带及其周缘. 在不同地震她质带上,发震构造不同,震源机制不一样,从砸它们释放能量的表现 形式就 不会一样,在地表表现就是;}!I 度区面积,形态的不相同,衰减形式不一样,表现在震 级与不同烈 度区面积烈度值及震源深度的关系上,就是各个相关因素前的系数不一样. 本文正是考虑上述因素,在统计四川的地震震级与不同烈度区面积烈度值,震源深 问的关系式时,分为鲜水河一安宁河松潘一龙门山,马边(本带包括有云南,贵州的少数地震) 等几个地震区带按(I4)式进行统计.原则上说,分区越细.越接近真实,但考虑到样本 采集的条 J!lf一2-172+2508Iog7A7—0.247-JlogSA#+044410gl, =0.99 (2)马边及其邻近地震带 M=5-685--l-3261o县6´+2.770Io8.7A 一J.3651ogt~ =0.88 M=13-231—13-755Iog7A7+10-088k~gSA.+2.01381oghR=0.78 1?223--0.89610E6´+4.908log7A+0.3961ogl,=0,96 M一一5-034+8-825IOg7A7—2-829IogSAB一0.2601og/* R=0.99 M一6-J01—4-700log8A日+5-163log9A-t-0.8681ct/~ =0.96 利用上述公式对部分既有仪器测定参数,又有宏观烈度考查资料的地震进行了检 验,结果表明 (表1)?震级误差一般小于士0.3,震源深度误整一般小于土5 公里.即使是烈度偏低 的四Ills 潘,平武地震,其震级误差也才0.1,震源深度误差1 公里(表1).计算精度要优于文献 [J2].说 明本方法更切合实际. 用等震线面j}{计算的部分地震震级,震源深度与宴刹震级,震源深度的比较实实荨震毁面积计计误鲎 时间地点溯测算算 ^^d^ 19233.24 炉霸7.258245412173497.210.052 1938.25 叠溪7.5I717365456724283377.5130 1936.4.27马边6.8334717868089331086.635 一.2+3 195 上9.30 冕宁6.892340l046l6343712.23 1955.4.14 康定7.52038dg754I47.52000 1960.11.9 橙潘6.820316163100426.921.I1 1967.6.30 炉霍6,883062】1314231026.97.1—1 1973.2.6 炉霜7.9lIl3I9534248234577.71I 一.10 1976.8.16 松潘平武7.2I55658l5373673{7.3l6.1l 1976.8.23 松潘平武7.2236342844305I57.2220—1 198I.1.24 道乎6.9I21064372475.9I301 1982.6.16.廿孜627875I926.3.3 1986.8.7 理塘5.6101c】09056O 等震线面积目计蒋时间地点录算^VilX』l,7.620 1933.19 西昌北799269t537.5 7.515 I85o´9.12 西昌普掐闻596635719I43747.57.5l8 1786.6.1 磨西i99950II85922l16969977.838 7.610 187m4.11 巴塘2759】3lg3627,5 7.18 对鲜水河地震带(包含有则术河带西昌段)I900 年以前的有三条以上等震线资料 的部分 历史地震震级和震源深度进行标定的结果见表2 与[14.】5]上的震级比较接近.需 要说明的 是等震线面积大都由资料E13.Jd.15.】6.】7.18]直接量得;其中的】870 日巴塘地震,jl 月19日西吕地震由于无法统计D(一x 算了几个震源深度估计值四,结束语 本研究方法将不同烈度区面积,烈度值和震源深度组合起来,既考虑了地震烈度的 衰减, 期条目政等Pq川地震震壤与烈度区面积震源濒度的关系41 同时又考虑了区域性,地震地质构造及大地震成丛性特征,结果不仅可以对震级进 行标定,还 可以对震源深度进行标定,而且精度亦相当高,还可以根据区域性特征对大地震的 震级和震源 深度进行有选择的计算标定,检验的结果和对历史地震标定的结果都比较令人满 意,误差较 小;说明统计拟台出_的经验公式比较符合客观实际.当然,由于资料有限,本省几个 区带的计算 样本数均不是十分令人满意,有的相关系数也太高,还有待改进,有的资料还有待 于进一步 考证.本文权作Bl 玉之砖,请同行指正. 江在雄,雷万明同志对本工作进行了指导;蒋永明同志同笔者进行了有益的讨论, 提了不 少建议,特此一并致谢. 参考文献 国家地震局.q国地震烈度区刘工作报告北京地震出版杜,l98l 3Gutenbrg.B-.cta1.Earthuakemagnitqude.intcn~ty.energy.anda~celcraHon(Secondpap er)BSSA. 1966.46(1):l05~143 4Slcrnrnons.DB?.ctal?CatalogofNevadacarthqtmkesBSSA..1965.56.519~666 5NuttlLO?W?ThereiationbctwcenfeltaeraandmagnitudeforCentralUnhedStatesl rthquakeBSSA.1974.64(11:73"--;85 6Toppzada.TR-Earthquakemagnitude afur(ctionofinten--sitydatainCaliforniaandWesternNevada.BSSA,.1974.64(61:73~86 7bollJngcr.G.A.etal-ScisrnicityoftheSoutheasternUnit~States.BSSA.. 1969.69(6):1786~1808 8bollJnger,G A,clal?EstiminationmagniytudcsinGentra]andEastei*nNorthAmrtLcaUsinglntcnsitysns#11areaBSSA.1987.77(51 9Gmenhalgh.S?A?.etal?Magn[tude—intensityrelaHonsforAustralianearthquakes. 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