2015年河北昌黎4.2级地震分析

李慧，张跃刚，徐春芳，于艳红，宋志刚，张肖，郭亚亚

(1.河北省地震局保定中心台，河北保定　071000；　2.河北省地震局，河北石家庄　050021；　3.河北省承德市科学技术局，河北承德　067000；　4.河北省地震局承德中心地震台，河北承德　067000)



2015年河北昌黎4.2级地震分析

李慧1，张跃刚2，徐春芳3，于艳红4，宋志刚1，张肖1，郭亚亚4

(1.河北省地震局保定中心台，河北保定071000；2.河北省地震局，河北石家庄050021；3.河北省承德市科学技术局，河北承德067000；4.河北省地震局承德中心地震台，河北承德067000)

2015年9月14日，在河北省秦皇岛市昌黎发生4.2级地震。对本次地震的地质背景、地震序列类型、震源机制解、地震活动性及前兆异常进行分析，并对其特征进行讨论。

昌黎4.2级地震；地震地质背景；震源机制；前兆异常

0　引　言

2015年9月14日18时10分，在秦皇岛市昌黎县(39.7°N，118.8°E)发生4.2级地震(以下简称昌黎4.2级地震)，震中位于昌黎县朱各庄镇附近，震源深度14 km。秦皇岛、唐山部分地区震感较强烈，河北省承德市及辽宁、北京、天津部分地区有震感。现场考察了解到，震中区人有较强的晃动感觉，玻璃窗有晃动的响声，无人员伤亡情况。个别老旧土坯房中有一至二处轻微裂缝。初步判定地震烈度为Ⅴ度。

此次地震是2012年5月28日唐山4.8级地震后，唐山老震区发生的又一次显著地震。1976年唐山7.8级地震的余震序列总体上衰减正常，但是衰减过程中时有起伏。此次地震的震级虽然不高，但是在地震活动性和前兆方面都出现了一定数量的异常。本文对此次地震的孕震构造、震源机制、发震背景、震前的一些典型前兆异常进行了分析。

1　地震地质背景

唐山4.8级地震震中位于华北断块区燕山南麓断隆内，属于华北平原的过渡地带。地形以低山丘陵为主，第四纪地层分布较广，但厚度有限，全新世地层不发育。断裂以北东向、北西向为主。

本区为强震多发区，地震多发生在北西向的张家口—蓬莱活动构造带和郯庐断裂带上或两者的交汇处，如唐山断裂发生过1976年唐山7.8级地震[1]。

本次地震位于1976年唐山7.8级地震余震区的东区。从唐山老震区构造情况看，在震区的西端有蓟运河断裂带，东端有滦县—乐亭断裂带，北面有丰台—野鸡坨断裂(榛子镇断裂)带，南面有宁河—昌黎断裂带，它们将唐山地区围成一个菱形块体[1]。这次地震发生在菱形块体的东部边缘，卢龙断裂和滦县—乐亭断裂交汇部位(图1)。

滦县—乐亭断裂为全新世活动断裂，长约85 km，北段走向北北西，倾向北东，为高角度逆断层；南段走向北西，倾向南西，为正断层。卢龙断裂为晚更新世断裂，总体走向北东30°，倾向北西，倾角63°～75°，长达40 km，为正断层。

2　地震序列类型和震源机制解

本次地震属于主震—余震型，截至到2015年9月20日，共发生余震39次，其中，ML0.0～0.9级地震31次，ML1.0～1.9级地震3次，ML2.0～2.9级地震2次，ML3.0～3.9级地震1次，最大余震为9月14日ML3.9级地震。

图1　唐山4.2级地震区域构造示意图

根据河北地震遥测台网给出的资料，应用P波初动法计算震源机制解。此次地震震源机制解为走滑错动类型，节面Ⅰ走向194°，节面Ⅱ走向285°(见表1)。万永革等利用小震分布和区域应力场确定了唐山地区的大震断层面参数，震中附近的卢龙断裂走向为北东向，滦县—乐亭断裂为北西向[2]。由此可见，此次地震的2个节面与震中附近的卢龙断裂和滦县—乐亭断裂走向基本一致。由于震中比较靠近卢龙断裂，且余震序列呈南北向分布，初步判断卢龙断裂为发震构造。P轴方位与华北地区NEE向主应力场方向基本一致，表明此地震受控于华北地区统一的应力场。

表1 昌黎4.2级地震震源机制解

3　发震背景

3.1唐山老震区中等地震活动节律

唐山老震区2004年以来ML4级以上地震显示出2年左右的准周期特征，准周期大约22～26月，同时兼有双震特征[3]。2012年5月28古冶ML5.1(Ms4.8)级地震后，2014年10月14日在滦县曾发生ML4.0级地震，距上次地震26个月，符合准周期。本次地震的发生打破了准周期，可能预示老震区余震活动有新的起伏。

3.2小震活动

2014年以来唐山老震区小震活动有所增强，发生ML2级以上地震90多次，其中包括ML3.0～3.9级地震6次，ML4级以上地震1次。小震活动分区性很强，西部主要集中在唐山—古冶断裂两侧，东部集中在卢龙断裂两侧。东部的小震活动增强，是此次昌黎4.2级地震的一个背景因素。

3.3测震学参数

以往震例显示，唐山地区(39.0°～40.5°N；117.5°～119.5°E)2级地震频度在持续低值转为上升后，容易发生中强地震。2012年唐山古冶4.8级地震后，2级地震频度都呈快速下降变化，2015年上半年频度开始上升，上升到高值后发生这次昌黎4.2级地震(图2a)。

唐山地区缺震曲线往往在低值回升过程中发生地震，与以往该地区的震例有较好的对应。2015年5月缺震曲线开始加速上升，在上升过程中发生此次地震(图2b)。

图2唐山地区2级地震频度(a)和缺震曲线(b)

4　前兆异常

通过对河北省的前兆观测数据进行分析，此次地震前昌黎及周边地区的一些前兆观测记录到了一些异常，特别是昌黎地震台多项观测都有异常显示。下面对上述异常进行具体介绍。

4.1昌黎地电阻率异常

昌黎地电阻率东西和南北向2010年同步出现趋势下降，但2013年同步出现转折上升，前后持续3年，表现为趋势异常(图3)。陈建国等研究认为，1998年1月10日河北张北6.2级地震前，昌黎地震地电阻率曾出现明显的趋势异常变化[4]。昌黎地震台观测环境较好，数据质量可靠，年变化正常，两测道同步出现的变化较为可靠。

4.2昌黎井气氡异常

昌黎井气氡2015年以来一直呈下降变化，但7月中旬后转折上升，约2个月发生此次地震(图4)。

4.3昌黎井水温异常

昌黎井水温2014年1月开始转折下降。自2014年1月1日至2015年9月13日下降0.214℃。9月14日昌黎4.3级地震时，昌黎水温同震上升，之后平稳变化(图5)。

4.4唐山井水位异常

唐山矿水位2014年8月至2015年8月经历了一个升降过程，特别是2015年6至7月下降速率较快，之后发生此次4.2级地震，震后水位恢复平稳形态(图6)。

图3昌黎地电阻率整点值观测曲线

图4　2015年以来昌黎气氡观测曲线

图5　2014年以来昌黎井水温分钟值曲线

图6　唐山井水位日均值曲线

5　讨论及结论

(1)昌黎4.2级地震是1976年唐山7.8级地震的晚期余震衰减过程中的正常活动。2012年唐山古冶发生4.8级地震，余震震级水平较过去有所上升。唐山老震区的ML4.0级地震具有2年左右的准周期，2014年10月14日在滦县已经发生ML4.0级地震，不到1年又发生此次4.2级地震，地震频度有所增强，可能预示老震区的中等地震活动有上升趋势。

(2)2014年以来，唐山老震区的小震呈活跃趋势，特别是东部地区卢龙断裂和滦县—乐亭断裂交汇部位形成集中活动区，东部地区的震情发展值得关注。

(3)昌黎4.2级地震前测震学参数存在背景性异常。此次地震前，2级地震频度出现高值回落、缺震出现低值回升变化。上述参数变化与过去震例情况吻合。

(4)该昌黎4.2级地震前，昌黎台有很好的异常显示，该台地电阻率、气氡、 水温都记录到了异常。周边的唐山井也有异常显示。前兆异常以短期异常为主，具有一定短临性。这种同一台站不同观测集中出现的异常，在今后的预报研究中值得关注。

感谢河北省地震局王晓山副研究员在计算震源机制解方面给予的帮助。

[1]张肇诚, 罗咏生, 郑大林,等.1976年7月28日河北省唐山7.8级地震[C]//中国震例(1976～1980):59-103.

[2]万永革, 沈正康, 刁桂苓,等.利用小震分布和区域应力场确定大震断层面参数方法及其在唐山地震序列中的应用[J].地球物理学报, 2008, 51(3):793-804.

[3]张跃刚, 王玉珍, 尹宝军,等. 2012年5月28日河北省唐山市4.8级地震[J].中国地震, 2013, 29(2):219-229.

[4]陈建国, 张学民,等. 地电阻率的多年动态和中长期异常判定方法的优化研究[J].山西地震, 2004(3):25-28.

ANALYSIS OF CHANGLIMs4.2 EARTHQUAKE IN 2015 IN HEBEI PROVINCE

LI Hui1, ZHANG Yuegang2, XU Chunfang3, YU Yanhong4, SONG Zhigang1，ZHANG Xiao1,GUO Yaya4

(1.BaodingCentralSeismicStation,EarthquakeAdministrationOfHebeiProvince,Baoding071200,China;2.EarthquakeAdministrationOfHebeiProvince,Shijiazhuang050021,China; 3.ScienceAndTechnologyBureauOfChengdeCity,Chengde067000,China； 4.ChengdeCentralSeismicStation,EarthquakeAdministrationOfHebeiProvince,Chengde067000，China)

ChangliM4.2 earthquake occurred on Sep. 14, 2015 in Qinhuangdao City. The Geological background, earthquake sequence type, focal mechanism solution, seismicity and precursor anomaly of the earthquake are analyzed, and their characteristics are discussed in the apaper.

ChangliM4.8 earthquake; Seismic and geologic background; Focal Mechanism; Precursory anomalies

2016-01-29

李慧(1984—)，女，河北安国人，现主要从事地震前兆观测工作。E-mail: lihui8410@sina.com。

P315.5

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1005-586X(2016)03-0021-07