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甘肃中东部地区新增补的几次中强历史地震
甘肃中东部地区新增补的几次中强历史地震
雷中生*1) 袁道阳1,2) 葛伟鹏1,2) 张俊玲1)
1)中国地震局兰州地震研究所,兰州730000
2)中国地震局地震预测研究所兰州科技创新基地,兰州730000
 [收稿日期]: 2010-03-24
摘要

在甘肃中东部地区进行历史地震资料考证和野外实地调查过程中,新整理了7次中强历史地震的史料。根据综合分析及类比的原则和方法,初步确定或修订了各次地震的基本参数,为深入分析该地区的地震构造活动提供了新的资料和线索。


引言

甘肃中东部地区位于青藏活动块体东缘,南北强震构造带中北段,其构造活动强烈。该区发育了多条晚第四纪活动断裂带,历史上及现今地震活动较为频繁,曾发生过如143年甘谷西7级地震(袁道阳等,2007)、734年天水7级地震(雷中生等,2007)、1352年会宁7级地震(吕太乙等,1994)、1654年天水南8级地震和1718年通渭7½级地震(刘百篪等,1984)等。那么,该地区是否还有中强地震活动记录呢?最近,作者在甘肃中东部地区进行历史地震资料考证和野外实地调查过程中,新整理了几次中强历史地震的史料,其中记载了甘肃中东部地区一些中强历史地震的震害情况,为深入分析该地区的地震构造活动提供了新的资料和线索。

1 新增补的中强历史地震
1.1 1371年1月29日渭源县北地震
1.1.1 地震史料

据《明史•五行志》、《太祖实录》、《明史稿》、《国榷》等记载(国家地震局兰州地震研究所,1989):洪武“四年正月己丑(1371年1月29日),巩昌、临洮、庆阳属县地震”。考虑到临洮、巩昌二府紧连,而庆阳府离这两府很远,中间还隔有固原府和平凉府,所以这条史料可按巩昌、临洮府地震和庆阳府地震处理。本文仅讨论巩昌、临洮府一带地震。

1.1.2 地震参数的确定

(1)震中位置的确定

明代巩昌府治今陇西县城,管辖会宁、安定(今定西市安定区)、通渭、陇西(府治)、漳县、宁远(今武山)、秦安、伏羌(今甘谷)、秦州(今天水市秦城区)、清水、礼县、西和、成县、两当、徽州(今徽县)、阶州(今武都)、文县。临洮府管兰州、金县(榆中)、狄道(今临洮城,府治)、渭源、河州、归德所(今青海贵德)。两府管辖面积大,所辖州县也多。两府属县同时地震,我们认为应是两府相邻的几个县地震,也应是震中所在。临洮府与巩昌府相邻的县有狄道(府治)、渭源、金县(榆中);巩昌府与临洮府相邻的县有安定(定西)、会宁、陇西(府治)、漳县。从图1可看出,渭源县正位于两府府治的交界地带,介于两府治中间,且渭源县无破坏记载。考虑光绪《通渭县新志》还记有“明太祖四年(通渭)地震”,所以震中可能在渭源县以北的北寨镇一带,即35.3°N,104.3°E,精度4类,震中误差100km。震中区为人烟稀少的山区。

图 1公元1371年渭源北地震有感区 Fig. 1The feeling area of earthquake in 1371 A.D. in north Weiyuan

(2)震级的确定

1371年1月29日渭源北地震没有破坏记载,史料只笼统记到两府属县地震,并没有给出具体地震有感的县。所以我们仅大致圈定两府相邻的县为有感区,其几何中心为震中区。从图1中可看出,两府府治所在的狄道和陇西,距震中直线距离均在40km左右。光绪《通渭县新志》记到通渭有感,通渭距震中直线距离约100km。按中国西部4度等效圆半径R(km)与震级M的关系(国家地震局震害防御司,1995):M=1.68logR+2.24,计算得M=5.6;而按历史地震烈度、震级简表(顾功叙,1983),震级在5级。因此,综合评定本次地震震级为5¼级比较适宜。

1.2 1483年3月28日陇西东地震
1.2.1 地震史料

据《成化实录》卷237页2记载(国家地震局兰州地震研究所,1989):成化十九年二月甲戌(十一日),即公元1483年3月28日“陇西伏羌县地震。”该卷页6还记到,“是月,陕西西安、巩昌二府,岷州卫、靖(静)宁州俱地震。”由于这次地震无破坏记载,所以过去各地震目录均未采用。

1.2.2 地震参数的确定

(1)发震时间的确定

根据《成化实录》的二条记载,虽然页6的史料只记到“是月地震”,考虑到甘谷距陇西(巩昌府治所)较近,又处于陇西到西安之间,可能为一次地震。所以该次地震的发震时间可定为1483年3月28日,即成化十九年二月甲戌(十一日)。

(2)震中位置的确定

根据历史地震震中位置确定的原则,震中应位于陇西、甘谷、静宁、岷县4个有感点的中心地区,即陇西县东,35.0°N,105.0°E,震中精度3类,误差50km(图2)。

图 2 公元1483年陇西地震和1491年天水西地震有感区 Fig. 2The feeling areas of earthquake in 1483 A.D. in Longxi and 1491 A.D. in western Tianshui

(3)震级的确定

据《成化实录》记载,本次地震时,除巩昌府外,西安府也在本月发生了强有感地震,考虑到西安府距巩昌府较远,而且中间还夹有凤翔府,而凤翔府及府治所在地今陕西凤翔县并没有地震发生的记载。所以认为,西安府的有感地震可能是陇西地震当月的单独一次地方性地震。因而,本次地震有感记载最远的是静宁、岷县,两地距震中直线距离均在110km左右。根据历史地震烈度、震级简表(顾功叙,1983),震级约为5—5¼级;而根据我国西部4度等效圆半径R(km)与震级M的关系式(国家地震局震害防御司,1995):M=1.68logR+2.24,计算可得M=5.6。

考虑到离震中最近的陇西、甘谷均无破坏记载,综合评定1483年3月28日陇西地震的震级为5¼级。

1.3 1491年11月7日天水西地震
1.3.1 史料记载

据《弘治实录》卷55页5和《国榷》卷41页2623记载(国家地震局兰州地震研究所,1989):弘治四年九月庚子(二十七日)即1491年11月7日,“陕西秦州及宁远、伏羌、礼三县地震,声如雷,房屋震动。”由于该条史料没有破坏记载,所以过去各地震目录均未收用。

1.3.2 地震参数的确定

(1)震中位置的确定

本次地震没有破坏记载,根据中国历史地震震中位置确定的原则(国家地震局震害防御司,1995),震中应在秦州、宁远、甘谷、礼县4个有感点的中心部位。大致位于天水西伏羌(今甘谷)和礼县之间,即34.5°N,105.4°E,精度3类,误差50km(图2)。

(2)震级的确定

本次地震最远有感点为武山,距震中直线距离约55km。根据历史地震烈度、震级简表(顾功叙,1983),震级可定为4¾级;而根据中国西部4度等效圆半径R(km)与震级M的关系式:M=1.68logR+2.24,计算可得M=5.1。综上所述,1491年天水西地震震级可定为4¾级。

(3)余震活动

1491年11月7日地震后不到2年内,礼县又发生2次强有感余震。1492年8月15日地震有声;1493年7月4日地震有声如雷,动摇屋宇。这说明1491年11月7日地震后,震区内仍有弱震在活动,其中1493年7月4日的余震可达到4级左右,这也印证了1491年11月7日震级的确定是可信的。

1.4 1511年8月30日礼县西地震
1.4.1 地震史料

据《正德实录》卷77页9、《国榷》卷48页3006记载(国家地震局兰州地震研究所,1989):正德六年七月乙亥(二十七日),即公元1511年8月30日,“陕西成县、礼县、洮洲卫,四川绵州俱地震。”由于此条地震无破坏记载,所以过去各地震目录中均未收录。

1.4.2 地震参数的确定

(1)震中位置的确定

从史料记载得知,本次地震成县、礼县、洮州卫(今临潭县新城)及四川绵州(今绵阳)有震感,考虑到绵阳离震中较远,而绵州到震中中间还夹有阶州、龙安府等州府,这些地方均无地震有感记载,所以存在一定的不确定性,应按单独一次地震处理。成县、礼县、洮州卫三县,虽然距离较近,但洮州卫与成县、礼县中间有岷洲卫,而岷洲卫无地震记载,所以震中应在成县、礼县、洮州卫三地的几何中心稍偏于礼县一侧,即礼县西,34.1°N,104.9°E,震中精度4类,误差100km(图3a)。

(2)震级的确定

本次地震有感半径为170km,根据历史地震烈度、震级简表(顾功叙,1983),震级约为5¼—5¾级;而根据中国西部4度等效圆半径R(km)与震级M的关系式(国家地震局震害防御司,1995):M = 1.68logR + 2.24,计算可得:M = 6.0。

图 3 公元1511礼县西地震和1740年定西、会宁西地震有感区图 Fig. 3The feeling areas of earthquake in 1511 A.D. in western Lixian and 1740 A.D. in Dingxi and western Huining

考虑到震中附近的岷洲卫、巩昌府等地无有感记载,所以综合评定震级为5½级。

1.5 1620年冬西和县北地震
1.5.1 1620年冬西和县北地震史料

最近,作者在甘肃陇南地区进行历史地震考察时,在陇南市政协文史委员会副主任罗维东编著的《石海觅踪》和《西和县志》(西和县志编纂委员会,1997)中均查到西和县大柳乡凤凰山补修圣母地师金像后所立的《百世流传》碑。该碑说:“凤凰仙山者,西礼之胜境也,……相传起自西汉,德感昭彰,宏恩丕显陇南。代远年湮,重建之功累兴。风锁目铄,补革之举频仍。近因庚申仲冬,地震非常,庙宇神像无复完全。尔时坛教盛行,阁坛士庶,鸠工并集,不数年间,焕然维新……天启岁次乙亥年三月下浣谷旦敬立”。碑中所说的庚申年应为明光宗泰昌元年(1620年);碑中记立碑的时间是天启乙亥年,但经作者查对,赵开化《中华万年历》,天启仅为7年,无乙亥年,只有乙丑年,即天启五年,1625年,离地震仅隔5年。从碑文“不数年间”,估计乙亥年应是乙丑年之误,所以立碑时间是1625年。由于碑文是在陇南市查得,陇南距西和较远,且凤凰山在县城之北25km的大柳树乡东南,所以未能到现场考察拍照。该碑文所记史料为新增史料。

1.5.2 地震参数的确定

(1)地震时间的确定

按《百世流传》碑所记,地震发生在庚申年,即明光宗泰昌元年仲冬,也就是1620年冬。

(2)震中位置的确定

由于只有凤凰山一个震害点,所以震中只能定在西和县东北凤凰山,即大柳乡东南,距县城直线距离20km,34.1°N,105.4°E,精度3类,误差50km(图3b)。

(3)震级和震中烈度的确定

对于震害,由于碑文只记有“地震非常,庙宇神像无复完全”几个字,所以评定烈度有一定困难。“无复完全”也就是地震后庙宇和神像都遭到破坏,没有完整者。根据历史地震烈度、震级简表(顾功叙,1983),烈度可定为7—8度。考虑本次地震影响面积不大,烈度定为7度。

根据西部烈度和震级的经验关系式(国家地震局震害防御司,1995):MS=0.605I0+1.376,计算结果为MS=5.61级。综合评定地震震级M为5½级。

1.6 1740年9月13日定西地震和1740年9月19日会宁西地震
1.6.1 地震史料

乾隆五年八月初六日,甘肃布政使徐杞的奏折说(谢毓寿、蔡美彪,1987):“七月二十三日戊时,兰城微动。是夜,兰州府属之河州、狄道州,平凉府属之静宁州地方,俱亦微动。二十九日未时,兰城及静宁州又微动一次。臣节经细查,各乡房屋人畜俱无伤损。”根据这条奏折可知,乾隆五年七月二十三日戌时(1740年9月13日19时—21时)和二十九日未时(9月19日13时—15时)兰州东南地区连续发生2次中强地震。9月13日受地震波及兰州、静宁、河州(临夏)、狄道(临洮)等地有感。9月19日受地震波及兰州、静宁有感。由于奏折说“各乡房屋人畜俱无伤损,”所以过去各地震目录均未收用。

1.6.2 地震参数的确定

(1)震中位置的确定

① 1740年9月13日地震震中位置的确定

1740年9月13日地震波及兰州、临夏、临洮、静宁有感,所以震中应在四州县地理位置的中心部位,即定西北,35.7°N,104.5°E,精度3类,误差50km(图3a)。

② 1740年9月19日地震震中位置的确定

本次地震只记到兰州、静宁有感,所以震中稍偏于东北,在今会宁县西,即35.8°N,104.8°E,精度3类,误差50km(图3a)。

(2)震级的推算

① 1740年9月13日地震震级的推算

本次地震距震中最远有感点静宁的直线距离约180km,按历史地震烈度、震级简表(顾功叙,1983),震级可定为5¼—5¾级;而根据中国西部4度等效圆半径R(km)与震级M的关系式(国家地震局震害防御司,1995):M = 1.68logR + 2.24,计算可得M = 6.0。

考虑到安定(定西)、会宁、金县(榆中)等县无有感记载,所以综合评定9月13日地震震级为5½级。

② 1740年9月19日地震震级的推算

本次地震平均有感半径140km,按历史地震烈度、震级简表(顾功叙,1983),震级可定为5¼—5¾级;而根据中国西部4度等效圆半径R(km)与震级M的关系式(国家地震局震害防御司,1995):M = 1.68logR + 2.24,计算可得M = 5.85级。考虑到震中附近的会宁、定西无有感记载,综合评定9月19日地震震级为5级。

2 强震活动综合分析

根据上述研究结果,可将甘肃中东部地区新增补的7次中强历史地震归纳为表1和图4。

表1 甘肃省中东部地区新增加的中强地震简目 Table 1 Catalog of newly added moderate -strong earthquakes in eastern and central region of Gansu province

F1:马衔山北缘断裂;F2:会宁-义岗断裂;F3:通渭断裂;F4:西秦岭北缘断裂;F5:临潭-宕昌断裂;F6:礼县-罗家堡断裂

图 4 甘肃中东部地区新增中强地震震中分布图 Fig. 4Distribution of newly added moderate-strong earthquake epicenters in eastern and central Gansu province

从图4可见,上述7次地震多位于本区的马衔山北缘断裂、会宁-义岗断裂、通渭断裂、西秦岭北缘断裂和礼县-罗家堡断裂等主干活动断裂带周缘或其附近,这些地区存在发生中强地震的可能性,同时与各条断裂的最新构造活动有关。在时间上,上述地震主要介于1352年会宁7级地震、1654年天水南8级地震和1718年通渭7¼级地震之间,这可能与该时段甘肃中东部地区强震活动频繁密切相关,是上述7级以上大震活动期间的调整性中强地震活动。

3 结论及讨论

根据重新整理的地震史料,在甘肃中东部地区新增加了7次中强历史地震。根据对各次地震史料的综合分析及实地考证、考察结果,初步确定了上述各次地震的基本参数。上述7次地震的震级在4¾—5½级左右,反映了甘肃中东部地区在明末清初存在较为活跃的中强地震活动。目前南北地震带中北段又进入了新的强震活跃期,因此,除了关注本区主干活动断裂带上的大震危险性之外,该区的中强以上地震活动仍然值得关注。

参考文献
[1]国家地震局兰州地震研究所,1989.甘肃省地震资料汇编. 北京:地震出版社 [本文引用:4次]
[2]国家地震局震害防御司,1995.中国历史强地震目录. 北京:地震出版社 [本文引用:7次]
[3]顾功叙主编,1983.中国地震目录(公元前1831—1969年). 北京:科学出版社 [本文引用:7次]
[4]雷中生,袁道阳等,2007.734年天水7级地震考证与发震构造分析. 地震地质, 29(1):51—62.[本文引用:1次]
[5]吕太乙,万夫领等,1994.会宁-义岗活动断裂带与1352年会宁7.0级地震. 见:中国活动断层研究. 北京:地震出版社, 42—47.[本文引用:1次]
[6]刘百篪,周俊喜等,1984.1718年通渭地震和1654年天水地震地区航空照片判读. 地震科学研究(1985年改名:中国地震), (1):1—7.[本文引用:1次]
[7]西和县志编纂委员会,1997.西和县志, 西安:陕西人民出版社 [本文引用:1次]
[8]袁道阳,雷中生等,2007.对143年甘谷西7级地震史料的新见解. 西北地震学报, 29(1):58—63.[本文引用:1次]
[9]谢毓寿、蔡美彪1987.无参考文献 [本文引用:1次]


The Newly Added Middle-Strong Historical Earthquakes in Eastern and Central Region of Gansu Province
Lei Zhongsheng*1), Yuan Daoyang1,2), Ge Weipeng1,2) and Zhang Junling1)
1) Lanzhou Institute of Seismology,China Earthquake Administration,Lanzhou 730000,China
2)Lanzhou Base of Institute of Earthquake Science,China Earthquake Administration,Lanzhou 730000,China
Abstract

In the study of historical earthquake data and field investigation in eastern and middle region of Gansu province, we collected some new data of seven moderate-strong historical earthquakes. By comprehensive analysis and comparison, we determined the basic parameters of each earthquake, and provided new data to analysis of the seismic-tectonic activity in this region.



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甘肃中东部地区新增补的几次中强历史地震
雷中生*1) 袁道阳1,2) 葛伟鹏1,2) 张俊玲1)
《震灾防御技术》, DOI:10.11899/zzfy20100305