据内蒙古自治区地震台网测定:2015年4月15日15时39分,在内蒙古阿拉善左旗发生MS 5.8地震,微观震中为 (39°48′N,106°18′E),宏观震中位于乌兰布和沙产业生态示范区巴彦木仁苏木与阿拉善左旗吉兰泰镇之间,极震区烈度为Ⅶ度,长轴17 km,展布方向北东东,短轴9 km,面积约126 km2。本次地震共造成内蒙古自治区5个旗 (区) 受灾,灾区 (Ⅵ度区及以上) 总面积约5 030 km2,包括阿拉善盟的阿拉善左旗、阿拉善经济开发区、乌兰布和沙产业生态示范区及鄂尔多斯市鄂托克旗,乌海市海勃湾区经济损失严重。
MS 5.8地震发生在鄂尔多斯块体西北边缘,吉兰泰断陷盆地北端。震中位于阴山东西向构造带、阿拉善弧形构造带和南北构造带等多组活动构造带的交接复合部位。鄂尔多斯块体6级以上地震均发生在块体周边活动构造带内,震源机制、地应力和断层滑动矢量测量等得到的主压应力方位为NE和NEE向,与控制块体周边活动构造的区域应力场一致,主要与青藏块体的NE向挤压作用相关 (国家地震局《鄂尔多斯周缘活动断裂系》课题组,1988;邓起东等,1999)。在本次MS5.8地震发生前,1976年9月23日巴音木仁曾发生M 6.2地震 (曹刚,2001)。根据现代仪器记录,从1970年起,该区及周围共发生M 4.0以上地震11次,最大为1976年巴音木仁M 6.2地震。
内蒙古区域地震台网经过“九五”“十五”和“十一五”建设,地震监测能力显著提升 (刘芳等, 2013, 2014)。本文基于Hyposat定位方法,获得MS 5.8地震序列精确定位结果,并对其分布特征、序列时序特征进行分析。通过对地震序列类型的判断、震源机制以及烈度考察极震区长轴方向的资料研究,对本次地震的序列特征进行了分析。
1 地质构造阿拉善左旗MS 5.8地震震中位于鄂尔多斯块体西北边缘,吉兰泰断陷盆地北端,震源区地质构造见图 1。从图中可见,主要断裂包括东西向巴彦木仁断裂、东西向磴口-徐力斯特断裂、东西向和屯-本井断裂、北东东向磴口-本井断裂等。阿拉善隆起区在地质历史上经多次复杂的构造变动,但基本构造格架由中生代印支和燕山运动形成。古近纪以来,受喜山运动强烈影响,阿拉善地块急剧抬升,断裂活动加剧,雅布赖山前断裂、巴彦乌拉山东缘断裂均错断第四系。阿拉善隆起区地震活动较频繁,M 4.8以上地震主要发生在隆起区北部,受阿拉善北缘断裂控制。
磴口-本井断裂为物探推测的隐伏活动断裂,走向北东,长约120 km,是吉兰泰断陷盆地东南边界断裂。重力异常显示,该断裂为北东向梯级带。第四纪以来,该断裂垂直差异活动明显,对盆地东缘第四系沉积起重要控制作用,断裂北段与东西走向的二个井-三个井隐伏断裂交汇区,地震活动强烈,1976年巴音木仁M 6.2地震即发生在该构造部位①。
① 《内蒙古阿拉善左旗MS 5.8地震现场科学考察报告》,2015,内蒙古自治区地震局。
2 余震记录及台站分布内蒙古阿拉善左旗MS 5.8地震发生后,根据内蒙古测震台网记录结果,截至2015年4月22日08时,共记录余震129次 (不含主震),最大余震为4月15日15时ML 4.5地震。其中:ML 0.0-0.9地震17次;ML 1.0-1.9地震91次;ML 2.0-2.9地震16次;ML 3.0-3.9地震3次;ML 4.0-4.9地震2次。
MS 5.8地震震源区附近分布有内蒙古自治区及邻省地震台网13个地震台站,见图 2。其中:距主震震中100 km范围内有2个台站,150 km范围内有4个台站,其余7个台站距主震震中均超过150 km,震中区域监控能力 (定位地震) 震级下限为ML 1.0。
MS 5.8地震发生在河套断陷,该区域是内蒙古中强地震集中地区,历史上发生多次中强地震 (李孟銮等,1979;曹刚等,1990;曹刚等,1990;阎海滨等,2000;徐建德,2000;李祥等,2000;刘芳等,2006),地震类型兼有主余型、多震型和孤立型,总体以主余型和孤立型为主,多震型地震较少 (表 1)。MS 5.8地震具有该区域地震类型特征,为主余型地震类型。2015年4月15日-4月22日MS 5.8主震及余震时序分布见图 3,可以看到,地震序列衰减正常,主余型地震特征较为明显。
依据内蒙古地震台网记录数据,采用地震台网JOPENS定位软件,对MS 5.8地震序列中59个可定位地震使用Hyposat定位方法进行定位,定位走时残差RMS≤0.5。为了保证定位结果准确可靠,选取4个以上台站数据进行定位,地震序列分布见图 4。从图 4可见,序列整体分布较集中,余震基本发生在主震周围,且主震和最大余震 (4.0级) 均位于震源体中心位置,序列主体呈北东东向展布。地震序列主体分布区域东界距磴口-本井隐伏活动断裂垂直距离约8 km,且主体区延伸方向与该断裂走向基本一致。
MS 5.8地震灾区外边界以房屋建筑基本完好和轻微破坏区域为界,灾区边界的确定考虑烈度Ⅵ度区范围及地震直接经济损失破坏地区,极灾区的确定考虑2个因素:地震破坏严重地区及烈度Ⅷ度区范围。根据实地访问与调查,确定MS 5.8地震的极震区位于阿拉善左旗乌兰布和沙产业生态示范区巴彦木仁苏木和阿拉善左旗吉兰泰镇交界处,烈度Ⅶ度,具体烈度分布见图 5。由图 5可见:Ⅶ度区等震线形状呈椭圆形,位于乌兰布和沙产业生态示范区巴彦木仁苏木和阿拉善左旗吉兰泰镇交界处,长轴17 km,短轴9 km,面积约126 km2;Ⅵ度区范围西自阿拉善左旗吉兰泰镇政府,东至乌海市海勃湾区西部,北自乌兰布和沙产业生态示范区巴彦木仁苏木和平村南,南至阿拉善经济开发区乌斯太镇茫来村北,长轴90 km,短轴62 km,面积约4 904 km2。
阿拉善左旗MS 5.8地震发生后,内蒙古地震台网依据48个台站的事件波形 (其中:中国地震科学台阵探测项目19个台阵、内蒙古地震台网7个、甘肃省13个、宁夏9个),采用矩张量反演CAP方法、P波初动方法,反演得到2015年4月15日15时39分MS 5.8级主震、2015年4月15日15时44分最大余震M 4.0地震的震源机制解 (图 6,表 2)(韩晓明等,2015)。反演结果显示,主震断层节面Ⅰ:走向180°,倾角61°,滑动角174°;节面Ⅱ:走向273°,倾角85°,滑动角29°,主压应力方向为NEE方向;P轴方位角43°,倾角16°;T轴方位角140°,倾角24°。主震应为左旋走滑型地震,略带逆冲分量。节面Ⅱ为发震破裂面,倾向NEE,走向与地震序列震中分布NEE延展方向接近 (孙加林,1979;王鸣等,1992;王俊国等,2005;胡幸平等,2008;郑勇等,2009;刘芳等,2009;刘芳等,2010)。
通过对2015年4月15日内蒙古阿拉善左旗MS 5.8地震参数、序列特征和震源机制解方面的分析研究,得到以下结论。
(1) 此次地震发生在河套断陷区域,该区是内蒙古中强地震集中区,历史上发生多次中强地震,地震类型兼有主余型、多震型和孤立型,以主余型和孤立型为主,多震型地震较少。MS 5.8主震及余震时序分布显示,地震序列衰减正常,主余型地震特征较为明显。
(2) 地震序列整体分布较集中,余震基本发生在主震周围,且主震和最大余震均位于震源体中心位置,序列主体呈NEE向展布。
(3) 主震及较大余震震源机制解结果表明,主震为左旋走滑型地震,略带逆冲分量。节面Ⅱ为发震破裂面,倾向NEE,走向NEE,与地震序列震中分布延展方向接近。
(4) MS 5.8地震震源区北受东西向巴彦木仁断裂、磴口-徐力斯特断裂控制;南临东西向和屯-本井裂;西邻北东向巴彦乌拉山山前断裂、巴音木仁断裂;东受北东向磴口-本井断裂、贺兰山东麓断裂影响,且震源区东界紧靠磴口-本井断裂,垂直距离约8 km,地震序列主体区延伸方向与该断裂走向基本一致。
综合认为,依据地震序列精确定位分布特征、主震震源机制节面Ⅱ的走向、烈度考察极震区长轴方向、震源断层拟合结果以及震源体附近的区域地质构造,综合判定磴口-本井隐伏活动断裂为阿拉善左旗MS 5.8地震的发震构造。
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