0 引言

2016年6月23日8时37分在河北省张家口市尚义县发生M_S 4.0地震，震源深度14 km，极震区人口密度约每平方千米24人，海拔约1 230 m。观测仪器震中位于尚义县善马群村附近，距尚义县约24.37 km，距兴和县约27.53 km，距怀安县约36.29 km，距张家口市约60 km。地震发生后，河北省地震局依据《河北省地震局地震应急预案》，立即启动Ⅲ级应急响应进入应急状态。

灾情收集组对震中附近尚义县(南壕堑镇、红土梁镇、小蒜沟镇、套里庄乡、甲石河乡、下马圈乡)和怀安县(柴沟堡镇、左卫镇、西沙城乡、王虎屯乡、第三堡乡)等11个村、镇防震减灾助理员进行电话调查，了解震害及居民反映。现场工作队对震中附近的红土梁镇、小蒜沟镇、甲石河乡等村镇进行现场调查。本文着重分析此次尚义M_S 4.0地震震害特征与烈度分布，初步揭示地震的孕震构造环境及发震断层，为首都圈防震减灾事业提供参考。

1 构造背景与地震活动

尚义县在新构造划分上属于晋冀蒙断块隆起区，新构造运动具有明显的分区性，表现出继承性和新生性特点，各新构造单元特征简介如下。燕山断隆(Ⅰ₁)为燕山期以来强烈隆起区，总体走向自西向东由EW向转为NE向。古近纪西部有一定构造活动，曾发生大面积基性岩喷发，形成汉诺玄武岩(刘若新等，1992)。新近纪以来整体隆升，内部差异活动微弱，以发育小型山间盆地为特征。区内构造线和山体走向西部近EW向，东部逐渐转为NE向。第四纪以来，河谷中发育3—4级阶地，隆起区南缘形成NW向张家口—渤海断裂带，构造活动明显增强。鄂尔多斯断隆(Ⅰ₂)主体部分是华北断块区内长期稳定的构造单元，新生代以来，隆起区主体缓慢抬升，现今海拔约1 000 m，构造、地震活动微弱，无6级以上地震发生，主要差异运动和地震活动均发生在隆起区周缘的断陷盆地带。山西断陷带(Ⅰ₃)北部位于本区，该带是华北断块区新构造活动强烈地带，强震活动频繁，带内共发生7.0—7.9级地震4次，6.0—6.9级地震23次。

2016年6月23日M_S 4.0地震发生在鄂尔多斯断块隆起、燕山断隆和山西断陷带3个次级新构造单元交界地带，可能与地震附近的NWW向、NE向构造相关(图 1)。

尚义M_S 4.0地震震中150 km范围内强震具有明显分区性。强震主要分布在山西地震带和张家口—渤海地震带，西北部无强震分布，距此次地震较近的大震为1998年河北张北6.2级地震(约25 km)和1628年河北怀安西洋河堡$6{}^{1}\!\!\diagup\!\!{}_{2}\;$级地震(约31 km)；震中25 km范围内发生的小震主要呈带、团分布在1998年张北6.2级地震附近区域，小震密集带距此次地震最近约3 km；震中5 km范围内小震分布稀疏，无明显规律。

2 地震参数

据河北省地震台网测定，尚义M_S 4.0地震的发震时刻为北京时间2016年6月23日8时37分34秒，微观震中位于(40.96°N，114.2°E)，即位于尚义县红土梁镇善马群村附近，震源深度14 km。

2.1 震源机制解

利用格点尝试法计算初动机制解，震源机制解见图 2，计算结果见表 1，其中：节面Ⅰ走向266°，倾角69°，滑动角-18°；节面Ⅱ走向3°，倾角73°，滑动角-158°；P轴方位225°，倾角27°；T轴方位134°，倾角2°；B轴方位39°，倾角63°，矛盾比0。

本次地震震源机制解与区域现代构造应力场方向(谢富仁等，2007；李瑞莎等，2008；张红艳等，2009)一致，受NEE—SWW向挤压、NNW—SEE向拉张的水平构造应力作用，应力结构为走滑型。

2.2 余震序列

余震时空分布特征对于认识断层活动规律能够提供重要地震学证据(张广伟等，2014)。此次M_S 4.0地震主震能量较集中，地震发生后1天内发生约8次余震(表 2)，震级较低，最高1.5级，呈跳跃式分布，表现为：第1个最大余震向北转移约31.22 km，后向南转移，几乎在主震同一纬度线上接连发生5次余震，然后向北、向南转移至趋于平静。由图 1可见，余震及主震主要分布在尚义—平泉断裂南侧，且余震在该断裂两侧15—20 km范围内均呈NWW向展布，EW向跨越约24 km，NS向跨越约38 km。

3 地震烈度 3.1 烈度划分原则

依据《地震现场工作大纲和技术指南》，以《中国地震烈度表》(GB/T 17742—2008) 为烈度评定标准，根据地震震级与烈度的对应关系，现场重点调查建筑物破坏情况、被调查人的感觉和器物反映等。影响建构筑物破坏的因素包括建构筑物类型、地基基础、建构筑物年代等。此次M_S 4.0地震极震区为经济发展相对落后的城镇及农村，建筑物多为砖混、砖木及土坯结构房屋，抗震性能较差，人口密度相对较低。本次考察任务是划分Ⅴ度区范围。烈度为Ⅴ度的主要标准为：室内绝大多数人有感觉，室外多数人有感觉，多数人梦中惊醒。大多数房屋门窗、屋顶、屋架颤动作响，个别房屋墙体出现裂缝，个别屋顶烟囱掉砖，不稳定器物摇动或翻倒。

3.2 现场调查及烈度评定

此次M_S 4.0地震震级较小，有感范围不大，主要对震中区附近开展现场调查及烈度评定工作。本次共调查8个自然村，建筑主要以砖混、砖木和土坯房等结构类型为主。调查发现，榆树湾、红土梁村震害较严重，见图 3，其他村落震害情况见表 3。据现场烈度考察，尚义县红土梁乡榆树湾村破坏更为严重，位于观测仪器震中西侧约3 km，即(40.96°N，114.17°E)。

(1) 榆树湾村人、器物、构筑物及动物感应如下：① 人：室内、室外人均有中等的晃动感觉，睡觉的梦中惊醒，室外劳作的感到中等的晃动，能够站稳，无抛起感，听到空中有飞机扔炸弹似的中等的地声；② 器物：玻璃窗晃动厉害，发出哗哗声响，个别家中玻璃破损。室内摆放器物晃动厉害、有掉地现象；室外电线杆，大卡车晃动厉害，大卡车在地震作用下发生滑动；③ 构筑物：石头砌的无泥土、无水泥胶结简易厕所倒塌，土坯房屋遭轻微破坏，某些房屋出现原有裂缝加宽、产生新的小裂缝、墙角开裂及屋顶白灰墙皮掉落现象。

根据震害现象及反应，初步判定该村地震烈度为Ⅴ。

(2) 红土梁村。居民反映震感强烈，土坯房外墙、窗台有裂缝，土坯围墙发生倾斜，屋顶掉灰，个别房屋房顶将要脱落，土坯房破坏70%—80%。根据震害现象及反应，初步判定该村地震烈度为Ⅴ。

3.3 电话调查及烈度评定

灾情收集组对地震周边11个村、镇(南壕堑镇、红土梁镇、小蒜沟镇、套里庄乡、甲石河乡、下马圈乡和怀安县柴沟堡镇、左卫镇、西沙城乡、王虎屯乡、第三堡乡等)的防震减灾助理员进行电话调查。据居民反映，上述村镇均有不同程度震感，其中红土梁镇震感强烈，地震烈度初判为Ⅴ度，其他调查点均在Ⅴ度区外，距震中越远震感越弱。结合现场调查点，绘制尚义M_S 4.0地震烈度Ⅴ度区，见图 4。

3.4 烈度评定结果

此次M_S 4.0地震东西向震感强烈，西至内蒙古兴和，东至张家口市区，极震区亦是东西向村庄震感相对强烈。震区最高烈度为Ⅴ度，主要集中于震中5—8 km范围，建构筑物、器物、人均有强烈震感。调查发现，Ⅴ度区长轴方向为NWW向，长约11 km，短轴方向为NE向，长约8 km。Ⅴ度区长轴方向与震源机制解方向和区域主要构造方向一致，说明地震烈度划分可靠。推测与区域应力方向及所处构造延伸有关，该方向应力集中，地质块体相对薄弱，增强了地震破坏反应。

此次地震有感范围较广，但震害轻，地表无裂缝、无人员伤亡，无大牲畜伤亡，沿途道路畅通，未见明显滑塌，群众生活稳定，无恐慌情绪，未出现地震谣传。

4 地震构造特征

尚义M_S 4.0地震发生在张家口—渤海构造带与山西构造带交汇区的张家口地区，区内NE、NW、NWW向断裂发育，互相切割，构成此次地震的构造环境。尚义—平泉断裂横贯研究区，断裂以北发育大片汉诺贝玄武岩(刘若新，1992)，1998年张北6.2级地震亦发生在玄武岩覆盖区，卫星影像显示，该区地壳内部发育NE向大满—前黑沙土和NNW向庙东营—大营滩2条隐伏断裂(徐锡伟等，1998；郑秀芬等，1998)。尚义—平泉断裂以南活动构造发育，主要分布在山西断陷带，涉及张家口断裂、洗马林—水泉断裂、怀安盆地北缘断裂，均为晚第四纪活动断裂。张家口断裂西侧与尚义—平泉断裂在此次M_S 4.0地震震中附近合并。地震位于尚义—平泉断裂南侧，张家口断裂和洗马林—水泉断裂西侧延长线上，大满—前黑沙土西南侧延长线上，震中附近中生代地层发育一系列NWW和NE向互相切割、规模较小的断裂，使得基岩块体完整性较差。

尚义—平泉断裂大致沿41°N线展布，长约460 km，是1条中更新世断裂，局部剖面显示最新活动到晚更新世，走向近EW，断面较陡，近90°，倾向时北时南，表现为高角度挤压特征。沿断裂有一系列基性和超基性、花岗岩、花岗闪长岩、碱性岩侵入体分布，沿线断崖、断裂垭口发育，有温泉出露。在张北南侧沿坝头有12个古近纪和新近纪火山口，玄武岩喷溢强烈。沿断裂一线的张北、崇礼等地的古近纪和新近纪玄武岩断崖地貌，显示断裂后期有继承性活动，在尚义县一带可见一系列次级断裂切割玄武岩，说明断裂第三纪时有过活动。地震发生后，笔者对尚义—平泉断裂进行野外考察与影像解译，发现地震北侧发育一系列近EW向构造，且河谷在构造处突然发生直角拐弯，在要家沟村北约1 km处草原天路西线(41°01′01.4″N，114°32′30.9″E)发现断裂活动证据，古近系标志层发育多个断面，倾角约75°—80°，倾向S，走向264°，最大断距1.5 m以上断面上覆第四纪晚期堆积物。断裂对上覆沉积物厚度有一定控制作用，推测断裂活动时代可能到晚更新世。要家沟北公路旁断裂剖面见图 5。

大满—前黑沙土断裂是张北地震后，徐锡伟等(1998)根据卫星影像解译的1条隐伏断裂，走向N45°E，在西大淖、前黑沙土一带发育串珠状小湖泊，在董家围子一带NW向小河流至断裂带突然中断。影像显示，断裂向南穿过尚义—平泉断裂，延伸至此次M_S 4.0地震震中西侧，对余震空间分布有一定控制作用。

张家口断裂位于宣化—张家口盆地北缘，由NW—NWW向和近EW向2组多条次级断层组成，总体走向310°，倾向南或北，倾角60°甚至更大，是张家口及附近地区重要的地质地貌构造分界线(周月玲等，2010；周江林等，2014)，为正(或逆)走滑断裂，单条破碎带宽1—10 m，地貌上构成中低山与山间盆地分界，形成巨大断层崖，最新活动至晚更新世或全新世。断裂向西北断续延伸，发育在古近系地层内，在M_S 4.0地震震中北侧与尚义—平泉断裂合并为1条断裂。

尚义M_S 4.0地震发生在张家口断裂、尚义—平泉断裂和大满—黑沙土断裂交汇处附近地区。从震源机制解看，该地震受NWW向断裂影响较大，NWW方向震感强，余震主要于尚义—平泉断裂两侧呈NWW向展布，推测NWW向构造为此次M_S 4.0地震的发震构造。

5 结论

(1) 尚义M_S 4.0地震震级不高，但在地震序列上能分出主震和余震，余震分布不集中，在主震24 km范围内发生8次余震，最近余震与主震相距4.4 km，能量高度集中在主震时释放，属孤立型地震。地震未造成重大震害，震区地表无裂缝，无人员伤亡，无大牲畜伤亡，仅个别砖房出现裂缝，个别土坯房墙皮脱落。虽然地震震害轻，但有感范围较广，且地震发生在2大地震带交汇区，造成一定社会影响。

(2)Ⅴ度区长轴呈北NW向，短轴呈NE向展布，长轴约11 km，短轴约8 km，面积约78 km²。

(3) 震源机制解和烈度图表明，地震长轴为NW向，短轴呈NE向展布。烈度图长轴方向与震源机制解节面Ⅰ走向基本一致，可判定节面Ⅰ即为发震断层。

(4) 地震发生在鄂尔多斯隆起东北边缘地带，此次地震烈度图长轴方向与尚义—平泉断裂走向基本一致，震源机制解亦显示破裂面呈NWW方向，此次地震的发生应与尚义—平泉断裂有一定关系，需进一步研究，且张家口断裂、洗马林—水泉断裂是否向西延伸仍需进行现场考察论证。

感谢张家口市科技与地震局、张家口地震中心台在地震调查中的支持和帮助，感谢审稿专家提出的宝贵意见和建议。