云南腾冲火山地区的地震类型.doc

云南腾冲火山地区的地震类型钱晓东 , 秦嘉政(云南省地震局 , 云南 昆明 650041)摘要 : 详细记述了与腾冲火山活动有关的历史地震资料 , 重点分析了 1961 年 6 月 12 日腾冲玉壁山 M518级地震和 1976 年 7 月 21 日腾冲 M511 级地震的类型 , 并讨论了腾冲火山地下介质与周边地区的差异性 , 结果表明 , 发生于腾冲火山地区的地震 , 有部份属于火山地震类型 , 腾冲火山不是死火山 , 火山下部的岩 浆仍在活动 。关 键 词 : 腾冲火山 ; 火山地震中图分类号 : P317文献标识码 : A 文章编号 : 1001 - 8115 (2000) 03 - 0043 - 06腾冲火山位于云南西部地区 , 是中国大陆为数不多的几个晚第四纪火山群之一 , 腾冲火山活动区一般是指北纬 24402530, 东经 98159840, 即大约为南北长 90km , 东西 宽 50km 的狭窄长方形区域 , 火山活动区历史地震较弱 , 从未发生过 710 级以上的强烈地 震 , 但在其周边地区 , 即北纬 2426, 东经 97100, 地震活动却极为频繁 , 历史上曾 发生过多次强烈地震 , 其中最著名的是 1976 年 5 月 29 日龙陵 713 、714 级大地震1 。在腾冲火山活动区内 , 分布有近 70 座火山2 , 还分布有大大小小的高温热泉 , 最高的 热泉温度达 100 。同时 , 腾冲火山群周围地区也是构造性地震活动十分频繁的地区 , 深入 研究腾冲火山地区的地震类型 , 对预测预防火山灾害及开发火山地热资源等方面都有十分 重要的现实意义 , 本文主要研究腾冲火山地区的地震类型及地下介质状态 , 由此分析腾冲 火山地区的危险性 。1火山地震与构造地震火山活动 (如强烈喷发) 伴随着不同的地质 、地球物理和地球化学的现象 , 火山地震是指在空间 、时间和起因上与火山活动有关且与岩浆的生成和上升有关而引起的地震事件 , 地幔中的大量岩浆在高温 、高压下沿着地壳中的脆弱部位 、断裂或原有的火山通道不断上 侵 , 并在合适的场合聚集膨胀 , 在高温及热应力的作用下 , 使岩层产生新的张裂 , 促使原 有的断裂 、火山通道产生变动而发生地震 。收稿日期 : 2000204206 ; 修回日期 : 2000206208基金项目 : 云南省科技攻关项目作者简介 : 钱晓东 (1965 -) , 男 , 云南省通海人 , 助研.构造地震是指地壳内部或上地幔内板块运动引起的岩石错动而产生的地震事件 , 大陆上发生的地震绝大部分属于构造地震 。从理论上看 , 由于火山地震是一种非构造地震 , 其成因不同于构造地震 , 但要真正把 二者完全区别开来 , 目前还不太容易 , 如果火山喷发并伴随有地震活动 , 且震源位于壳内 , 则识别火山地震较容易些 , 但如果火山不喷发 , 由于上地幔内岩浆的形成和岩浆在通道内 移动而产生的地震事件 , 区分火山地震与构造地震就比较困难 , 必须考虑地震发生前后的 宏观现象 、微观现象 、震源机制等诸多因素来加以识别 。腾冲地区的火山地震2211 与火山喷发相联系的历史火山地震腾冲火山活动区据史料记载及现代地震台网监测 , 已 300 多年没有发生过火山喷发或 岩浆溢出现象 , 但这并不意味着腾冲火山不活动 , 没有再次喷发的可能 。根据对腾冲火山地区的地热资源勘探 、大地电磁测深 、人工地震及地学 ST 层析成像得出的速度剖面等领域的研究成果 , 都从不同侧面证实腾冲火山地区下部存在火山岩浆囊体或岩浆移动通道 。 明代地理学家徐霞客在 徐霞客游记中详细描述了 1609 年腾冲打莺山火山喷发现象 , 这一时间为腾冲火山有历史记载的最新一期 、最近一次的喷发时间 。发生在腾冲地区的历史强震有 1512 年 M6 3 、 0 = IX ; 1577 年 M6 3 、 0 = IX ; 1592 年 M5 3 、 0 =444+ ; 距火山喷发时间较为接近 , 可视为属于同一期的火山灾害活动 。据姜朝松对腾冲地区火山地震的研究成果3 , 1609 年 1 月2 月 ( 明万历三十六年) , 在腾冲地区连续发生数十次地震 , 这是迄今为止我国大陆唯一的一次记载了火山喷发与地 震活动同步发生的现象 。据文昌府文征记载 : “腾郡多火山 , 志载明成化 、正德 、嘉靖 、万历年间火山爆发多次”。查阅当地的一些地方志 , 明成化 、正德 、嘉靖 、万历年间地震活动异常频繁 , 从 1478 年 (明成化十四年) 至 1628 年 ( 明崇祯元年) , 地方志上有记载的破坏性地震达 20 次之多 。此外 , 根据云南省地震资料汇编资料4 , 1609 年 , 在腾冲 、保山地区也记载 2 次 地震 :1609 年 1 月 5 日地震 : 万历三十六年十二月 , 永昌府地震 , 乙卯腾越地震 。1609 年 2 月 5 日地震 : 万历三十七年正月 , 永昌府地震 , 连十日 , 如雷声 。212 现代火山地震(1) 1961 年 6 月 12 日腾冲玉壁山 M518 级地震 地震参数发震时间 : 1961 年 6 月 12 日 01 时 15 分 33 秒 ; 震中位置 : 北纬 25, 东经 98153; 震 中烈度 : 度 ; 震源深度 : 据 中国地震目录 ( 顾功叙) 、中国地震简目 ( 1988) 和西南地震简目记录均为 27km 。接近宏观震中越小 , 长度约数十米至数百米 , 宽度为 2040cm , 大多数环状裂缝的法线均聚集于宏观震中玉壁山灯挂坡附近 。这种环形裂缝在其它非火山地震极震区很难见到 。 在震前几个月直到震后 , 极震区附近居住的人们都能听到来自地下的 “咚咚”地声 ,距火山越近 , 声音越清楚 。震源机制根据该次地震记录到的 P 波初动符号求解的震源机制结果如图 1 所示 , 从图中可以看到 ,初动分布不具备正交节面分布 , 取圈形结果反符号占 2 , 若取任何节面方位去将就反符号 ,12其解答均次于圈形结果 , 初动分布具有圈形分布特征 。我们知道 , 构造地震的震源错动的初动符号分布具有正交节面 , 或者至少有象限分布特点 ,圈形分布且分不出象限 , 由此推断 , 该次地震而岩浆冲击型地震 , 其初动符号具有属于岩浆冲击型地震的可能性很大 。再从该次地震的极震区近似为圆形分布 、地声很响 ; 地表裂缝发育不具备明显的方向性排列(而是环状分布) 、极震区内还有 5 个不太明 显的第四纪火山口分布来看 , 该次地震极有 可能属于地壳内部岩浆冲击型地震5 。(2) 1976 年 7 月 21 日 M511 级地震 该次地震为 1976 年 5 月 29 日龙陵 M713 、714 级大地震的余震 , 震中靠近玉壁山 , 位于 腾冲东南 , 表 1 为为该次地震的震源机制解 ,从震源机制解可以看出 , P 波 全 部 为 正 , Pn波全部为负 , 属于岩浆冲击型地震6 。图 11961 年 6 月 12 日腾冲玉壁山 M518 级地震初动分布表 1腾冲火山地区 M511 级地震震源机制解发震时刻震中H节面 A节面 B错动性质M S年 月 日时 分 秒走向 倾向 倾角2418N9816E511(10)1976 - 07 - 2123 : 30 : 34任意 任意 90 向上冲击型初步讨论3311 腾冲火山区地下介质差异性为了进一步探寻腾冲火山地区地下介质与周边地区的差异性 , 我们挑选了由云南地震监 测台网记录的定位精度较高的 (达 km 量级) 39 个地震进行研究 , 起止时间为 1975 年 5 月1997 年 9 月 , 除了因受 1976 年龙陵大地震的影响 , 1976 年1979 年的地震未收集外 , 腾冲附近的所有地震均已收集 , 起始震级为 215 级 , 范围为北纬 24162516, 东经 98109818, 从 平面分布来看 , 它们大都发生在腾冲周围 , 并形成直径约 20km 的包围圈 , 如图 2 所示 。这种图形是一种随机现象还是与其地下的地壳介质有关呢 ? 我们再从分别按经度和纬图 2 定位精度较高的 39 个地震的震中分布度投影的震源深度剖面来分析 , 从图 3 、4 中可以看到 , 地震发生在 7km 以内的很少 , 并从 腾冲 (25N) 开始向南形成一个倾斜分布带 , 即愈往南地震的深度愈深 , 最深约 24km , 腾 冲火山区的地震主要发生在这个倾斜带上 , 腾冲以北地震很少 , 从按经度投影来看 , 地震主要发生在东径 9814和 9816两个经度线之下 820km 的深度剖面内 , 然而在腾冲 ( 9815E) 附近地下 1020km 范围内形成一个椭圆空白区 , 结合地震平面分布图来考虑 , 似乎可以得出这样一种看法 : 在腾冲附近的地震主要分布在腾冲以东或以西的深 1020km 范围 内 , 并且越往南地震越深 , 而在腾冲附近的区域内存在一个发生地震较少或不易发生地震 的有差异的介质区 , 根据我们利用近场数字化地震观测台网资料进一步研究 , 认为这种介 质区可能为与液体有关的松软介质如岩浆或岩溶等 。由此看来 , 腾冲地区是存在发生火山地震的地质条件的 。312 火山地震的存在性由于历史的原因 , 腾冲及邻区可能有较多地震遗漏 , 腾冲火山已休眠达 380 多年 , 但并不 意味着不存在再次喷发的危险 。由于我国大陆已二三百年没有发生过火山喷发事件 , 也无明 显的与火山喷发事件 , 也无明显的与火山喷发相对应的地震活动记载 , 因而过去许多学者认为中国大陆并无火山地震存在7 。最近 20 年 , 随着众多的研究工作者和单位对火山地区进行的大量观测与研究 , 获得了一 大批宝贵的与火山活动相关的基础研究成果 , 火山地震的存在已被广大科技工作者所共识 ,例如 , 我国著名的长白山火山群 ,其最 近 的 一 次 规 模 较 大 的 喷 发 是1668 年 , 由于该区是弱震区 , 过去 有关火山地震的研究及论文很少 , 而现在 , 从李春风等8 对天池火山 的研究成果可知 , 该区火山地震活 动频繁 , 19851991 年间 , 每 3 个 半月可平均记录到约 14 次火山微 震 , 并认为这些火山地震是由于地 下岩浆向近地表的运移过程中所产 生的 。313 腾冲火山的地震类型从 1900 年后有地震台网监测资 料以及所做出的震源机制解结果来 看 , 绝大多数发生于腾冲火山地区图 3腾冲火山地震的深度分布 (沿纬度投影)及周围地区的中强地震的震源机制解结果均表现为具有构造地震的特征 ,多数地震属于构造地震 , 但也有部份 火山地震 , 尤其是 19981999 年两期 腾冲火山地区的数字化地震台网观测 结果 , 在火山活动区内记录到大量的 微弱地震 (小于 110 级) 以及气爆等 与火山岩浆活动有关的事件 。由于腾 冲火山位于滇西地震活动带 , 构造地 震对火山活动区影响是十分明显的 , 因此 , 要 区 别 地 震 类 型 是 比 较 困 难 的 。腾冲火山地区处于构造地震活动 十分 频 繁 的 地 区 , 震 源 深 度 在 5 图 4 腾冲火山区地震的深度分布(沿经度投影)20km 范围内 , 受周围构造大地震的影响 , 导致火山地壳内部岩浆活动引起的岩浆冲击型地震的发生 , 表明腾冲火山不是死火山 , 火山下部的岩浆仍在活动 , 存在再次喷发的危险 。参考文献钱晓东 , 等. 腾冲火山活动区地震活动性研究J . 地震研究 , 1998 , 21 (4) .姜朝松. 腾冲新生代火山分布特征J . 地震研究 , 1998 , 21 (4) .姜朝松 , 以腾冲玉壁山地震为例再论腾冲火山地震J . 地震研究 , 1985 , 8 (3) .1234云南省地震局编 , 邓瑞生纂. 云南省地震资料汇编 M.北京 : 地震出版社 , 1988.地震研究 , 1979 , 2 (4) .5678阚荣举 , 等. 龙陵地震序列的震源机制特征 J .晏凤桐 , 等. 龙陵地震的震源机制J . 地震研究 , 1978 , 1 (11) .李善邦. 中国地震M . 北京 : 地震出版社 , 1981.李春风 , 等. 长白山天池火山的危险性和火山碎屑流灾害评估 J .东北地震研究 , 1999 , 15 (3) .Seismic types occurred in volcano area of Tengchong , YunnanQIANG Xiao - dong , QING Jia - zhen(Seismological Bureau of Yunnan Province , Kunming 650041 , China)Abstract : Important seismic events being relative to the activity of volcano , Tengchong , inthe historical data are listed. The type about two important events , 12 J une 1961 Yubishan M518 Earthquake and 21 J uly 1976 Tengchong M511 Earthquake , is analyzed. From the medi