关于1856年黔江-咸丰地震震中烈度与震级的探讨

秦娟 王赞军 王宏超 董娣 李翠平 龚丽文 唐茂云

重庆市地震局，重庆市渝北区红黄路339号 401147

0 引言

1856年6月10日（清咸丰六年五月八日）在重庆黔江区后坝乡与湖北咸丰县大路坝乡之间发生一次地震，被称为1856年黔江-咸丰地震。此次地震波及范围较广，破坏力较大，是重庆地区有史以来发生的最大地震，同时也是伤亡较重的一次地震。

关于此次历史地震及震害特点已有相当多的资料和工作。较早涉及此次地震的是李善邦先生1960年主编的中国地震目录以及之后各版地震目录（中央地震工作领导小组办公室，1971；顾功叙，1983；中国地震简目编辑组，1988；国家地震局震害防御司，1995），其他一些研究工作也对此次地震补充了资料，并对其参数进行过修订。第1～3版中国地震目录中，此次地震的震中烈度为Ⅶ、震级为5～。之后的工作和最新版的地震目录震中烈度多为Ⅷ度、震级为6～，刘锁旺等（1981）给出的震中烈度为Ⅸ度。20世纪60年代中国科学院地球物理研究所昆明站（现改名为中国科学院昆明地球物理研究所）对此地震进行过考察。70年代以来，国家地震局武汉地震研究所、四川省地震局、重庆市地震局等多家单位对此次地震进行过多次实地调查，其中，刘锁旺等分别于1976年、1980年、1986年多次进行考察，补充了地震震害遗迹和房屋破坏情况等，并写出了详细的报告。但是关于此次地震震中烈度和震级的争议一直存在。由于极震区地质灾害严重，震中烈度、震级是否会更大？本文试图通过对资料的进一步收集（谢毓寿等，1987；闵子群，1989；湖北地震志编纂委员会，1990；中国地方志集成编委会，1992；丁仁杰等，2004；孙成民等，2010；徐锡伟等，2017），查阅更大范围的地方志、史志，详细分析史料中此次地震造成的震害情况，通过对西南山区近年来几次地震的震害、地震烈度图的不同烈度面积的比较，对此次地震的震中烈度、有感范围、震级进行讨论。

1 史料记载

黔江-咸丰地震有感范围较广，记载颇丰，史料的可靠性较高。此次地震史料收集相关县市地方志、史志等资料，摘录见表1（谢毓寿等，1987；中国地方志集成编委会，1992）。

2 史料分析

2.1 震害现象解析

湖北咸丰大路坝和重庆黔江后坝以场镇街心为界，分属两省（市）管辖。上节给出的史料中，震害最严重的地方在咸丰的大路坝和黔江的后坝。

本次地震记载最早见于同治二年《酉阳直隶州志》，是震后6年的走访补记，其次是震后8年的《恩施县志》，震后9年的《咸丰县志》……，《黔江县志》记载相对全面，是震后38年的补记。

《酉阳直隶州志》中记载：“大路坝，山崩十余里，压死左右民居三百余家……十五里内民户皆为齑（音跻）粉”；《咸丰县志》：“地大震，大路坝山崩，由梅家湾、板桥溪抵蛇盘溪三十余里成湖，匿毙居民以数百计”；从以上描述可以看到发生了地震、山崩，堰塞湖等，给出了此次地震造成的地质灾害、建筑破坏，以及人员伤亡数量。震中区为土家族居住区，特点是依山傍水，吊脚楼居，形成院落。当地的房屋建筑类型大多数为穿斗木结构房屋和土家族吊脚楼及其他土木结构房屋。家境富有的穿斗木结构房屋和土家族吊脚楼房屋抗震性能较好，一般房屋的抗震性能相对较差些。史料记载中地质灾害严重，房屋或是地震山崩时掩埋或是水淹倒塌。

《黔江县志》中记载：“忽大声如雷震，室宇晃摇，势欲倾倒，屋瓦皆飞；池波涌立，民惊号走出，仆地不能起立。”以上描述是后坝乡的震害现象，先有巨大的雷震之声，而后房屋摇晃，屋顶梭瓦或瓦片震动飞落，池塘中出现浪花，民众惊逃户外，站立不稳，趴在地上不能站起来；后坝许家湾：“山崩”“地中石亦迸出，横飞旁击，压毙居民数十余家”，描述了山崩塌，地上石头飞溅出去，砸坏民居，压死百姓；小南海：朝阳寺“而兹寺无恙，庙貌依然”，这些宫庙在当时应算公共建筑，取之集体之财力，其建筑材料、质量应优于百姓的普通民房，其抗震性能也应高于普通民房。“地震山崩，塞断溪口，后雨水，涧积流不通，潴为大泽，延袤二十余里，田土尽被淹没”。这句话讲述了小南海堰塞湖的形成及规模。

《奉节县志》记载“地震”，判定该地区地震烈度为Ⅳ度。《巫山县志》记载“地震”，判定该地区地震烈度为Ⅳ度。《永绥直隶厅志》记载“地震”“屋瓦皆动”，地震烈度为Ⅳ度。《保靖志稿辑要》记载“地震”，“屋宇什物动摇，城乡如一”，判断地震烈度为Ⅳ度。

2.2 关于震前震后宏观现象

此次地震震前：后坝“斯地连日隐隐雷震”，“先数日，日光黯淡，地气蒸郁异常，是日弥甚……”；黔江北：“各处井水咸，涌出红水”；湖南花垣：“前数日各处水井成涌出红水”。

表1 1856年黔江-咸丰地震史料记载摘录

续表1

此次地震后：“咸丰六年五月，黔江地震之后，（郁山镇）诸（盐）井忽然涌溢，水多且咸”。

震前的这些宏观现象是否可信？存在这些现象一定会发生地震吗？能否说明地震震级的大小？这些问题可能还需要其他更有力的证据来证明。郁山镇距离黔江40多千米，在郁山镇出现的这些现象，也不一定能说明黔江-咸丰地震的震级大小。

2.3 《献中黔江》中关于公署、公建和宗教记载分析

公署：县署，明洪武二十三年知县卢祥创建，后经历次修缮。咸丰十一年，发匪陷城被毁；都司署，康熙元年游击江藤海始建，后经历次修缮。咸丰十一年，演武厅、火药局被毁。县署、武署均未提到因咸丰六年的地震而受损。

公建：大桥、关隘、街场的描述中都没有提到咸丰六年的这次地震对其影响。

宗教：文庙，咸丰十一年发匪陷城，全庙毁败；关帝庙，明万历三十三年修，康熙五年补修，咸丰十一年被发匪陷毁；衙神祠，道光十二年创建，咸丰十一年被匪焚毁。庙坛、正祀、通祀、寺观等的描述中没有提到咸丰六年的这次地震对其影响。

2.4 关于史料的综合性认识

通过史料的分析，发现震害最严重的地方位于湖北咸丰县的大路坝和重庆黔江区的后坝乡。震中区地质灾害严重，但是关于房屋震坏的记载不多，房屋或是地震山崩时掩埋或损毁，或是被水淹。无明确的建筑因震动造成倒塌的震害记载，只有滑坡崩塌地质灾害造成的房屋与人员压埋记载。翻阅整本《黔江县志》，发现公署、公建和宗教等建筑没有发生破坏的记载。本次地震有震前震后宏观现象的记载，但是可信程度值得思考，且这些宏观现象对判断地震发生和地震震级的大小都没有太大价值。对黔江-咸丰地震震中烈度判定需要综合考虑房屋破坏情况和地质灾害情况，推测震中烈度可能为Ⅷ～Ⅸ度，但还需要更多的证据来证明。黔江-咸丰地震有史料记载的县共有12个，资料相对丰富，在后面有感范围的确定上，本文将综合考虑各个史料的记载情况并进行仔细分析，从而给出较为可信的有感范围。

3 与其它几次地震的对比研究

影响地震烈度大小的因素有：地震等级、震源深度、震中距离、地质条件、建筑物性能、震源机制、地貌和地下水等。通过对西南山区近年来几次地震的对比分析，找出了一些规律。本文试图从震害角度、地震烈度图不同烈度面积的比较，对震中烈度进行讨论。表2给出了几次地震的基本参数与震中烈度。

表2 地震基本参数与震中烈度

3.1 几次地震震害情况的对比

对照《GB/T 17742－2008中国地震烈度表》（中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，2009），将黔江-咸丰地震与近年来西南山区几次地震震害情况进行对比，见表3。表3中鲁甸地震和景谷地震的震害情况参考了洪海春等（2015）的研究，盈江地震震害情况参考了吴坤罡等（2015）的研究。通过对比地震的灾害特点、地震造成的崩塌、滑坡、地表破裂、房屋损毁、人员伤亡等，对黔江-咸丰地震的震级、震中烈度有一个认识。

3.1.1 地形地貌

从表3可以看到，与其它几次地震相比，从地形地貌上，黔江-咸丰地震与云南鲁甸地震、云南宁蒗-四川盐源5.7级地震最相似，都是高山峡谷地貌。

3.1.2 建筑类型及破坏情况

黔江地区的房屋类型主要是穿斗木结构、土木结构，其中，穿斗木结构具有较好的抗震性能，与云南景谷和云南宁蒗-四川盐源地区房屋类型相似。

由于已震后百年，考证其房屋、构造物破坏，是一件很难的事。不过从史料记载上看，公署、公建和宗教等建筑没有发生破坏的记载。朝阳寺“而兹寺无恙，庙貌依然”。收录在《四川地震全记录》中的1969年12月《关于咸丰六年黔江地震调查访问笔记》，中坝乡地震座谈纪要，向林清（65岁）：“咸丰六年地震，我们这里锅里的水荡出来，房屋似风吹，像坐在船里边摇摆一样。有一个阎大爷的去送早饭，在路上就感到地晃动，头昏，树子都动摇，但房子没倒，瓦片也没掉。”向平川（79岁）：“听老辈子讲，地震时锅里的水都荡出来。听说垮岩第一天跨一边，第二天跨一边，才把河沟堵断，经过一年多才把水关起来。另外听说这里房子摇摆较厉害，有瓦片掉落，但没有倒房、拔榫现象。”大路坝乡地震座谈纪要，罗中和（75岁）：“新建乡街上有一座一百多年的老庙子，都没有垮，就是墙裂了缝，听老的讲，这两条缝就是在咸丰地震那年裂的。”杨中成（86岁）：我父亲3岁时地震那天早上，我祖母到外边去了。地震时，我父亲当时吓得抱着柱子哭，我祖母走回家时，灶被震垮，锅掉在灶洞里，但房子没垮。小东塘那里压了一户大地主在下面，其它有3幢房子被冲垮。”从以上调查记录中采访对象的描述可以看出当地房屋的破坏情况。作者也在2017年10月访问了居住在“向家湾湖”周边的多位中老年人，证实向家湾湖水面之下确实存在房屋3间，房屋在塘内靠北，房主姓温，该塘原名温家塘，房屋在地震当天随地面沉陷而下沉形成这个湖塘，20世纪70年代村里准备利用该塘发展养鱼，将水抽排清理时，村民们都看见了较完整的建筑物，没有被震倒。

表3 地震震害情况

黔江-咸丰地震房屋类型接近云南景谷地震、云南宁蒗-四川盐源5.7级地震时的当地房屋类型，但房屋或是山崩时掩埋或损毁，或是被水淹，没有房屋被震倒的例子。

3.1.3 滑坡和崩塌

从地震引起的滑坡、崩塌等地质灾害看，黔江-咸丰地震引起的滑坡数量、崩塌体量又超过了表中所列的几次地震，但是这些滑坡、崩塌是不是一次地震事件造成的？有没有可能是几次地震造成的灾害叠加？该地区是极易发生地质灾害的，黔江地区境内山峦起伏，溪河纵横，岭谷相间，有没有可能是地震引起的山体崩塌或者自然垮塌？这些都需要科学技术的进一步发展后进行研究。

3.1.4 地表破裂

除了黔江-咸丰地震和云南宁蒗-四川盐源5.7级地震外，其余几次6级以上地震均发现了地裂缝。多年来，多位同仁都对黔江-咸丰地震进行过实地调查，本次工作对前人发现的疑似地裂缝进行了核实。湖北局刘锁旺等人看到的展布在极震区北部被称为大石板的“地裂缝”实为一组岩溶裂隙，呈NNW走向，一般宽0.5～0.8m，最宽处2.0m，长数百米，可见深度30余米，岩溶顺大型节理面发育，大部分地段以暗河形态存在，局部裸露地表，在上下游可以找到洞口。在震中区及其附近的活动断裂调查中均未发现存在全新世活动断层的形迹，未找到断错晚第四系的直接证据，也未发现1856年咸丰地震形成的地震地表破裂带。

将这几次地震的房屋震害现象和其它地质灾害现象进行综合分析，考虑到黔江-咸丰地震极震区地质灾害的不确定性，推测黔江-咸丰地震震中烈度可能为Ⅷ度。

3.2 地震烈度图不同烈度面积的比较

通过比较这几次地震的影响范围，对黔江-咸丰地震的震中烈度进行讨论，并推测震级。根据中国地震局发布的这几次地震的地震等烈度线图（详见中国地震局网站），得到表4中不同烈度区的面积。其中，黔江-咸丰地震的等烈度线图是根据《中国历史强震目录（公元前23世纪——公元1911年）》（国家地震局震害防御司，1995）中给出的1856年黔江-咸丰地震等震线图，经数字化后得到的。从表4可以看到，黔江-咸丰地震的极震区Ⅷ度区面积与云南盈江6.1级地震的Ⅷ度区面积接近，比鲁甸和景谷相应烈度区的面积小很多，云南宁蒗-四川盐源5.7级地震没有Ⅷ度区；黔江-咸丰地震Ⅶ度以上烈度区面积与云南宁蒗-四川盐源5.7级地震相应面积相比略大，小于云南盈江6.1级地震相应面积，比景谷、鲁甸地震相应面积小得多；黔江-咸丰地震Ⅵ度以上烈度区总面积比云南宁蒗-四川盐源5.7级地震相应面积略大，比云南盈江地震的相应面积小近一半，比云南鲁甸和景谷地震相应面积小得多（可能是因为云南盈江6.1级地震前还发生过一次5.6级地震，震害是两次地震的叠加）。黔江-咸丰地震从极震区（Ⅷ度区）到破坏区（Ⅵ度以上烈度区总面积）再到有感范围区，一路衰减较快，比较符合重庆地区烈度衰减较快的特征。若震中烈度为Ⅸ度，按照刘锁旺等（1981）给出的等烈度线图，得到的Ⅶ度以上烈度区总面积比云南鲁甸和景谷地震的相应面积略大，但是有感范围却比云南鲁甸和景谷地震小很多，存在矛盾，不符合衰减规律。由以上分析得出，黔江-咸丰地震的震中烈度可能为Ⅷ度，震级比云南鲁甸和景谷地震小，比云南盈江地震震级小或者接近，与云南宁蒗-四川盐源震级接近或略大。

4 有感范围

有感范围的大小与历史地震的震级有一定的关系，因此本次工作对史料记载进行了重新调查、核实。

4.1 调查范围

本次调查根据黔江-咸丰地震有感范围（黄伟，1993），并扩大调查范围半径为250km左右，涉及查阅64个区县的历史资料。查阅了《綦江县志》《奉节县志》《巫山县志》《垫江县志》《彭水县志》《恩施县志》《乾州厅志》《永绥直隶厅志》《保靖志稿辑要》《湖北通志》《来凤县志》《咸丰县志》《增修酉阳直隶州总志》《黔江县志》《黔江县乡土志》《虞初新志甲编》《虞初支志》《虞初支志·甲编》《湖北通志》《湖南通志》等几十册史料。

4.2 有感范围圈定

根据史料记载重新绘出了Ⅳ度的有感范围圈（图1）。黔江-咸丰地震最大有感范围到重庆巫山，距离约200km，有感范围56000km2。在各版地震目录（李善邦，1960；中央地震工作领导小组办公室，1971；顾功叙，1983；中国地震简目编辑组，1988；国家地震局震害防御司，1995）、《中国历史地震图集》（国家地震局地球物理研究所等，1990）和《四川活动断裂与地震》（唐荣昌等，1993）中，均将黔江-咸丰地震有感范围西边界划到了重庆巴南或垫江附近。但是笔者发现黔江-咸丰地震发生后，万州、石柱、忠县、丰都、武隆等地均没有受到黔江-咸丰地震影响的记载，而万州、涪陵、忠县、长寿是相对繁荣且建制完整的区县。为何距离黔江-咸丰地震更近的这些地区均没有记载，而会在更远的垫江和南川有记载呢？因此笔者对史料进行了更全面、详尽的分析。

图1 黔江-咸丰地震有感范围

表1史料中，《垫江县志》记载“咸丰六年五月初八日未刻（垫江）地震”，发震时刻为“未刻”，与黔江-咸丰地震的发震时刻“辰刻”、“辰、巳间”，不一致，一个记载发生在下午，一个记载发生在上午，“未刻”是下午1～3点，“辰刻”是上午7～9点，“巳刻”是上午9～11点，发震时间不同。《綦江县志》记载“咸丰六年丙辰五月初八日南川陈家场及巴邑太和场一带地微震”。此次地震距离1854年12月24日发生在陈家场的级地震有一年半的时间，有可能为1854年南川地震的余震。1854年南川地震是主震-余震型地震，余震持续1、2年，这次地震与1854年南川级地震震中位置一致，时间间隔一年半。通过以上分析，笔者排除了“咸丰六年五月初八日垫江地震”和“咸丰六年丙辰五月初八日南川陈家场及巴邑太和场一带地微震”在黔江-咸丰地震的有感范围内。《乾州厅志》记载“咸丰六年五月十一日辰刻地震”，具体发震时间为1856年6月13日，有可能记载有误，实际为1856年6月10日，因为离乾州（今吉首）很近的花垣、保靖均有记载，因此认为乾州（今吉首）有可能在黔江-咸丰地震的有感范围内，否则黔江-咸丰地震的有感范围将更小，震级估算结果更小。

笔者剥离出垫江、南川这两次前人误判的地震之后，黔江-咸丰地震实际有感范围几乎缩减了一半面积（与黄伟（1993）得到的有感范围98000km2相比），这与一个5～6级地震的有感范围基本相当。从资料记载的区县分布来看，主要分布在震中东面，呈NNE向。

5 历史地震震级的估算

地震的震级是按震中烈度或各烈度的影响范围来估算的。当然，对于没有仪器记录的地震，仅根据历史地震宏观记载来确定震级，准确性不可能很高，其精确度应为半级。但我们可以采用多种方法，尽量缩小震级误差的范围。本文采用多种方法对黔江-咸丰地震的震级进行估算。

5.1 利用震中烈度求震级

5.1.1 利用李善邦（1960）、卢荣俭（1981）、朱书俊（1989）、武焕英（1989）总结出的经验公式估算

将I0＝8和I0＝9，分别代入表5中的计算公式。其中，M为震级，I0为震中烈度，I≤I0≤Ⅻ，取整数值，由罗马字母表示。

表5 利用烈度与震级的经验公式计算黔江-咸丰地震震级

5.1.2 利用重庆及邻区烈度衰减关系进行估算

表6为重庆及邻区烈度衰减关系回归结果。根据衰减关系式（秦娟等，2014）

表6 重庆及邻区烈度衰减关系回归结果

式中，I为地震烈度，B为回归系数，M为震级，Rl和 Rs分别是烈度为 I的椭圆等震线的长半轴和短半轴长度，Ra、Rb为烈度衰减的近场饱和因子（预设因子）；ε为回归分析中表示不确定的随机变量，通常假定为正态分布，其均值为零，标准差为σ。

当 R＝0时，该公式化为震级烈度关系式，得到 I0＝8时，M＝6.05；I0＝9时，M＝6.92。

5.2 利用烈度圈面积求震级

根据极震区面积，利用陈培善等（1975）经验公式估算震级

式中，M为震级，I0为震中烈度，A0为极震区面积，具体取值见3.2节中表4。计算结果为，当I0＝8时，M＝5.76；当 I0＝9时，M＝6.34。

5.3 利用有感半径（Ⅳ度等效圆半径）求震级

5.3.1 利用我国东部地区Ⅳ度等效圆半径R与震级M的关系式估算

我国东部地区Ⅳ度等效圆半径R与震级M的关系式为

从图1可知，等效圆半径 R＝130km，带入式（3），得到 M＝5.52。

5.3.2 利用雷建成等（2006）统计的公式估算

西南地区近代地震的震中烈度与有感半径的统计研究

将等效圆半径R＝130km带入上式，得到M＝5.72。

5.4 与1854年南川 级地震比较

表7 1856年黔江-咸丰地震与1854年南川地震比较

根据上述方法，考虑震中烈度和有感范围，若震中烈度 I0＝8时，震级范围在5.5～6.30之间；若震中烈度I0＝9，震级范围在5.5～6.92间。

6 结语

本文对黔江-咸丰地震的有感范围进行了重新调查复核，并剥离出垫江、南川这2次前人误判的地震，从而将此次地震的有感范围缩小了近一半面积。通过翻阅《黔江县志》对建筑破坏情况进行了核实，发现公署、公建和宗教等建筑没有发生破坏的记载。对前人发现的疑似地裂缝进行了核实，未发现地表破裂。

综上分析，作者认为黔江-咸丰地震震中烈度为Ⅷ度的可能性较大，震级在6级左右。但是黔江-咸丰地震的震中烈度和震级确定依然有疑问，还需要进一步的研究，小南海地震地质灾害谜团还有待进一步研究。

致谢：本文在撰写过程中得到周庆研究员、黄伟高级工程师的帮助，在此向他们表示衷心的感谢。