華北地區(qū)震群與強(qiáng)震的空間分布關(guān)系研究

李京錦，關(guān)曉明，王 亮，紀(jì)延輝，李 哲

（錦州地震臺(tái)，遼寧 錦州 121013）

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華北地區(qū)震群與強(qiáng)震的空間分布關(guān)系研究

李京錦，關(guān)曉明，王 亮，紀(jì)延輝，李 哲

（錦州地震臺(tái)，遼寧 錦州 121013）

摘要：通過系統(tǒng)研究1970年以來華北地區(qū)發(fā)生的震群活動(dòng)，按照《地震學(xué)分析預(yù)報(bào)方法程式指南》選擇震群原則篩選了1970年以來華北地區(qū)強(qiáng)震發(fā)生前的震群，利用MAPSIS軟件判定震群性質(zhì)。初步探討該地區(qū)震群活動(dòng)與強(qiáng)震（MS≥6.0）的空間分布關(guān)系為華北中強(qiáng)地震發(fā)生前一般都有前兆震群存在。主震震級(jí)越大，震群出現(xiàn)的越早，距主震距離越遠(yuǎn)，并且前兆震群會(huì)發(fā)生遷移現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：震群；強(qiáng)震；華北地區(qū)

0 引言

震群活動(dòng)是區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)增強(qiáng)過程的客觀反映，是地震活動(dòng)的一種形式。在地震活動(dòng)圖像中，震群活動(dòng)是一個(gè)顯著的標(biāo)志。它受制于大范圍構(gòu)造應(yīng)力，同時(shí)與地下物質(zhì)運(yùn)動(dòng)、應(yīng)力狀態(tài)，區(qū)域地震構(gòu)造條件和介質(zhì)特性諸方面有關(guān)［1］。震群活動(dòng)與大地震的孕育和發(fā)生是否存在直接關(guān)系？是否為較大地震的前兆？震群與主震在時(shí)間、空間及能量上是否有密切聯(lián)系？這些是很多地震工作者努力要研究的問題。目前，關(guān)于震群與強(qiáng)震關(guān)系的研究大致有兩種思路：一種是著力于研究單個(gè)震群，力圖尋求它們與強(qiáng)震孕育有關(guān)的特征，例如薛燕等（1999）對(duì)唐山大地震震前震群進(jìn)行研究；張晁軍等（2001）對(duì)張北地震震前震群進(jìn)行研究。期望能從時(shí)、空、強(qiáng)方面找出特征指標(biāo)，但距離找到確定性的預(yù)測(cè)指標(biāo)尚遠(yuǎn)。另一種是從一定區(qū)域內(nèi)眾多震群的總體特征出發(fā)，研究其空間分布、時(shí)間進(jìn)程等特點(diǎn)。例如宋冶平等（2001）研究了華北地區(qū)震群活動(dòng)的階段性特征；黃蕓等（2011）研究了江蘇地區(qū)震群活動(dòng)特征。上述研究得出部分區(qū)域性震群活動(dòng)特征，但由于問題的復(fù)雜性，至今未能得到肯定的結(jié)果。

為判斷震群發(fā)生后發(fā)震區(qū)或相關(guān)區(qū)域未來地震活動(dòng)發(fā)展趨勢(shì)，提高對(duì)地震發(fā)生發(fā)展規(guī)律的認(rèn)識(shí)水平。我們篩選了1970年以來華北地區(qū)強(qiáng)震發(fā)生前的震群，初步探討該地區(qū)前兆震群活動(dòng)與強(qiáng)震（MS≥6.0）的關(guān)系。

1 震群資料的處理與分析

按照《地震學(xué)分析預(yù)報(bào)方法程式指南》［2］選擇震群原則，挑選1970年以來華北地區(qū)（30o～43oN，108o～125oE）的震群資料。

研究區(qū)所取的資料為（30o～43oN，108o～125oE）范圍內(nèi)的震群和發(fā)生在該地區(qū)的中強(qiáng)地震?？紤]到資料的連續(xù)性和完整性及早期地震監(jiān)測(cè)能力低的問題，特選用國(guó)家地震局震情預(yù)報(bào)分析中心提供的全國(guó)地震目錄（ML≥2.0）數(shù)據(jù)庫和遼寧地震局震情分析預(yù)報(bào)室提供的遼寧地震目錄。

表1　華北地區(qū)強(qiáng)震震例目錄

圖1　主震與震群位置空間分布Fig.1 Earthquake and earthquake swarm space distribution

2 震群與主震的空間分布特征

圖2　海城地震和前兆震群位置Fig.2 Haicheng earthquake and the location of the earthquake precursor group

表2　1975年海城MS7.3地震的對(duì)應(yīng)震群

表3　1976年7月28日唐山MS7.8地震的對(duì)應(yīng)震群

圖3　唐山地震和前兆震群位置Fig.3 Tangshan earthquake and the location of the earthquake precursor group

圖4　內(nèi)蒙五原地震和前兆震群位置Fig.4 Inner Mongolia Wuyuan earthquake and the location of the earthquake precursor group

表4　1979年8月25日內(nèi)蒙五原MS6.1地震的對(duì)應(yīng)震群

圖5　山東菏澤地震和前兆震群位置Fig.5 Heze Shandong earthquake and the location of the earthquake precursor group

圖6　山西大同地震前兆震群位置Fig.6 Datong Shanxi earthquake and the location of the earthquake precursor group

表5　1983年11月7日山東菏澤MS6.0地震的對(duì)應(yīng)震群

表6　1989年10月19日山西大同MS 6.1地震的對(duì)應(yīng)震群

圖7　內(nèi)蒙包頭地震和前兆震群位置Fig.7 Baotou Inner Mongolia earthquake and the location of the earthquake precursor group

圖8　張北地震和前兆震群位置圖Fig.8 Zhangbei earthquake and the location of the earthquake precursor group

表7　1996年5月3日內(nèi)蒙包頭MS 6.4地震的對(duì)應(yīng)震群

表8　1998年1月10日河北張北MS 6.2地震的對(duì)應(yīng)震群

1979年8月25日的內(nèi)蒙五原地震和1996年5月3日的內(nèi)蒙包頭地震因處于華北地區(qū)邊緣，有可能記錄的前兆震群發(fā)生在華北地區(qū)以外，這次都只找到1個(gè)可信的前兆震群。1996年11月9日的東海地震因發(fā)生在海中，這次未能找到可信的前兆震群。

通過對(duì)上面圖1-8和表1-8的分析，可以看出：

（1）海城地震前震群有1974年3月的內(nèi)蒙敖漢旗2.8震群（260km）—1974年12月的本溪4.8震群（89km）—1975年2月的營(yíng)口4.7震群（17km）。時(shí)間和地點(diǎn)都是由遠(yuǎn)到近，時(shí)間跨度近1年，最遠(yuǎn)距離260km，主震震級(jí)比前兆震群高2.5級(jí)；

（2）唐山地震前震群有1974年6月河北寧晉4.5震群（330km）—1975年6月遼陽4.0震群（510km）—1976年2月山東長(zhǎng)島3.7震群（268km）—1976年3月山東長(zhǎng)島3.4震群（270km）—1976年6月蓋縣2.6震群（370km）—1976年4月營(yíng)口4.1震群（415km）—1976年7月山西沁縣3.1震群（510km）。地點(diǎn)是由遠(yuǎn)到近，再由近到遠(yuǎn)，時(shí)間跨度2年，最遠(yuǎn)距離510km，主震震級(jí)比前兆震群高3.3級(jí)；

（3）1983年11月7日山東菏澤地震的前兆震群有1981年11月河北隆堯3.4震群（240 km）—1982年11月山西和順3.8震群（300km），時(shí)間跨度近2年，地點(diǎn)是由近到遠(yuǎn)，主震震級(jí)比前兆震群高2.4級(jí)；

（4）1989年10月19日山西大同地震的前兆震群有1986年2月河北寧晉4.4震群（220km）—1986年11月山西運(yùn)城3.8震群（540km）—1987年1月河北任縣3.7震群（240km）—1989年8月內(nèi)蒙科爾沁2.8震群（470 km），地點(diǎn)是由遠(yuǎn)到近，再由近到遠(yuǎn)，時(shí)間跨度3.6年，主震震級(jí)比前兆震群高1.7級(jí)；

（5）1998年1月10日河北張北地震前有1996年1月的山西陽泉2.5震群（340km）—1996年12月北京順義3.6震群（210km）—1997年9月山西潞城2.1震群（510km），時(shí)間和地點(diǎn)都是由遠(yuǎn)到近，再由近到遠(yuǎn)，時(shí)間跨度近2～3年，最遠(yuǎn)距離540km，主震震級(jí)比前兆震群高2.6級(jí)。薛燕等曾論證：唐山大地震前的震群活動(dòng)顯示出一定的遷移性：大震前3年，震群由外圍向震中區(qū)遷移，而震中前3個(gè)月，由震中區(qū)附近向外圍遷移；

（6）1979年8月25日內(nèi)蒙五原地震的前兆震群內(nèi)蒙涼城4.8震群距主震377km，時(shí)間跨度2.6年，主震震級(jí)比前兆震群高1.3級(jí)；

（7）1996年5月3日內(nèi)蒙包頭地震的前兆震群山西大同3.6震群距主震340km，時(shí)間跨度2.6年，主震震級(jí)比前兆震群高2.8級(jí)。這兩個(gè)地震都只記錄到一個(gè)前兆震群，在位置變化上無法找出規(guī)律性，但在時(shí)間上和震級(jí)比例上符合規(guī)律。前兆震群可以發(fā)生在未來主震的周圍一定空間范圍或距主震有一定距離的地方。

3 結(jié)論與討論

（1）通過對(duì)上述有關(guān)震群和中強(qiáng)震的分析和總結(jié)可以看出，8次華北中強(qiáng)地震發(fā)生前有6次在震前可以找到具有前兆意義的震群，存在概率為75%。

（2）華北地區(qū)前兆震群與主震在時(shí)、空、強(qiáng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系是：華北地區(qū)發(fā)生的8次中強(qiáng)震有6次有前兆震群出現(xiàn)，如唐山地震、張北地震等，震前出現(xiàn)前兆震群。在空間上表現(xiàn)為：先在距主震較遠(yuǎn)的地方發(fā)生，接著遷移到較近的地方，而后又在距主震較遠(yuǎn)的地方發(fā)生震群，近處210公里，最遠(yuǎn)處540公里，隨后主震發(fā)生；在時(shí)間上表現(xiàn)為：時(shí)間跨度大約為1～3年（海城地震為1年，唐山地震為3年）；在強(qiáng)度上表現(xiàn)為：一般主震的震級(jí)比前兆震群的震級(jí)平均高1.3～3.3級(jí)（內(nèi)蒙五原地震1.3級(jí)，唐山地震3.3級(jí)）。

（3）華北地區(qū)強(qiáng)震前震群類型

參考宋俊高等［3］按其前兆意義與實(shí)際地震對(duì)應(yīng)情況，華北震群可分為一般震群、前兆震群和前震序列型震群。

一般震群：?jiǎn)为?dú)發(fā)生的一組小震事件，屬于正常的地震活動(dòng)，后續(xù)沒有較大地震對(duì)應(yīng)。

前兆震群：具有一定的前兆意義。震群整個(gè)時(shí)間段內(nèi)，地震頻次成簇，能量釋放幅度變化較大。在一兩年內(nèi)，在該震群附近200～300公里范圍內(nèi)將發(fā)生M≥5.0地震。在時(shí)、空分布上與主震有一定誤差。震群發(fā)生后在該震群半徑200～300公里內(nèi)，二年內(nèi)發(fā)生比該震群最大震級(jí)至少高一級(jí)的地震發(fā)生。但個(gè)別震級(jí)較大的地震如1976年唐山7.8級(jí)地震經(jīng)薛燕［4］論述在震前6～7年，距震中40～800公里范圍內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)前兆震群。

前震序列型震群：是比較特殊的前兆震群，除具備前兆震群的特點(diǎn)外，在時(shí)、空、上都與即將到來的前震差別不大。該震群發(fā)生后，經(jīng)過幾天至十幾天密集發(fā)震后幾乎在原地即發(fā)生中強(qiáng)震。海城地震前的震群就是這個(gè)類型。

通過上面的總結(jié)看出，華北地區(qū)中強(qiáng)震發(fā)生前大部分會(huì)有前兆震群出現(xiàn)，但其中只有遼寧海城地震之前出現(xiàn)的前兆震群類型為前震序列型震群，而華北其他地區(qū)只出現(xiàn)一般類型的前兆震群，似乎很少有前震序列型震群發(fā)生。

（4）由于前兆震群的類型比較多，發(fā)生的范圍比較大，時(shí)間長(zhǎng)短不一等問題的復(fù)雜性，是否應(yīng)把研究前震序列型震群作為以后的研究方向。

參考文獻(xiàn)：

［1］郭愛香，李霞，林懷存，等.華北地區(qū)中強(qiáng)以上地震與前兆震群的相關(guān)分析［J］.地震地磁觀測(cè)與研究， 2001 （1）：23-28.

［2］國(guó)家地震局科技監(jiān)測(cè)司.地震學(xué)分析預(yù)報(bào)方法程式指南［M］.北京：地震出版社，1990.

［3］宋俊高，王煒.震群活動(dòng)和地震預(yù)報(bào)綜述［J］.國(guó)際地震動(dòng)態(tài)，1998（9）：6-11.

［4］薛艷，梅世蓉.唐山大震前后一般震群與前兆震群時(shí)空演化特征研究［J］.地震，1999（2）：183-189.

SWARM IN NORTH CHINA AND THE STUDY ON THE RELATIONSHIP BETWEEN THE SPATIAL DISTRIBUTION OF EARTHQUAKE

LI Jing-jin，GUANG Xiao-ming，WANG Liang，JI Yan-hui，LI Zhe
（Jinzhou Seismic Station，liaoning Jinzhou 121013，China）

Abstract：Occurred in north China since 1970 through the system research of the swarm activity， according to the seismological method for analysis and prediction program guide screened in the selection principles of swarm since 1970 in north China before earthquake swarm， using software MAPSIS determining swarm nature. Preliminary discussion on the region swarm activity and earthquake （MS6.0 or higher） the spatial distribution of relationship before strong earthquakes occurred in north China for precursory swarm generally exist. Main shock， the greater the magnitude earthquake clusters in the earlier， the farther the distance from the main shock， and the precursor swarm migration phenomenon happens.

Key words：swarm； strong shock； north China region

中圖分類號(hào)：P315

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI:10.13693/j.cnki.cn21-1573.2016.02.009

文章編號(hào)：1674-8565（2016）02-0052-06

收稿日期：2015-12-27

修訂日期：2016-01-25

作者簡(jiǎn)介：李京錦（1971-），男，遼寧省錦州市人，工程師，現(xiàn)主要從事地震監(jiān)測(cè)工作。