基于區(qū)域-時間-長度算法的區(qū)域地震活動與強震關(guān)系研究

劉 月 呂曉健

(中國北京100036中國地震局地震預(yù)測研究所)

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基于區(qū)域-時間-長度算法的區(qū)域地震活動與強震關(guān)系研究

劉 月 呂曉健

(中國北京100036中國地震局地震預(yù)測研究所)

基于區(qū)域-時間-長度(RTL)算法， 本文以汶川MS8.0、 于田MS7.3、 蘆山MS7.0、 魯?shù)镸S6.5及景谷MS6.6地震為例， 對強震前地震活動異?？臻g分布與發(fā)震地點的關(guān)系進行分析, 并根據(jù)新提出的物理參數(shù)區(qū)域-時間-長度的面積分IRTL探索區(qū)域地震活動水平與地震發(fā)生時間的關(guān)系． 結(jié)果顯示： 3次MS≥7.0強震前均檢測到地震活動平靜， 2次MS>6.0地震前均檢測到地震活動增強， 這些地震活動平靜和增強異常主要分布在震中及其附近潛在發(fā)震斷裂帶及周邊， 異常范圍和異常程度隨時間由小到大再到小．MS≥7.0強震前， 地震活動平靜主體區(qū)的IRTL曲線在震前1—3年從零值下降至低谷后回升， 低谷點與地震發(fā)生的時間間隔為9—18個月； 魯?shù)镸S6.5和景谷MS6.6地震前，IRTL曲線分別在震前1年和1.8年由低值開始上升， 達到峰值后回落， 峰值點與地震發(fā)生的時間間隔分別為3個月和9個月． 本文結(jié)果表明， 地震活動平靜的IRTL低谷點和地震活動增強的IRTL峰值點對地震發(fā)生可能有一定的指示意義．

區(qū)域-時間-長度(RTL)算法 RTL面積分 地震活動性

引言

利用地震活動圖像演化研究強震孕育過程已取得一些成果， 在不同孕震階段, 地震活動圖像典型的演化過程是： 背景空區(qū)—增強活動(包括低b值現(xiàn)象)—地震條帶(含前兆震群)—地震平靜—主震(Gutenberg, Richter, 1944; Aki, 1965; Mogi, 1979; 張國民等, 2005; 聞學(xué)澤等, 2013; Gardonioetal, 2015; Hongetal, 2015; Ishibeetal, 2015)． 但在地震危險性分析中， 對空區(qū)和條帶的識別及其變化特征分析存在不確定性， 而區(qū)域-時間-長度(region-time-length， 簡寫為RTL)算法(Sobolev, Tyupkin, 1997)可以定量分析地震活動水平隨時間的變化．

基于RTL算法的研究結(jié)果顯示: 在堪察加地區(qū)MS>7.0、 阪神MS7.2、 根室半島MW6.8、 土耳其MW7.4和汶川MS8.0等強震前1.5—3.5年均檢測到地震活動平靜， 持續(xù)時間約為1—2.5年(Sobolev, Tyupkin, 1999; Huang, Sobolev, 2001; Huangetal, 2001, 2002; Chen, Wu, 2006; Huang, 2008)； 在1994—2004年發(fā)生在意大利(不包括第勒尼安海)的66%的ML4.0—4.9地震和全部ML≥5.0地震前均檢測到地震活動平靜或增強(Gentili, 2010)． 蔣海昆等(2004a, b)以及梅秀蘋和劉小鳳(2013)根據(jù)改進的RTL算法， 對我國華北、 甘肅及鄰近地區(qū)發(fā)生的MS≥5.0地震進行回顧性檢驗的結(jié)果表明， 大多數(shù)地震震前0.5—3年均檢測到地震活動平靜或增強， 持續(xù)時間為0.5—2.5年．

綜上可知， 在已知震中和發(fā)震時間的前提下， RTL算法可以有效地研究目標(biāo)點的地震活動平靜或增強的異常現(xiàn)象， 并在許多震例分析中取得較好效果， 但在地震發(fā)生危險性實踐中卻應(yīng)用不多． 在未知震中和發(fā)震時間的情況下， 尚不能根據(jù)基于RTL算法所得到的地震活動異?？臻g分布有效地判定異常區(qū)和區(qū)域地震活動水平， 究其原因， 一方面是對地震活動異?？臻g分布和異常演化特征的認(rèn)識不夠， 另一方面是缺少定量衡量區(qū)域地震活動總體水平的物理參數(shù). 這樣， 地震活動異?？臻g分布與地震發(fā)生時間的定量關(guān)系也難以建立． 鑒于此， 本文將利用RTL算法著重分析2008年汶川MS8.0、 于田MS7.3， 2013年蘆山MS7.0和2014年魯?shù)镸S6.5、 景谷MS6.6地震， 即3次MS≥7.0和2次MS>6.0強震前的地震活動異?？臻g分布及其演化特征， 并根據(jù)新提出的物理參數(shù)RTL面積分IRTL(劉月等， 2016a, b)來研究區(qū)域地震活動水平與地震發(fā)生時間和地點的關(guān)系．

1 理論與資料

1.1 RTL算法

RTL算法由Sobolev和Tyupkin (1997)提出， 該算法以地震目錄為研究資料， 定量檢測地震活動偏離背景水平的異常程度． 對于研究點(x,y)在t時刻與背景水平的偏差程度可用VRTL表示. 該值定義為震中距、 時間以及破裂尺度減去背景值后分別除以各自標(biāo)準(zhǔn)差的乘積， 其表達式為

(1)

其中，R(x,y,t)為t時刻之前發(fā)生的地震與研究點(x,y)的震中距函數(shù)，T(x,y,t)為時間函數(shù)，L(x,y,t)為破裂尺度函數(shù)， 其表達式分別為

(2)

式中：ri為第i次地震與研究點(x,y)之間的距離；r0為特征距離；ti和li分別為第i次地震的發(fā)震時間和破裂尺度；t0為特征時間；Rbk(x,y,t)，Tbk(x,y,t)和Lbk(x,y,t)分別為震中距、 時間和破裂尺度的背景值， 可分別由式(2)右邊第一項的均方根得到； 地震破裂尺度li可由下式得到(郭增建, 秦保燕, 1991)：

(3)

式中，Mi為第i次地震的震級.

對震級、 距離、 時間及深度， 引入約束如下：

(4)

式中，Mmin通常取最小完備性震級，di為第i次地震的震源深度，d0為截止震源深度． 滿足以上約束條件的地震次數(shù)記為n． 理論上講， 距離點(x,y)越遠(yuǎn)， 與t時刻的時間間隔越長， 破裂尺度越小的地震對研究點(x,y,t)的影響越?。?距離點(x,y)越近， 與t時刻的時間間隔越短， 破裂尺度越大的地震對研究點(x,y,t)的影響則越大．

VRTL(x,y,t)<0表示t時刻的地震活動水平低于t時刻之前的背景水平， 表明地震活動平靜；VRTL(x,y,t)>0表示t時刻的地震活動水平高于t時刻之前的背景水平， 表明地震活動增強． 實際分析中為了排除正常擾動， 通常將VRTL(x,y,t)<-1視為地震活動平靜，VRTL(x,y,t)>1視為地震活動性增強．

1.2 RTL面積分IRTL

在衡量地震活動空間異常方面， Huang等(2002)和Huang(2008)提出了參數(shù)Q， 該參數(shù)是空間區(qū)域任一掃描點在目標(biāo)研究點(震中)地震活動平靜時段的VRTL平均值， 可以定量衡量在震中的地震活動平靜時段內(nèi)研究區(qū)地震活動平靜的分布情況． 震例分析時， 先根據(jù)震中的VRTL值隨時間的變化確定地震活動平靜時段[tA,tB]， 假設(shè)在該時間段內(nèi)有m個計算數(shù)據(jù)， 將任一掃描點在該時段m個數(shù)據(jù)的均值記為Q． 計算參數(shù)Q時， 需已知研究點的地震活動平靜時間范圍， 在震中和發(fā)震時間未知的情況下， 其應(yīng)用受到較大的局限； 另外， 該參數(shù)只反映了[tA,tB]時段內(nèi)的平均值， 不能體現(xiàn)地震活動平靜隨時間的動態(tài)變化．

RTL面積分IRTL是VRTL與異常區(qū)面積的乘積(劉月等， 2016a， b)， 該參數(shù)不受震中位置和發(fā)震時間的限制， 可綜合反映區(qū)域地震活動水平隨時間的變化， 其表達式為

(5)

計算過程中VRTL的選取參照實際分析時VRTL閾值的選取．IRTL值與空間統(tǒng)計區(qū)的選取直接相關(guān)， 空間范圍的選取則要根據(jù)震前研究區(qū)的VRTL空間分布隨時間的演化結(jié)果來確定. 選定空間范圍后， 再根據(jù)式(5)計算IRTL隨時間的變化．

1.3 資料及處理方法

本文所用的地震震例及其相關(guān)參數(shù)詳見表1． 在地震活動性研究中， 地震目錄中余震的刪除和震級完整性分析尤為重要． 本文使用擴散鏈法(李閩峰, 2002)剔除余震． 該方法通過鏈?zhǔn)綌U散刪除余震， 在Reasenberg(1985)方法的基礎(chǔ)上， 根據(jù)我國震例主震與最大余震間距離擬合得到不同震級的余震空間分布范圍， 時間范圍選取參照K-K法(Keilis-Boroketal, 1980)． 刪除余震后， 以最大曲率法(Ogataetal, 1991)和擬合度分別為90%和95%的擬合度檢測法(Wiemer, Wyss, 2000; 蔣長勝, 吳忠良, 2011)定量計算區(qū)域地震最小完整性震級MC及其隨時間的變化．

表1 本文所用的地震震例及其相關(guān)參數(shù)

參考已有的震例分析過程(蔣海昆等, 2004a, b; Huang, 2008)， 在滿足一定時空范圍內(nèi)所研究的主震震級最大的前提下， 本文選取震前6年或更長時間的地震目錄分析地震活動性． 令特征時間t0為12個月， 滑移步長為10天， 截止深度d0為50 km， 震級下限Mmin≥MC． 為保證計算結(jié)果的可靠性， 令參與計算的地震次數(shù)n≥20， 特征半徑以Δr0=10 km為變化量， 對每個震例進行多次計算． 結(jié)果表明， 一定范圍內(nèi)參數(shù)的改變， 只會造成VRTL和IRTL值的不同， 但不會改變二者隨時間的變化趨勢， 因此不影響對異常的判斷．

2 震例分析

本文所有研究震例均以網(wǎng)格形式進行空間掃描， 掃描點以0.25°N×0.25°E滑移； 特征時間t0為12個月； 滑移步長為10天； 震級下限Mmin參照表1中的數(shù)據(jù)， 震級上限小于主震震級． 由于本文旨在通過震例分析， 為今后開展全時空掃描奠定基礎(chǔ)， 所以規(guī)定： 資料獲得性較好的地區(qū)， 特征半徑r0=50 km； 資料獲得性較差的地區(qū)，r0=75 km．

2.1 2008年汶川MS8.0地震

圖1 汶川地震前震中VRTL隨時間的變化Fig.1 The temporal variation of the VRTL of the epicenter prior to Wenchuan earthquake

2008年5月12日汶川MS8.0地震發(fā)生在龍門山推覆構(gòu)造帶上(徐錫偉等, 2013)． 從中期異常的角度， Huang(2008)利用RTL算法， 使用2001年1月1日至發(fā)震前一天的地震目錄分析了震前的地震活動性變化， 結(jié)果顯示2006—2007年檢測到地震活動平靜. 本文使用相同時段的地震目錄， 令r0=50 km， 也檢測到地震活動平靜, 如圖1所示． 圖2給出了汶川地震前VRTL空間分布隨時間的演化過程， 限于篇幅， 本文僅列出可反映地震活動變化過程的圖像． 可以看出： 震前兩年左右， 在龍門山后山斷裂帶以西的理縣、 黑水一帶檢測到小范圍地震活動平靜(圖2a)； 隨著時間的推移， 異常范圍和異常程度不斷增強， 至發(fā)震前1年， 在鮮水河斷裂帶與龍門山斷裂帶交匯處以及龍門山斷裂帶南段檢測到大范圍地震活動平靜(圖2b紅色框區(qū)域)； 之后， 隨著發(fā)震時間的臨近， 異常范圍縮小， 異常程度減弱．

圖2 汶川地震前VRTL空間分布隨時間的演化過程 紅色框區(qū)域代表地震活動平靜異常區(qū)， 圖4和圖6說明同此

圖3 汶川地震前地震活動平靜異常區(qū)(圖2b 紅色框)內(nèi)IRTL隨時間的變化 Fig.3 The temporal variation of IRTL in the anomalous region of seismic quiescence (red frame in Fig.2b) prior to Wenchuan earthquake

根據(jù)研究區(qū)VRTL空間分布隨時間的演化圖像， 只能定性觀察地震活動變化. 為了定量檢驗區(qū)域地震活動平靜水平， 根據(jù)式(5)計算圖2b紅色框區(qū)域內(nèi)IRTL隨時間的變化， 令計算閾值VRTL<-1． 由于異常范圍和異常程度在圖2b中達到最大， 故根據(jù)此時的結(jié)果選擇統(tǒng)計區(qū)， 并把該區(qū)域看作汶川地震前地震活動平靜的主體區(qū)．

圖3給出了汶川地震前地震活動平靜異常區(qū)(圖2b紅色框)內(nèi)IRTL隨時間的變化． 可以看出： 2003年初至2005年底，IRTL值在低值附近波動； 2006年后IRTL值開始下降， 于2007年5月降至谷底， 此時IRTL=-1.81×105km2； 之后迅速回升至較低水平， 地震發(fā)生． 該過程反映了區(qū)域地震活動水平從2006年開始不斷下降， 震前1年地震活動平靜的異常程度達到最高， 之后逐漸向背景水平恢復(fù)的過程． 從IRTL曲線出現(xiàn)低谷至汶川地震發(fā)生的時間近1年， 作為中期前兆異常，IRTL較好地“指示”了汶川地震的發(fā)生．

2.2 2008年于田MS7.3地震

2008年3月21日新疆于田MS7.3地震發(fā)生在西昆侖地震帶康西瓦斷裂與阿爾金斷裂帶的交匯區(qū)域(徐錫偉等, 2011; 劉博研等, 2015)． 本文使用2001年1月1日—2008年3月20日的地震目錄， 令特征半徑r0=75 km， 得到于田地震前VRTL空間分布隨時間的演化過程， 如圖4所示． 可以看出： 2004年10月， 在震中東北方向檢測到地震活動平靜， 主要分布在阿爾金斷裂帶西端； 隨著時間的推移， 異常由東向西發(fā)展， 異常范圍和異常程度不斷增強； 至2005年10月底， 即震前兩年半， 在康西瓦斷裂帶東端和龍木錯—郭扎錯斷裂帶附近檢測到大范圍地震活動平靜(圖4b紅色框區(qū)域)； 之后， 異常程度逐漸減弱， 異常范圍于震前一年縮小至震中附近．

圖4 于田地震前VRTL空間分布隨時間的演化過程

圖5 于田地震前地震活動平靜異常區(qū)(圖4b 紅色框)內(nèi)IRTL隨時間的變化 Fig.5 The temporal variation of IRTL in the anomalous region of seismic quiescence (red frame in Fig.4b) prior to Yutian earthquake

震前VRTL空間分布隨時間的變化顯示， 2005年10月31日(圖4b)， 地震活動平靜范圍和異常程度達到最大， 圖中紅色框區(qū)域可看作地震活動平靜異常區(qū)． 為了定量分析震前區(qū)域地震活動水平， 根據(jù)式(5)計算了該區(qū)域IRTL隨時間的變化， 如圖5所示． 可以看出： 2003年初至2004年上半年，IRTL值在較低水平波動； 2004年下半年至2004年底檢測到-105km2

間的回升; 從2005年2月該值開始不斷下降， 至2005年10月降至谷底，IRTL=-4.19×105km2； 此后， 雖出現(xiàn)較大幅度的波動， 但總體仍呈上升趨勢， 并于2007年下半年接近背景水平． 從IRTL曲線出現(xiàn)低谷至于田地震發(fā)生的時間間隔為18個月．

2.3 2013年蘆山MS7.0地震

2013年4月20日蘆山MS7.0地震發(fā)生在龍門山南段前山斷裂以東的構(gòu)造變形帶內(nèi)， 該地震發(fā)生時間與汶川地震僅相隔近5年， 地震震中與汶川地震起始破裂點相距約85 km(徐錫偉等, 2011)， 在一定程度上受到汶川地震的影響(單斌等, 2013)． 為了分析在汶川地震導(dǎo)致地震活動增強的背景下蘆山地震前的地震活動性變化， 本文使用2009年1月1日—2013年4月19日的地震目錄， 令特征半徑r0=50 km， 得到蘆山地震前VRTL空間分布隨時間的演化過程， 如圖6所示． 可以看出， 蘆山地震前也檢測到地震活動平靜． 震前兩年在龍門山斷裂帶南段檢測到了地震活動平靜，VRTL值與背景水平的偏離程度較低(圖6a)； 隨著時間的推移， 異常范圍不斷擴大， 異常程度增強， 至2012年7月， 西至龍門山斷裂帶與鮮水河斷裂帶交匯區(qū)， 北至汶川—茂縣斷裂以西的黑水一帶(圖6b紅色框區(qū)域)均檢測到異常； 隨著發(fā)震時間的臨近， 異常范圍減小， 異常程度減弱． 與前面地震類似， 震前地震活動平靜異常區(qū)面積和異常程度呈現(xiàn)由小變大再變小的過程．

圖6 蘆山地震前VRTL空間分布隨時間的演化過程

2012年7月23日的異常范圍和異常程度幾乎最大(圖6b紅色框區(qū)域)， 將此時的地震活動平靜區(qū)看作異常主體區(qū)， 計算該區(qū)域IRTL隨時間的變化， 如圖7所示． 可以看出： 2011年初至2012年3月初，IRTL值在零值附近波動； 從2012年3月底IRTL值開始下降， 至2012年7月降至谷底，IRTL=-3.21×105km2； 之后向背景水平回升， 9個月后發(fā)生蘆山地震． 與前面震例類似， 震前IRTL值不斷下降， 達到谷底后回升， 數(shù)月后發(fā)生了蘆山地震．

圖7 蘆山地震前地震活動平靜異常區(qū)(圖6b紅色框)內(nèi)IRTL隨時間的變化 Fig.7 The temporal variation of IRTL in the anomalous region of seismic quiescence (red frame in Fig.6b) prior to Lushan earthquake

以上MS≥7.0強震前均檢測到地震活動平靜， 且VRTL空間分布和IRTL隨時間的演化過程均相同， 下面將研究MS>6.0地震前的地震活動性變化．

2.4 2014年魯?shù)镸S6.5地震

2014年8月3日魯?shù)镸S6.5地震發(fā)生在青藏高原東緣與華南地塊相互作用的邊界變形帶上， 位于小江斷裂帶東側(cè)的NE向昭通—蓮峰斷裂帶內(nèi)(李永華等, 2014; 徐錫偉等, 2014)． 該地區(qū)地震活動較為活躍， 近十年來周邊發(fā)生了一系列MS≥5.0地震， 如2003年云南魯?shù)镸S5.0，MS5.1地震， 2012年云南彝良MS5.6，MS5.7地震以及2014年云南永善MS5.3地震等． 本文使用2008年1月1日—2014年8月2日的地震目錄， 令特征半徑r0=50 km， 得到魯?shù)榈卣鹎癡RTL空間分布隨時間的演化過程， 如圖8所示． 可以看出： 震前1年左右， 在震中北側(cè)的大涼山次級地塊(聞學(xué)澤等, 2013)內(nèi)開始檢測到地震活動增強，VRTL值約為3； 隨著時間的推移， 異常范圍和VRTL值不斷增大， 至2014年4月達到頂峰， 在馬邊構(gòu)造帶與昭通—蓮峰構(gòu)造帶圍成的區(qū)域內(nèi)檢測到地震活動增強； 至2014年7月， 蓮峰斷裂東段異常減弱， 其它地區(qū)地震活動增強現(xiàn)象較之前變化不大． 總體來講， 地震活動增強現(xiàn)象主要分布在大涼山次級地塊， 2013年8月—2014年4月異常程度不斷增加， 2014年5月后略有減弱．

圖8 魯?shù)榈卣鹎癡RTL空間分布隨時間的演化過程紅色框區(qū)域代表地震活動增強異常區(qū)， 圖10說明同此

圖9 魯?shù)榈卣鹎暗卣鸹顒釉鰪姰惓^(qū)(圖8b紅色框)內(nèi)IRTL隨時間的變化及M-t圖 Fig.9 The temporal variation of IRTL in the anomalous region of seismicity enhancement (red frame in Fig.8b) prior to Ludian earthquake and M-t plot

2014年4月4日的地震活動增強區(qū)(圖8b紅色框區(qū)域)可看作異常主體區(qū)． 圖9給出了該區(qū)域內(nèi)IRTL隨時間的變化及M-t圖． 可以看出： 2011年初至2013年7月，IRTL值在背景水平波動； 從2013年8月IRTL值開始不斷增大， 意味著該區(qū)域地震活動不斷增強， 在此過程中發(fā)生了2014年4月5日永善MS5.3地震； 2014年5月上旬IRTL值達到峰值，IRTL=3.45×105km2； 之后回落， 峰值后3個月發(fā)生魯?shù)榈卣穑?發(fā)震時IRTL值處于下降過程中， 但數(shù)值仍較大， 表明該地區(qū)的地震活動仍比較活躍．

2.5 2014年景谷MS6.6地震

2014年10月7日景谷MS6.6地震發(fā)生在瀾滄江斷裂以東的思茅—普洱地震帶與該斷裂帶以西的耿馬—瀾滄地震帶之間， 距思茅—普洱地震帶較近(李永華等, 2014; 徐錫偉等, 2014)． 本文使用2008年1月1日—2014年10月10日的地震目錄， 令特征半徑r0=50 km， 得到景谷地震前VRTL空間分布隨時間的演化過程， 如圖10所示． 空間地震活動增強異常以震中為中心， 集中在(22.5°N—24.5°N， 99°E—102°E)范圍內(nèi)． 震前14個月， 異常主要分布在震中西南的耿馬—瀾滄地震帶(圖10a)； 隨著時間的推移， 異常范圍不斷增大， 異常程度增加； 至2014年初， 以震中為中心， 在耿馬—瀾滄地震帶和思茅—普洱地震帶檢測到大范圍地震活動增強； 之后， 震中以東的異常逐漸減弱甚至消失， 異常主要集中在震中西北100 km范圍內(nèi)． 景谷地震前地震活動增強的空間異常范圍和異常程度由小變大再變小， 該特征與魯?shù)榈卣鸢l(fā)震前類似．

2014年初(圖10b)， 地震活動增強的異常范圍幾乎達到最大， 可將該區(qū)域看作異常主體區(qū)． 圖11給出了該區(qū)域內(nèi)IRTL隨時間的變化． 可以看出： 2011年年初—2012年年底， 地震活動在背景水平波動； 2013年之后，IRTL值不斷上升， 表明該區(qū)域地震活動水平不斷增強； 2014年1月中旬，IRTL值達到峰值， 此時IRTL=8.85×105km2； 之后， 區(qū)域地震活動水平向背景水平回落， 峰值與景谷地震發(fā)生的時間間隔為9個月． 與圖10觀察到的現(xiàn)象相比，IRTL更加定量直觀地反映了區(qū)域地震活動水平的變化情況．

圖10 景谷地震前VRTL空間分布隨時間的演化過程

圖11 景谷地震前地震活動增強異常區(qū)(圖10b紅色框)內(nèi)IRTL隨時間的變化Fig.11 The temporal variation of IRTL in the anomalous region of seismicity enhancement (red frame in Fig.10b) prior to Jinggu earthquake

3 討論與結(jié)論

本文分別以汶川MS8.0、 于田MS7.3、 蘆山MS7.0、 魯?shù)镸S6.5及景谷MS6.6地震為例， 基于RTL算法分析了強震前地震活動空間演化與發(fā)震地點的關(guān)系， 并根據(jù)新提出的物理參數(shù)RTL面積分IRTL探索區(qū)域地震活動水平與地震發(fā)生時間的關(guān)系．

汶川MS8.0、 于田MS7.3和蘆山MS7.0等3次MS≥7.0強震前均檢測到地震活動平靜， 魯?shù)镸S6.5和景谷MS6.6地震前均檢測到地震活動增強， 這些地震活動平靜或增強異常主要分布在震中及附近的潛在發(fā)震斷裂帶及周邊， 隨著時間的推移， 異常范圍和異常程度均從小變大再變?。甅S≥7.0強震前， 地震活動平靜異常主體區(qū)的IRTL值于震前1—3年從零值開始下降， 至谷底后回升， 即震前1—3年開始檢測到地震活動平靜； 之后異常程度不斷增強， 當(dāng)IRTL值降至谷底時， 區(qū)域地震活動平靜異常程度最高；IRTL值出現(xiàn)谷底至地震發(fā)生的時間間隔為9—18個月． 魯?shù)镸S6.5和景谷MS6.6地震前， 地震活動增強異常區(qū)的IRTL值分別于震前1年和1.8年由低值開始上升， 達到峰值后回落， 峰值出現(xiàn)時間與地震發(fā)生時間的間隔分別為3個月和9個月．

綜上可知， 地震活動平靜的IRTL低谷點和地震活動增強的IRTL峰值點對地震發(fā)生可能有一定的指示意義． 但不同地區(qū)的發(fā)震震級與異常程度(IRTL值)之間似乎不存在相關(guān)性， 這說明震級、 發(fā)震時間與地震活動異常的關(guān)系還受到研究區(qū)介質(zhì)性質(zhì)、 斷層幾何形狀和孕震動力學(xué)條件等因素的影響． 在日后研究中， 我們將結(jié)合研究區(qū)的地球物理條件， 進一步探索地震活動異常與地震震級和發(fā)生時間的關(guān)系．

田勤儉、 聞學(xué)澤、 蔣海昆、 李閩峰研究員和李文巧助理研究員為本文提供了指導(dǎo)， 蔣長勝研究員提供了區(qū)域震級完整性計算程序， 文中使用的地震目錄引自中國地震臺網(wǎng)中心， 部分計算是由中國科學(xué)院超級計算中心完成， 審稿專家對本文提出了寶貴的修改意見和建議， 作者在此一并表示感謝．

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Relationship between regional seismic activity and strong earthquake based on the region-time-length algorithm

Liu Yue Lü Xiaojian

(InstituteofEarthquakeScience,ChinaEarthquakeAdministration,Beijing100036,China)

Taking WenchuanMS8.0, YutianMS7.3, LushanMS7.0, LudianMS6.5 and JingguMS6.6 earthquakes as examples, the relationship between spatial anomaly distribution of seismic activities and earthquakes occurrence location was analyzed based on the region-time-length (RTL) algorithm. And the relationship between regional seismic activity and earthquake occurrence time based on the new physical parameterIRTLwhich was the surface integral in respect to region-time-length was explored. The results show that seismic quie-scence was detected prior to the three strong earthquakes withMS≥7.0, and an enhancement of seismic activity was detected before the twoMS>6.0 earthquakes. Spatial anomalies of the above seismic quiescence and enhancement were mainly distributed in the potential causative fault and its surrounding areas near the epicenters. The range and degree of anomalies chronologically changed from small to large, and then to small again. During 1--3 years prior to the earthquakes withMS≥7.0,IRTLdecreased from the zero value; and when falling to the lowest value, it rebounded. The time length from the lowest point ofIRTLcurve to the earthquake occurrence was 9--18 months. Before the LudianMS6.5 and JingguMS6.6 earthquakes,IRTLcurve began to increase from the lowest point 1 year and 1.8 years separately, and then reduced after reaching the peak point. The time length from the peak points ofIRTLcurve to the earthquakes occurrence were three and nine months for the Ludian and Jinggu earthquakes, respectively. Therefore it is deduced that the lowest point ofIRTLcurve in the stage of seismic quiescence and the peak point ofIRTLcurve in the stage of enhanced activity may be indicators of earthquake occurrence.

region-time-length(RTL) algorithm; surface integral in respect to RTL; seismicity

劉月， 呂曉健. 2016. 基于區(qū)域-時間-長度算法的區(qū)域地震活動與強震關(guān)系研究. 地震學(xué)報, 38(2): 208--219. doi:10.11939/jass.2016.02.006.

Liu Y, Lü X J. 2016. Relationship between regional seismic activity and strong earthquake based on the region-time-length algorithm.ActaSeismologicaSinica, 38(2): 208--219. doi:10.11939/jass.2016.02.006.

國家國際科技合作專項(2012DFR20440)資助.

2015-09-16收到初稿， 2015-12-29決定采用修改稿.

e-mail: lvxiaojian@cea-ies.ac.cn

10.11939/jass.2016.02.006

P315.5

A