华北地区强震活动特点研究

华北地区是我国的政治、 经济和文化中心, 也是我国地震多发地区之一。 华北地区历史地震资料记载时间较早且较为连续, 是研究我国强震活动的理想试验场。 选取第三、 第四活动期M≥6.0地震目录作为基础资料研究华北地区强震活动特点。 首先探讨华北地区强震活动与活动地块、 边界带的关系, 然后从时间和空间上分析华北地区强震活动的轮回性阶段及其期幕活动特点, 最后计算未来5年华北地区发生下一次M≥6.0地震的累积概率和条件概率。 研究结果表明: ① 华北地区M≥6.0地震活动主要集中在活动地块的边界带, M≥7.0地震则全部发生在活动地块的边界带上, 同时华北地区地震应变释放速率与边界带的构造活动速率呈线性相关; ② 第四活动期各活跃幕的能量释放均低于第三活动期, 因此华北地区未来仍可能发生M≥6.0地震; ③ 第三、 第四活动期的主体活动区存在显著差异, 且第四活动期的强震活动较第三活动期向东迁移; ④ 在2020年年初发生第四活动期闭幕M≥6.0地震的累积概率为80%左右, 而在2022年年底前发生M≥6.0地震的条件概率为50%。 本研究可为华北地区地震大形势分析和中长期地震危险性预测提供重要参考。     

大同—阳高6.1级地震活动背景

本文从较大时空范围研究了１９８９年大同－阳高６．１级地震的地震活动性背景，认为大同－阳高地震不是一次孤立的地震事件，是大同盆地历史６级以上地震活动的继续和必然。在时间进程中它们受华北地震区和山西地震带强震活动周期的制约，空间上与北三省交汇区中强地震成丛活动密切相关。大同－阳高６．１级、５．８级地震以及此期间的侯马４．９级、析州５．１级地震是山西地震带中强地震即将活跃的一个迹象，也是华北区域应力场增     

以空间光滑的地震活动性模型为空间分布函数的地震危险性分析方法

根据华北地区的地震目录,建立了4个空间光滑的地震活动性模型,并以这些模型为空间分布函数,将华北地震区每个地震带的地震年发生率分配到空间格点中,计算这一地区的地震危险性．结果表明,采用仪器记录地震计算得到的地震活动性模型和地震危险性结果能够反映华北地区现今的地震活动水平和地震危险性水平,符合人们对现今华北地区地震危险性的认识;采用历史破坏性地震（Mge;4.7）计算的地震活动性模型和地震危险性结果,较好地反映了华北地区中强地震活动区的地震危险性水平;以地震应变计算地震活动率,并根据点椭圆模型和线椭圆模型计算得到的地震活动性模型,能够较好地反映大地震的活动水平和空间构造特征．将根据4个模型计算得到的50年超越概率10%峰值加速度（PGA）分布加权平均,得到综合的华北地区PGA分布,并将该PGA分布与根据《中国地震动参数区划图》中综合潜源方案计算得到的50年超越概率10%的PGA分布做了比较,发现二者无本质差别,均能反映华北地震区的地震危险性水平．当然,二者也具有一定的差异:前者计算得到的符合PGAge;100 cm/s2条件的区域面积明显要比后者的大,而符合PGAge;250 cm/s2条件的区域面积则比后者的要小. 这主要是由于潜在震源区类型和空间分布函数不同造成的．      

华北地区库仑应力演化与强震活动关系

采用更加符合长期变形和震后短期变形的Burgers流变模型,模拟了华北地区1303年以来6.5级以上地震引起的同震和震后库仑应力演化.结合华北地区历史地震期幕活动特征,分析了不同活跃期之间、同一活跃期内不同地震之间的库仑应力加卸载效应.结果表明：华北地区不同活跃期的强震主体活动区受控于历史强震的库仑应力加载作用;每个活跃期内强震活动主体区在空间上的迁移与该活跃期内首个7.5级以上地震的触发作用有关;华北地区每个活跃期内强震活动在时间上表现出的"平静期—活跃警告期—高潮期—剩余释放期"应该是区域动力加载过程的一种表现.岩石圈流变松弛效应引起的库仑应力变化对华北地区强震活动时空演化有显著的促进作用.本研究讨论了库仑应力变化在华北地区历史地震活动时空演化过程中可能扮演的角色,为探索华北地区强震活动空间迁移和韵律特征蕴含的构造动力学过程,以及与之相关的地震危险性判定提供参考依据.     

强震前大范围地震活动性参数的时空扫描

在大地震发生之前, 伴随着应力的集中加强及其在震源附近区域引起的非弹性变形, 区域地震活动性可能呈现某些异常特征.本文选择一些有明显物理意义并得到岩石破裂实验支持的地震活动性参数, 例如有震面积数 A、平均释放能量E、地震累加频度 N 和大小地震比例系数 b 值等, 采用扫描方法在大范围内搜索, 识别孕育强震的危险地区, 并对假想孕震区进一步做时间扫描计算, 寻找并判断大震前由中期异常过渡到中短期异常的阶段, 在对华北、西南及东北若干强震资料扫描计算的基础上, 着重剖析唐山地震前华北地区区域地震活动异常变化的一些特征.讨论了上述地震活动性参数在强震中期预报中的不同效能, 认为这种时空扫描方法, 特别是 b 值扫描应用于强震的中期预报是有一定意义的.      

吴忠—灵武地区地震活动性与强震危险性分析

通过吴忠—灵武地区现有的地震活动性资料，并结合该区域过去的几次中强震震例和已有的研究结果，本文梳理与总结了中强震前该区域地震活动乃至中国大陆大震活动的时空特征，而且基于最小完整性震级分析了1970—2019年该区域中小地震的地震活动性特点。综合认为，吴忠—灵武地区中强震的广义前震和中小地震的活动性具有较为鲜明的特征，中强震发生前1—2年内该区域及邻区形成M_L2.0以上地震集中区或其西北方向的阿左旗腰坝区域大都出现M_L3.0以上信号震，而且一年前其主震的广义前震的确比较发育，存在一定程度的地震增强；地震序列统计分析表明，该区域的多重共轭构造可能是其主要原因，其多震型、双震型和震群型占有相对较高的比例。另外，从大形势角度来看，过去大部分5级以上中强震发生的主导因素很可能由华北地块主导的强震活跃幕引起，该区域的强震危险性不仅仅和局部特殊构造特征、区域前震活动变化有关，更重要的是，华北—东北亚地块大震活动对其也起到了较大的影响作用，相比而言，青藏高原、龙门山断裂带及祁连山构造带等区域的大震活动对吴忠—灵武地区中强地震触发影响不显著，而且吴忠—灵武地区的中强地震活动和华北—东北亚地块的大震活动可能存在一定的构造响应。      

地震发生的随机模式

本文资料取自华北地震区1446—1969年的地震记录.选出活动期主峰与拐点地震36次, 每两次之间做埃尔米特插值, 这样就构造出一条等间隔采样的曲线, 它反映了五百年来华北地震活动强弱的变化.设此曲线由两部分组成, 确定性部分和随机部分.给出轮回模式与平稳随机过程的自回归模式, 分别进行外推预测.文中还做了后验综合分析, 将近期资料删截15次分别进行计算、外推、预测.把每个时间段被预测危险的次数相加得到预报曲线.根据这些后验的结果, 于1974年4月估计, 1975至1977年华北将出现地震活动高潮.在此间发生了1975年2月5日的海城地震与1976年7月28日的唐山地震.该曲线对今后华北地震仍具有预报意义.以海城地震开始的华北地震高潮还要延续一段时间, 至1980年后才转入低潮, 且到2001年前后将开始重新活动.      

中国华北地区大地震复发周期及迁移特征

以古地震、历史地震和现代地震作为时间域,以华北地区、山西地震带、河北平原地震带和郯庐地震带为单元,分析和研究了华北地区大地震复发周期和迁移特征。在此基础上,讨论了华北地区地震活动的动力学问题、块体框动、地震迁移和地震活动趋势。     

华北地区强震的背景地震活动性的研究

7级以上的强震并不是在一片空白上突然发生的,而是在一种间歇性的地震活动背景下发生的,研究这种背景地震活动的规律,为判定一个活动期的强震的潜在震源区提供信息。本文通过对华北历史上记录到的18次7级以上强震的震前史和震后史的研究,提出了华北地区强震背景地震活动的四条规律:①强震前多有6级以上的背景地震发生;②并且多有信息地震发生;③短时间近距离的两个强震之间可能出现缓震现象;④强震具有一定的减震作用。文中根据这四条规律,对华北地区1501——1730年的强震潜在震源区做了判别分析。      

中国大陆强震灾害范围的统计研究

强震的灾害范围是非常重要的地震学参数,它在地震灾害快速评估,地震保险及防震减灾等方面有着广泛的应用。本文全面,系统地收集了中国大陆宏观等震线资料,对没有地理坐标的等震线进行了数字化。精确计算了从１３０３年至１９９４年共１８３次强震的灾害范围,并对误差因素进行了分析。     

近年来华北南部地区地震活动增强的力学背景分析

依据青藏高原东北缘与秦岭大地构造格局相关联的地质构造背景,青藏高原物质东流和“稳定”块体的阻挡是华北南部地区构造活动的主要动力来源之一的基本认识,分析了青藏高原东北缘4次8级地震前华北南部地区地震活动的基本特征。8级地震震中区附近地震活动异常变化不明显,但华北南部地区地震异常活跃,其异常活跃过程与青藏高原东北缘强震的孕育与发生存在明显的相关性．具有一定的异地震情指示意义。     

华北地区ML4级地震平静的分析

结合华北地区MS≥6级地震活动的韵律特征进行了地震幕的划分,并统计分析了华北地区（33°~43°N,108°~125°E）1980年以来出现ML4级地震平静与中等地震的对应情况,主要结论如下：（1）华北地区目前处于第五地震活跃幕的相对平静时段,目前6级地震已经平静16年多,随时可能进入新的地震活动幕;（2）ML4级地震平静对中强地震的前兆意义与当前地震活动所处地震幕的不同阶段有关,在1980—2000年ML4级地震平静与M5级及以上地震有较好的对应关系;2000年之后ML4级地震平静与ML5.2级及以上地震对应关系较好;（3）2013年11月23日山东莱州ML5.0级地震打破华北地区ML4级地震平静189天,虽然在预报期限内没有ML5.2级以上地震,但是2014年4月1日发生黄海ML5.1级地震,鉴于目前震群活跃,仍要警惕华北地区出现更大地震的危险。     

大华北地块区地震大形势研究

分析了大华北区历史地震活动分期与现代地震活动特点,讨论了大华北区及其相关区带不同地震活动幕地震空间活动特征。认为大华北地块区目前处在第四活动期的调整活动阶段,未来几年可能进入新的地震活跃幕,地震活动以5-6级地震为主,主要活动地区为燕渤带和鲁东—南黄海地块区。     

地震活动性总体参量Rt及其在地震预测中应用的研究

考虑到地震活动性综合分析在地震预测中的重要作用,提出一种地震活动性总体状态参量Rt。该参量由多项地震活动性预测因子构成,其中包括:地震频次、缺震、地震熵、b值和调制比,该参数描述了某时段内,多种地震活动性参量对正常状态的偏离。当Rt=1时,地震活动状态是稳定的,反之,当Rt<1时,则表明地震活动处于不同程度的不稳定态。文中对华北、东北和西北地区地震以及矿山地震的Rt值在强事件前后随时间的变化进行了研究,初步结果表明:在强震或较大矿震前Rt值明显偏离1。同时,对Rt值的地震预测效能进行了检验评估。     

2003年新疆石河子5.4级地震前地震活动异常分析

分析了2003年2月14日石河子5．4级地震前北天山地震活动图像和地震学参数异常过程。5．4级地震发生在2002年北天山4级地震集中活动区空段，震前12项地震学参数时间进程存在中、短期异常，3项地震波参数出现短期异常。震前3个月乌鲁木齐震情窗出现超警戒线异常。震前10天震中附近地区地震和震群活动显著。     

大华北浅源地震与日本海西部及我国东北深震的关系

分析了大华北浅源地震与日本海西部及我国东北深震的关系,认为本世纪来日本海西部—我国东北深震经历了5个相对活跃期,大华北各地震区相应经历这5个活跃期的影响期。根据大华北M≧6级浅源地震与深震活动的相关性,建立了太平洋板块楔形俯冲带端部重大深震事件导致大华北浅源M≧6级地震发生的板块俯冲模型,应变波传播速度约94km/年,地表视速度约100km/年。重大深震事件突出、模型稳定性强,预测实验表明模型公式可做大华北地震监测参考。用本模型可以解释浅源地震迁移、各地震区地震与深震活动相关等现象。     

华北成组强震孕育过程及预测研究

利用华北丰富的历史地震资料, 通过研究地震与块体活动的联系, 揭示了地震高潮期的形成过程。 认为地震高潮期成组强震的孕育与区域块体的运动方式相联系。 一个地震活动期可分为二个阶段, 在前期块体边界的运动是很不平衡的, 各组地震主要是由于各局部范围若干闭锁段破裂和破裂间相互作用的结果, 当沿块体边界的破裂发展到一定程度时, 这些边界所围的地块就会进入以整体运动为主的阶段, 这时块体边界的运动具有一定程度的同步性, 加之闭锁段破裂后不再重新闭锁, 从而导致块体边界闭锁段由弱到强渐进式的破裂过程, 直至一组强闭锁段完成破裂, 形成地震活动高潮。 这是成组强震形成的根本原因, 另外强震间的诱发作用也是强震成组发生的重要原因。 最后概述了如何利用以上模式预测地震高潮期的时间、 强度和主体活动场所。     

THE COULOMB STRESS CHANGES AND SEISMICITY ON SOME MAJOR FAULTS IN NORTH CHINA

In recent years, the Coulomb stress change induced by large earthquakes has attracted extensive attention in seismology. Many scientists at home and abroad have made remarkable achievements in the research on it. It is well known that North China is densely populated and industrially developed. More importantly, the Chinese capital city, Beijing, lies in the hinterland of North China. At the same time, there are abundant active faults and earthquakes in North China. The capital Beijing is China's political, economic, cultural, and transportation center. It is the center of all social activities and economic activities in the country, and is also a region where population, wealth, and information are highly concentrated. With the integration of Beijing-Tianjin-Hebei and the construction of Xiong'an New District, the consequences of big earthquake in Beijing and surrounding areas are unimaginable. Due to its special geographical location, frequent seismic activities in North China capture much attention. From the physical principle, the occurrence of earthquakes releases the accumulated stress, but the stress does not completely disappear. Some of the stresses are transmitted and transferred to other areas, resulting in stress concentration in some areas, which in turn affects the occurrence of earthquakes in the area. This is the idea of stress triggering of earthquakes. According to this hypothesis, the enhancement of Coulomb stress corresponds to the additional loading of the fault and promotes the occurrence of earthquakes; conversely, the weakening of the Coulomb stress in the stress shadow zone corresponds to partial unloading of the fault, which will delay the occurrence of the earthquake. In order to study the future seismic activity of North China, this paper estimates risks of future strong earthquakes in the region. To this end, we calculate the coseismic Coulomb stress changes and postseismic viscoelastic relaxation stresses of the events with M_S ≥ 6.0 that occurred in the North China region since 1820, using elastic dislocation theory and hierarchical lithosphere model, respectively, in order to examine whether the cumulative Coulomb stress change can explain the spatiotemporal pattern of large earthquakes. Also we project the Coulomb stress change onto the specific active faults in North China and assign the present and future Coulomb stress change state to the faults to provide a dynamics reference for analyzing whether the areas will be hit by strong earthquakes in the future. The simulated results show that the effect caused by the effective friction coefficient changes is not significant on the spatial distribution of Coulomb stress changes induced by coseismic and postseismic viscoelastic relaxation effect of the medium of earthquakes in the North China region. Although the variation of the effective friction coefficient has an impact on the Coulomb stresses for some sections of faults, the general pattern of the spatial distribution of the Coulomb stress changes keeps unchanged. Consequently, 19 of the 24 earthquakes since the 1888 Bohai Bay earthquake have fallen in the positive region of Coulomb stress changes, with a triggering rate of 79%. In particular, considering the seismogeological data and the Coulomb stress calculation results, we assume that Luanxian-Yueting Fault, Panzhuangxi Fault, Dongming-Chengwu Fault, Yuncheng Fault, Longyao Fault of Ninghe-Xinxiang seismic belt, the Yingkou-Weifang Fault of Tanlu seismic belt, the Xiadian Fault, and the Huangzhuang-Gaoliying Fault in the Capital area have higher seismic risk and deserve in-depth study.     

中强地震前地震拟合优度的异常特征及在地震预报中的应用

引用地震拟合优度r值，对华北地区18次中强地震前地震拟合优度r值与地震活动的关系进行了分析和研究，总结出了中强地震前地震拟合优度r值的异常特征，并把该方法应用到了河南及其邻区的中等地震预报中，制定了预报规则，进行了预测内符检验和预报评分。结果表明，该方法是一种有效的中期地震预报方法，尤其对弱震区中等地震的预报具有推广应用价值。     

汶川8.0级地震后中国大陆强震活动状态研究

本文从不同空间、 时间尺度对2008年四川汶川8.0级地震的影响意义进行了初步讨论, 并以此分析了其后我国大陆的强震活动状态。研究结果表明, 1800年以来中国大陆西部及邻区的大三角地区8级地震活动呈现为100年左右丛集性时间过程, 具有地震平静、 地震丛集、 地震丛集发生前的过渡和丛集发生后的调整等时间特征; 2001年11月14日昆仑山口西8.1级地震和2008年5月12日四川汶川8.0级地震的发生表明, 目前该地区可能处于8级地震丛集发生前的过渡时段。20世纪以来, 中国大陆7级强震的时间活动过程明显受大三角地区8级地震时间进程的影响, 在8级地震活动的1900—1955年时段内, 7级地震幕式活动划分不显著, 而在8级地震平静的1956—2000年时段内, 7级地震幕式活动划分清晰; 以2008年汶川8.0级地震为标志, 受大三角地区8级左右巨大地震活跃控制, 中国大陆可能将进入一组新的幕式活动不清晰的、 类似于1900—1955年的强震活跃时段。