华北地区活动地块与强震活动

在华北活动地块的鄂尔多斯、华北平原和鲁东-黄海等3个二级活动地块中, 华北平原活动地块内部存在安阳-菏泽-临沂、唐山-河间-磁县两条活动构造带, 把该活动地块分割成太行山、冀鲁、豫淮等3个三级活动地块. 这些三级活动地块具有整体运动特征, 在新生代构造和深部构造上也有明显差异. 构成三级活动地块边界的活动构造带无论在活动强度、规模和地震活动水平上, 都小于一、二级活动地块的边界带. 华北地区活动地块边界带上M≥6级的地震密度比地块内部高出9 ~ 22倍, 平均而言, 在1个数量级以上. M≥7级的大震基本上都发生在活动地块边界带上. 这些差异不是偶然的, 而是反映了板内构造运动和强震活动特点, 是对活动地块假说非常有力的佐证.     

华北地区强震活动状态研究

华北地区历史强震活动频繁,但自1998年张北6.2级地震后至今6级以上地震平静近22年。大家对该区域未来6级以上地震危险趋势非常关注,且有不同观点。本文分析了该区6级以上地震活跃—平静周期性,运用小波变换技术对周期成分进行了定量计算;对比研究了活跃期与平静期之间的过渡阶段(本文称其为过渡幕)地震活动特点及其持续时间;从1999—2018年地震应变释放率与第Ⅲ、第Ⅳ活跃期、第3平静期和第Ⅳ活跃期内第3、第4平静幕的对比、平静幕持续时间的统计特征、当前华北地区显著的5级地震平静以及该区6级和7级以上地震前5级以上地震活动状态等方面进行了研究。结果显示,支持当前华北地区进入平静期的依据相对较多。     

近年来大陆强震机理与预测研究的主要进展

鄂尔多斯地块及其周缘地区的地震动力学和强震危险性研究,是检验和发展活动地块理论的理想场所。近年来,伴随青藏高原动力学研究视角的不断扩大,逐渐成为国内外新的地学研究热点。项目以“丝绸之路”经济带东端、我国重点强震危险区之一的鄂尔多斯活动地块为研究对象,构建活动地块及边界带三维深浅结构和构造变形模式,建立适用于板块内部的强震孕育动力学模型,完善大陆强震孕育和发生的活动地块理论,研发具有物理意义的时间相关强震预测理论模型,提出地震危险性理论预测技术规程。我国科学家20世纪末提出的大陆强震受控于活动地块的理论,为中国大陆强震危险地点预测提供了重要理论指导,但是如何将该理论更好地应用于实际的强震危险性预测研究中,还需要进一步深入研究活动地块运动和变形如何控制边界带强震的孕育和发生过程。选择鄂尔多斯活动块为研究的目标区,重点开展以下几个方面的研究内容：地块边界带断裂活动习性与强震复发行为;地块及周缘现今三维地壳运动与应变分配;地块及边界带深部结构与深-浅构造耦合;活动地块理论完善与边界带强震危险性研究。项目执行两年来,在几个方面均取得了进展和初步成果,建立了主要边界带断裂强震复发行为模式,获得了地块及周缘不同类型现今三维地壳运动状态,建立了关键区域地块边界带深-浅构造耦合构造模型,开展了边界带强震危险性研究。     

日本与华北地区强震活动相关性再讨论

大量研究认为,日本地区强震活动与华北地区的中强地震活动之间存在一定相关关系。通过梳理太平洋板块西北缘俯冲带的大震活动,在搜集历史资料的基础上,结合构造背景,重新对日本与华北地区强震活动的相关性进行了分析,最终认为：日本地区8级以上大震与华北地区6级强震之间不存在一一对应的直接相关关系;日本和华北地区大的地震活动期和稳定期具有某种对应性,华北地区活动期的强释放阶段与东西两个构造边界活动存在联系;2011年日本“311”9.0级地震的余震活动基本结束,日本地区可能已经恢复背景的活动节律;当前华北地区可能仍处于活动期末尾的调整期,未来几年,华北地区仍存在进入剩余释放阶段最后一个活跃幕的可能。     

南北地震带地震活动特点及中期强震危险性研究

本文从区域地震活动分期,强震复发周期、未来强震震级计算、相邻区域活跃期的相关性、强震纬向迁移以及6级以上地震的自律关系等入手,研究了南北地震带各段地震总形势。根据历次强震前中强震活动图象研究得出的北段平静—大震,中段、南段平静—活跃—大震特点,寻找目前北段存在的平静区,中段和南段的背景性空区。结合近二年来存在的背景性地震条带,诱发前震分布及 b 值扫描等结果,判定强震危险区。文中还对各段强震可能发生的危险点提出了初步意见。     

昆仑构造带强震活动的特点

分析了昆仑构造带的强震活动后认为，昆仑地震带强震活动在时空分布上具有轮回性、等间距性及由西向东的迁移特点；昆仑地震带强震震级西弱东强，而强震发震频次西高东低；西昆仑构造带帕米尔结点的强震活动对大陆地震活跃幕有前兆意义。     

华北地区第三、 四活动期平静幕后期中强地震活动与未来强震

本文通过分析、 研究华北地区第三、 四活动期各平静幕后期的中强地震活动特征, 认为: ① 华北地区第三、 四活动期9个活跃幕中有7个在首发强震前3年内发生中强地震, 其中第四活动期1～4活跃幕首发强震前2年内都发生了中强地震, 未来第5活跃幕首发强震前, 以发生中强地震作为序幕的可能性较大; ② 华北地区平静幕后期的中强地震活动, 对其后活跃幕首发强震在时间和地点上有一定指示作用。 由于华北地区可能即将进入新的强震活跃幕, 该研究对判断华北地区未来强震趋势具有实用意义。     

中国大陆活动地块边界带强震活动特征的研究

在中国大陆及周边活动地块与活动地块边界带研究和划分的基础上,研究了中国陆区6个Ⅰ级活动地块区和22个Ⅱ级活动地块之间的共计24个活动边界带上的强震活动特征。从各边界带上强震活动的频次和单位时间、单位长度的地震应变能释放出发,讨论了各活动地块边界带的强震总体活动水平;并从震级频度关系出发,计算了各带的理论最大震级与复发周期。通过与实际地震记录对比发现,由中国大陆各主要活动地块边界带的地震活动参数(a/b)所推算的强震活动强度与实际地震活动强度总体上具有较好的一致性,强震复发期与构造活动速率则呈明显的反向变化关系,这也表明本研究给出的各边界带的a,b值具有一定的参考意义。文中还利用历史强震资料以及各带强震活动的离逝时间,基于泊松分布,探讨了各活动边界带的现今地震活动水平及其危险程度     

华北地区强震活动图象特征及强震趋势讨论

本分析研究了华北地区历史地震不同震级档次、时间尺度、迁移距离及其三相互联系下的地震活动图象特征,提出了有一定预测意义的１０项依据,进而讨论了华北地区今后强震活动趋势。     

华北地区地震活动及其强震危险性研究

<正>1华北地区地质构造及强震活动华北地区是我国政治、经济和文化中心,是一个人口稠密且经济高速发展的区域;历史上曾发生多次破坏性地震,给人民的生命和财产造成了重大损失。同时,华北地区地震资料丰富,自1484年以来,除海域、内蒙古等边缘地区外,该区M≥4?地震基本完整（黄玮琼,1994）,使得华北地区成为研究我国强震活动的一个理想实验场。1998年张北MS 6.2地震后,华北地区6级及以上地震平静已达24年,超过6级以上地震最长平静时间;2020年古冶MS 5.1地震打破了华北地区7年以来5级及以上地震平静,2021年盐城海域MS 5.0地震的发生,表明华北地区未来可能进入5级地震活跃时段,发生强震的背景进一步增强。     

中国大陆东部强震活动特征

中国大陆东部是我国地震高发地区,区域内人口密度大、经济相对发达。根据地质构造背景和地震活动的差异,将中国大陆东部划分为东北地区、华北地区、东南沿海地区和华南其他地区,选取1815年以来M_S≥6.0地震目录(不包含东北深源地震)作为基础资料研究中国大陆东部强震活动特征。首先基于活动地块理论对中国大陆东部地震活动区进行划分,然后从时间和空间分布上分析中国大陆东部强震活动特征,最后预估中国大陆东部的未来强震活动趋势。研究结果表明:(1)中国大陆东部M_S≥6.0地震主要集中在华北地区和东南沿海地区,而东北地区和华南其他地区强震活动相对较弱,同时华北地区和东南沿海地区MS≥6.0地震具有同步活跃的特征;(2)华北地区M_S≥6.0地震的主体活动区包括华北平原活动地块、鲁东-黄海活动地块和燕山-渤海带,东南沿海地区的主体活动区为滨海断裂带、长乐-诏安断裂带和台湾海峡,东北地区的主体活动区为松辽盆地;(3)采用威布尔分布对1815年以来各活跃幕时段M_S≥6.0地震首发和次发地震间隔进行拟合,认为未来5年中国大陆东部发生M_S≥6.0地震的可能性较大。     

中国华北地区强震时间韵律和活动特征

公元1000年以来,中国华北地区强震存在4个活动期,本文以华北地区为研究区,分析了华北地区4个活动期的地震主体活动区,第3、第4活动期的时间韵律特征,第4活动期的期幕划分的基础上,对第4活动期的地震活动特征进行了分析。分析结果表明,华北地区第4活动期主体活动区位于河套地震带和河北平原地震带,华北地区第3和第4活动期分别具有54年周期、42年周期的时间韵律特征以及具有起始→加速→高潮→减速→结束的5阶段特征,第4活动期已经历了5个活跃幕,未来几年华北地区或将迎来第6活跃幕。     

Discussion of Some Problems in the Research into the Seismotectonics of Strong Earthquakes on the North China Plain

The tectonic characteristics and research problems of five earthquakes with M≥7.0 on the North China Plain over the last 300 years are addressed in the paper, including the cognition that there were no ground fractures in the 1966 Xingtai earthquake, the question caused by the thrust activity of the seismic fault of the Tangshan Earthquake and the discussion of the seismotectonic environment of the 1830 Cixian earthquake and the 1937 Heze earthquake. The author thinks that the main reason for the problems in research of strong earthquake tectonics in the region is that the status of activity of the main tectonics during the Late Quaternary are unknown. This affects the founding of discrimination criteria for seismotectonics of strong earthquakes on the North China Plain. Discriminating the Holocene active faults from the large number of faults is the most effective method for seismic hazard assessment in the area in future.     

有关华北平原强震发震构造问题的讨论

文中讨论了近300年来发生在华北平原5次M≥7强震的构造特征及存在问题。其中包括对1966年邢台地震不存在地表地震断层的认识,对唐山地震的发震断层是西倾逆冲走滑断裂引发的问题,以及对1830年磁县地震和1937年菏泽地震发震构造环境的讨论。作者认为,当前在华北平原强震构造研究中存在诸多问题的主要原因,是对该区主要构造的晚第四纪活动状况不清楚,由此影响了华北平原强震构造标志的建立。如何在众多断裂中甄别出全新世活动的断裂,是开展华北平原未来强震危险性预测最有效的途径。     

华北地区中强震前中小地震活动的动态演化特征研究

应用地震活动加速指数AI算法对华北地区1970年以来M_L≥6.0地震进行了回溯性研究。 利用该方法统计中强震前的中小地震活动频度, 分析结果显示在空间上能够反应出中小震活动频度的异常。 另外, 应用有关地震活动的频度面积S值方法, 对M_L6.0级以上强震前后的中小地震活动在时间分布上进行了研究, 此方法对AI算法的计算结果在时间上给予了支持。 结果表明: AI指数能够量化地给出中强震前中小地震活动的相对增强或减弱程度, 中强震的S值在震前表现为高值或低值异常, 震后下降或上升。 S值的异常点与AI扫描值的异常结果在时空分布上相辅相成。 在地震目录完整的情况下, 中强震震中区及其附近地区震前1 a的中小地震活动与之前3 a、 5 a的活动背景相比, 出现明显的“加速”或“减速”现象。 利用这两个参量的变化, 可为该地区中强震的预测分析提供一定的判定指标。     

华北地震区强震与月相的关系

计算了1587年以来的华北地区200个5级以上地震发生日的月相,其结果表明二者的相关性不明显,但分布在华北境内的中国东部重力梯级带上的101个较强地震,却与朔望日有着较密切的关系。     

关于未来华北地震区7.0级以上大地震的几点认识

华北地震区已进入公元1000年以来的第四活跃期的后期阶段。为探讨在第四活跃期的后期阶段,华北地震区还有没有7.0级以上大地震发生的问题,研究了与华北地震区7.0级以上大地震有关的震例,结果表明,华北地震区1989年以来发生的4次6.0级强震,发生在山西地震带忻定盆地、临汾盆地和渭河盆地的4次中强地震及1994年以来3次东北7.0级深震,与未来华北地震区7.0级大地震有关,未来5 a尺度或稍长时段华北地震区将进入发生7.0级大地震的危险期。     

华北地区强震前电磁短期异常特征研究

利用空间线性度方法对强震近震中区的多台地电阻率、地磁Z等观测资料进行组合计算，得到描述强震前近震中区前兆场的新特征量——空间线性度a。分析计算了华北地区发生的8次5．5级以上强震前的地电、地磁观测资料，结果表明，强震前半年内震源区附近的a有明显的下降异常变化。     

中国大陆强震活动时空特征分析

本文在以往研究的基础上分析中国大陆强震活动的时空特征, 以中国大陆1901年以来7级及其以上强震年频次为样本, 采用最优分割将中国大陆地震活动状态分为三种时段: 少发段、 平均段和频发段。 中国大陆强震时间活动呈现非稳态现象, 强震频发段间存在短期的地震平静, 由强震平均段到频发段过渡期间同样存在强震少发段, 而少发段也有7级以上强震发生。 以此为基础结合中国大陆活动地块边界带, 研究不同强震丛发时段前地震活动的空间分布特点以及强震丛发时段的主体活动地区。 研究结果表明, 1901年以来中国大陆强震活动总体来讲, 1955年前后表现出不同的空间特征: 1955年之前强震活动主体区域为中国西部及周边大三角地区的三条边界; 1955年之后强震活动主体区域为华北地区、 巴颜喀拉地块区及南北地震带南段地区。 不同相邻强震丛发时段的主体活动地区有一定的交替性, 少发时段或增多时段的强震往往是上一个丛发时段的主体区内强震活动的延续, 或者发生在下一个强震主体活动区内或周边地区。