任雪梅 蔡新華

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寧夏南部及鄰區(qū)發(fā)生中強(qiáng)以上地震的統(tǒng)計(jì)規(guī)律1

任雪梅 蔡新華

（寧夏回族自治區(qū)地震局，銀川 750001）

本文對(duì)1971年以來(lái)寧夏南部及鄰區(qū)4.9級(jí)地震前2.3級(jí)以上地震的平靜、時(shí)空特征和同心窗信號(hào)震等進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，研究區(qū)發(fā)生4.9級(jí)地震前都存在1年以上的2.3級(jí)以上地震平靜現(xiàn)象，平靜結(jié)束后，如果2.3級(jí)以上地震出現(xiàn)活躍現(xiàn)象，且同心窗發(fā)生信號(hào)震，則寧夏南部會(huì)發(fā)生4.9級(jí)以上地震；若平靜結(jié)束后2.3級(jí)以上地震未出現(xiàn)活躍現(xiàn)象，且同心窗沒(méi)有發(fā)生信號(hào)震，則寧夏南部鄰區(qū)會(huì)發(fā)生5級(jí)以上地震。以上得到的發(fā)震統(tǒng)計(jì)規(guī)律，可以為寧夏南部及鄰區(qū)今后的地震中短期預(yù)測(cè)提供參考。

地震平靜 信號(hào)震 中強(qiáng)地震 寧夏南部

引言

在所有利用地震活動(dòng)預(yù)測(cè)強(qiáng)烈地震的前兆信息中，強(qiáng)烈地震前的地震平靜現(xiàn)象可能是最有希望的中長(zhǎng)期前兆。它有可能提供關(guān)于地震位置、時(shí)間和強(qiáng)度的有用信息，因此引起了地震學(xué)家的極大關(guān)注（宋俊高等，1997；韓渭賓，1998；Ogata，2004）。近20年來(lái)，我國(guó)不少學(xué)者對(duì)強(qiáng)烈地震前的地震平靜現(xiàn)象進(jìn)行了多方面研究。如：孫加林等（1995）在華北和西南地區(qū)做了多個(gè)震例研究；韓渭賓（1998）研究了四川地區(qū)1970—1981年多組5級(jí)以上地震前是否出現(xiàn)平靜；劉蒲雄等（1997）研究了我國(guó)大陸12次7級(jí)以上和東部4次6級(jí)以上震例后發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)震例在震前2—18月出現(xiàn)一般意義的增強(qiáng)之后的平靜。又如：陸遠(yuǎn)忠等（1985）研究了幾次7級(jí)大震震例后發(fā)現(xiàn)，在多數(shù)情況下區(qū)域地震活動(dòng)性增強(qiáng)并不延續(xù)到主震發(fā)生的時(shí)刻，其中有一段明顯的地震平靜段，并根據(jù)震例研究得到了從地震活動(dòng)性增強(qiáng)至主震發(fā)生，其間地震活動(dòng)方式主要有兩種：一種是“增強(qiáng)→平靜→主震”；另一種是“增強(qiáng)→平靜→前震活動(dòng)→主震”。

寧夏南部及鄰區(qū)的中強(qiáng)以上地震類(lèi)型主要為“孤立”型，其前震和余震都很少，因此在中短期和臨震預(yù)測(cè)上，往往難以做到較好的把握。但寧夏南部的2.3級(jí)以上地震平靜現(xiàn)象與中強(qiáng)地震關(guān)系密切（任雪梅等，2006），其中強(qiáng)地震前2.3級(jí)以上地震活動(dòng)的規(guī)律，與前人發(fā)現(xiàn)的發(fā)震模式有所不同，這是由區(qū)域地震活動(dòng)的差異所造成的，該規(guī)律可為今后的中短期和臨震預(yù)測(cè)作參考。

1 資料選取和研究區(qū)域

寧夏最早的地震臺(tái)——銀川臺(tái)是1954年建成的，之后在1964—1965年相繼建成固原、石嘴山、中衛(wèi)、靈武、小日子臺(tái)（其中銀川臺(tái)遷址小口子臺(tái)）以及陶樂(lè)、海渤灣臺(tái)（這2個(gè)臺(tái)1969年撤銷(xiāo)）。當(dāng)時(shí)臺(tái)站大部分使用B73型地震儀，由于觀測(cè)條件差，臺(tái)網(wǎng)監(jiān)測(cè)能力較低，只能監(jiān)測(cè)到≥3.5級(jí)地震。1970年12月3日發(fā)生西吉5.5級(jí)地震后，為了提高監(jiān)測(cè)能力，增建了海原、西吉、鹽池、宗別立4個(gè)臺(tái)站；1975年又增建了同心臺(tái)，同時(shí)還建設(shè)了石炭井、寺口子2個(gè)地方臺(tái)站。1975—1990年寧夏西海固的地震監(jiān)測(cè)能力為≥2.0級(jí)地震（趙知軍等，1990）。1990年以后寧夏臺(tái)網(wǎng)又得到了進(jìn)一步的完善，目前西海固的地震監(jiān)測(cè)下限不會(huì)低于≥2.0級(jí)地震。

為了研究1971—1974年寧夏南部2.3級(jí)以上地震的完整性，筆者選取地震目錄繪制了圖1。從圖1可以看出，值曲線線性關(guān)系較好，2.3級(jí)地震時(shí)曲線無(wú)掉頭現(xiàn)象，表明1971年以來(lái)寧夏南部2.3級(jí)以上地震資料完整。因此，本文的研究時(shí)段從1971年開(kāi)始，震級(jí)下限為2.3級(jí)，選取的地震目錄為中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所提供的《中國(guó)地震詳目》（1970年開(kāi)始），研究時(shí)段為1971—2014年，其中4.9級(jí)以上地震參數(shù)來(lái)自寧夏地震目錄。

本文研究目標(biāo)選取的地震為4.9級(jí)以上，原因是1998年7月29日海原4.9級(jí)地震前地震活動(dòng)和前兆觀測(cè)都有異常，異常特征較顯著。另外，在寧夏地震目錄中1971年以來(lái)寧夏南部及鄰區(qū)發(fā)生的4.9級(jí)以上地震共5次，其地震參數(shù)如表1所示。

表1 寧夏南部及鄰區(qū)4.9級(jí)地震及參數(shù)

續(xù)表

日期（年.月.日）北緯東經(jīng)地點(diǎn)震級(jí) 1998.07.2936°47′105°24′寧夏海原4.9 2000.06.0637.10°104.00°甘肅景泰5.9

為了研究寧夏南部及鄰區(qū)5次4.9級(jí)地震前≥2.3級(jí)地震的平靜現(xiàn)象，選取圖2所示區(qū)域（35.5°—37.7°N，104.9°—106.5°E）中的地震資料進(jìn)行分析。該區(qū)域不包括甘肅景泰、華亭和通渭，因?yàn)檫@3個(gè)地區(qū)以往地震活動(dòng)較頻繁，如果研究區(qū)域包括這3個(gè)地區(qū)，會(huì)影響寧夏南部地震平靜現(xiàn)象的分析效果。

2 1971年以來(lái)寧夏南部M≥2.3級(jí)地震平靜與中強(qiáng)地震的關(guān)系

研究區(qū)2.3級(jí)以上地震-圖（圖3）表明，寧夏南部自1971年以來(lái)出現(xiàn)2.3級(jí)以上地震的平靜時(shí)間超過(guò)1年的時(shí)段有5次，平靜結(jié)束后2年內(nèi)寧夏南部及鄰區(qū)發(fā)生4.9級(jí)以上地震5次；區(qū)外四川汶川發(fā)生8.0級(jí)強(qiáng)震1次；5次2.3級(jí)以上地震平靜后都有中強(qiáng)以上地震發(fā)生。此外，1971年以來(lái)寧夏南部及鄰區(qū)發(fā)生3次4.9級(jí)以上地震是2.3級(jí)以上地震平靜結(jié)束2年后發(fā)生的；而1989年11月2日固原5.0級(jí)地震是平靜結(jié)束半年后發(fā)生的；2000年6月6日景泰5.9級(jí)地震發(fā)生在寧夏南部2.3級(jí)以上地震平靜期內(nèi)；汶川8.0級(jí)強(qiáng)震發(fā)生在平靜結(jié)束1個(gè)月后。目前，寧夏南部2.3級(jí)以上地震尚未出現(xiàn)平靜現(xiàn)象。

3 寧夏南部及鄰區(qū)中強(qiáng)地震前2.3級(jí)以上地震活動(dòng)特征

圖4為1971年以來(lái)研究區(qū)內(nèi)2.3級(jí)以上地震頻次圖。從圖中可以看出，平靜時(shí)段結(jié)束后至3次寧夏境內(nèi)4.9級(jí)以上地震發(fā)生前，研究區(qū)內(nèi)的2.3級(jí)以上地震活動(dòng)較活躍，表現(xiàn)為3個(gè)月頻次大于或等于3次，這個(gè)特征可以作為2.3級(jí)以上地震活躍時(shí)間判定的尺度；而寧夏南部鄰區(qū)5級(jí)以上地震前則未顯示這一特征。

圖5為2.3級(jí)以上地震平靜結(jié)束后至發(fā)生中強(qiáng)以上地震前，寧夏南部及鄰區(qū)2.3級(jí)以上地震的空間分布。除1989年11月2日固原5.0級(jí)地震、1990年10月20日甘肅景泰6.2級(jí)地震和2000年6月6日甘肅景泰5.9級(jí)地震前，2.3級(jí)以上地震活動(dòng)較分散，其空間特征不明顯外，其它3次中強(qiáng)以上地震都發(fā)生在2.3級(jí)以上地震活動(dòng)較密集的區(qū)域附近。還有一個(gè)顯著的特征是，這4次中強(qiáng)地震發(fā)生前的1年內(nèi)，同心地區(qū)都有2.8級(jí)以上地震發(fā)生，同心地區(qū)的地震對(duì)于寧夏南部的中強(qiáng)地震具有窗口效應(yīng)，該特征在1982年4月14日海原5.5級(jí)地震前雖沒(méi)有作為地震前兆來(lái)對(duì)待，但還是有所察覺(jué)的。

4 同心窗信號(hào)震

自1971年以來(lái)，在同心窗內(nèi)（37.05°—37.51°N，105.74°—106.42°E）共發(fā)生9組2.8—4.1級(jí)地震（表2），其中3組地震后1年內(nèi)在寧夏南部發(fā)生了中強(qiáng)地震；1組地震后1年內(nèi)在寧夏及鄰區(qū)發(fā)生6.0級(jí)以上地震；另外1組地震是受2008年汶川8.0級(jí)地震影響，使區(qū)域地震活動(dòng)增強(qiáng)而發(fā)生的，該組地震為響應(yīng)地震。筆者稱(chēng)這5組地震為“信號(hào)震”，還有3組沒(méi)有對(duì)應(yīng)地震發(fā)生。因此，同心窗內(nèi)如果發(fā)生“信號(hào)震”，其后1年內(nèi)寧夏及鄰區(qū)特別是寧夏南部發(fā)生4.9級(jí)以上地震的可能性較大。從表2可以看出，甘肅景泰2次5級(jí)以上地震前，同心沒(méi)有出現(xiàn)信號(hào)震，這個(gè)特征可以為今后寧夏南部震情判定提供依據(jù)。

表2 1971年以來(lái)同心窗2.8—4.1級(jí)地震與寧夏及鄰區(qū)中強(qiáng)以上地震對(duì)應(yīng)統(tǒng)計(jì)表

續(xù)表

分組同心窗對(duì)應(yīng)的2.8—4.1級(jí)地震對(duì)應(yīng)中強(qiáng)地震時(shí)間間隔 62003.12.22，2.9級(jí)，線馱石無(wú) 72007.02.11，3.1級(jí)，譚莊2008.03.12，3.2級(jí)，丁家二溝2009.11.21，3.7級(jí)，紀(jì)家汶川地震影響，全區(qū)地震活動(dòng)增強(qiáng)455天61天震后193天，調(diào)整地震 82012.12.03，3.1級(jí)，同心紅寺堡無(wú)510天 92014.04.27，3.4級(jí)，紀(jì)家？？

5 寧夏南部中強(qiáng)地震發(fā)生的統(tǒng)計(jì)規(guī)律

表3對(duì)1971年以來(lái)研究區(qū)5次2.3級(jí)以上地震平靜后1.5年的地震活動(dòng)情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。結(jié)合上文分析，可以得到以下結(jié)論：

表3 1971年以來(lái)寧夏南部M≥2.3級(jí)以上地震平靜后1.5年地震活動(dòng)情況統(tǒng)計(jì)

（1）1971年以來(lái)寧夏南部4.9級(jí)以上地震的發(fā)震統(tǒng)計(jì)規(guī)律為：平靜近1年→2.3級(jí)以上地震活躍→平靜4—6個(gè)月→發(fā)生地震。

（2）研究區(qū)2.3級(jí)以上地震平靜結(jié)束后，如果2.3級(jí)以上地震活動(dòng)時(shí)間超過(guò)2個(gè)月，寧夏南部發(fā)生4.9級(jí)左右地震的可能性較大。地震前1年同心地區(qū)至少會(huì)發(fā)生1次2.8級(jí)地震。

（3）寧夏南部鄰區(qū)發(fā)生中強(qiáng)以上地震前，寧夏南部2.3級(jí)以上地震平靜結(jié)束后不會(huì)出現(xiàn)地震活躍現(xiàn)象，同心窗不會(huì)發(fā)生信號(hào)震。

韓渭賓，1998．三種地震“平靜”的概念及其預(yù)報(bào)意義綜述．國(guó)際地震動(dòng)態(tài)，（5）：9—13．

陸遠(yuǎn)忠，陳章立，王碧泉等，1985．地震預(yù)報(bào)的地震學(xué)方法. 北京：地震出版社.

劉蒲雄，陳章立，黃德瑜等，1988．1988年華北強(qiáng)震潛在震源區(qū)的地震活動(dòng)標(biāo)志和魯南地區(qū)強(qiáng)震危險(xiǎn)性估計(jì)．中國(guó)地震，4（3）：102—106．

任雪梅，延海軍，2006．寧夏南部及鄰區(qū)L≥3.0地震平靜與中強(qiáng)以上地震的關(guān)系．地震研究，29（2）：113—116．

宋俊高，王煒，陸錦花，1997．前兆性地震平靜在中期預(yù)報(bào)中的定量研究. 西北地震學(xué)報(bào)，19（3）：36—43.

孫加林，陸遠(yuǎn)忠，曹井泉，呂悅軍，張建中，鄭月君，1995. 地震活動(dòng)性圖像演化及有序性在短臨預(yù)報(bào)中應(yīng)用研究的新進(jìn)展．地震，（增刊）：110—117.

趙知軍，殷占魁，劉秀景，1990．寧夏測(cè)震臺(tái)網(wǎng)布局及控制范圍的研究. 地震地磁觀測(cè)與研究，11（2）：26—34.

Ogata Y., 2004. Space-time model for regional seismicity and detection of crust al stress changes. Journal of Geophysical Research (Solid Earth), 109 (B3): 23.

Statistical Analysis of Moderate-Strong Earthquakes in the South of Ningxia and Its Adjacent Area

Ren Xuemei and Cai Xinhua

(Earthquake Administration of Ningxia Hui Autonomous Region, Yinchuan 750001, China)

This paper we analyzed the signal earthquakes of≥4.9 earthquakes seismic quiescence and the space-time characteristics of≥2.3 in southern Ningxia and its adjacent area since 1971 in Tongxin window. We found that in the study area there are more than one year≥2.3 earthquakes calm before≥4.9 earthquakes. After this calm period, if there is an active phenomenon of≥2.3 earthquakes and shock signal in Tongxin window,≥4.9 earthquake in southern Ningxia will happen. However, if active phenomenon does not appear after the calm period, and shock signal in Tongxin window does not occur,≥5.0 earthquakes will happen in adjacent area of south Ningxia. Based on this result, we can provide reference for mid- short prediction of earthquakes in the south of Ningxia and its adjacent area in the future.

Seismic quiescence; Signal earthquake; Moderate-strong earthquakes; The south of Ningxia

寧夏回族自治區(qū)科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2013ZYS145）資助

2014-12-24

任雪梅，女，生于1968 年。博士，副研究員。主要從事地震預(yù)報(bào)和工程地震等研究工作。E-mail：rxm1025@ 163.com