翟 娟，李 發(fā)，倪紅玉

（1.淮南市地震局，安徽 淮南 232001；2.安徽省地震局，合肥 230031）

0 引言

地震的發(fā)生，本質(zhì)上是一個力學(xué)過程，控制地震發(fā)生的主要因素是背景應(yīng)力場，并且在地震孕育、發(fā)展和發(fā)生的過程中，應(yīng)力場也顯示出時空的調(diào)整變化。在一些合理假定的前提下[1-2]，常用視應(yīng)力衡量震源區(qū)應(yīng)力大小。視應(yīng)力與引起 地震滑動的平均應(yīng)力水平之間通過地震波輻射效率聯(lián)系在一起。對一個地區(qū)中引起地震滑動的平均應(yīng)力水平進(jìn)行區(qū)域平均，則可作為當(dāng)?shù)亟^對應(yīng)力水平的一個間接估計[3]。

“霍山窗” 構(gòu)造區(qū)（31.0°～31.83°N， 115.0°～116.5°E）位于大別山隆起塊體與華北凹陷塊體接觸帶附近的北大別山沉降南緣[4]。據(jù)史料記載該區(qū)曾經(jīng)發(fā)生過9次5級以上地震，其中6級以上地震2次，1970年以后有微震記錄以來，該區(qū)微震、小震活動頻繁。第四紀(jì)以來該區(qū)域附近共展布了3組斷裂，分別為走向NE的落兒嶺一土地嶺斷裂和走向NW的磨子潭一曉天斷裂、梅山一龍河口斷裂。其中落兒嶺一土地嶺斷裂形成時代較近，為晚更新世。磨子潭一曉天和梅山一龍河口斷裂形成時代較晚，為第四紀(jì)早期[5]。北西向的磨子潭一曉天斷裂是該區(qū)規(guī)模最大的斷裂之一，該斷裂帶被北東向的落兒嶺一土地嶺斷裂組切割，1917年1月24日霍山61/4級地震、1917年2月22日5級地震和1934年3月18日5.0級地震都發(fā)生在兩條斷裂帶交匯部位， “霍山窗”的小震也主要發(fā)生在此區(qū)域[4]。

本文研究了 “霍山窗”中小地震視應(yīng)力的時空變化特征，并試圖探討其與華東地區(qū)中強(qiáng)震之間的對應(yīng)關(guān)系。

1 視應(yīng)力的定義及計算方法

視應(yīng)力定義為：

式（1）中，μ是震源區(qū)介質(zhì)的剪切模量，ES是地震波輻射能量，M0是地震矩。地震視應(yīng)力是地震效率與震源斷層面上平均應(yīng)力的乘積，這一概念近年來已經(jīng)得到越來越多的野外實驗和觀測結(jié)果的證實，可以作為一定區(qū)域絕對應(yīng)力水平的一個間接估計。在地震學(xué)中，一般用視應(yīng)力作為應(yīng)力水平下限的估計。為了簡化計算，ES和M0都可通過經(jīng)驗公式得到[6]。其中

由（1）式、（2）式和（3）式可以得到：

在計算中，（4）式中的a1和a2為經(jīng)驗常數(shù)，對不同地區(qū)其數(shù)值不同，我們這里a1和a2取東部地區(qū)的值，其中a1=0.71，a2=21.2[7]，地殼介質(zhì)的剪切模量=3.0×104MPa。

2 資料處理及時空特征分析

本文選用了“霍山窗”（31.0°～31.83°N， 115.0°～116.5°E）2000年至2016年6月30日記錄到的ML≥3.0的所有地震共32個，其中ML≤4.0地震占90.6%，ML≥4.0地震占9.4% （見圖1和圖2）。

圖1 本文所用地震的地震數(shù)百分比與震級的關(guān)系Fig.1 The relationship between the percentage of earthquake number used in this article and earthquake magnitude

按照上面提到的定義和計算方法進(jìn)行計算得出視應(yīng)力值為0.003 5～0.077 7 MPa，平均為0.010 8 MPa，由此可以看出， “霍山窗”地區(qū)目前應(yīng)力場總體水平相對較低，基本作為該區(qū)域的背景應(yīng)力水平，時間變化曲線如圖3所示。

圖2 本文所用地震的震級與時間關(guān)系Fig.2 The relationship between the earthquake magnitude used in this article and time

圖3 “霍山窗”視應(yīng)力隨時間變化曲線Fig.3 Curve of apparent stresses in"Huoshan Seismic Window"changing with time

根據(jù)視應(yīng)力的計算結(jié)果，以均值為異常下限，高于均值為異常值。為了研究 “霍山窗”地區(qū)中小地震視應(yīng)力的映震能力，研究距 “霍山窗”中心金寨縣（31.41°N， 115.75°E）100 km 之內(nèi) ML4.0 以上、300 km之內(nèi)ML4.5以上、500 km以上ML5.0以上的華東地區(qū)（29°～37°N， 113°～124°E）的地震做為對應(yīng)地震，取時間尺度為視應(yīng)力出現(xiàn)異常之后2年，則在該時間和空間范圍內(nèi)共有11次對應(yīng)地震，表1列出了所有符合條件的11次對應(yīng)地震。

2000年至今 “霍山窗”共出現(xiàn)8次視應(yīng)力異常，若連續(xù)數(shù)月異常則為一組異常。這些異?？煞譃?組，分別為2002年7月至8月、2006年2月、2009年8月和2014年4月至10月。其中2002年7月至8月異常之后出現(xiàn)黃海5.1級和霍山4.0級兩次地震，2006年2月異常之后出現(xiàn)定遠(yuǎn)4.7級和隨州4.7級地震，2009年8月異常之后出現(xiàn)太康5.0級、黃海5.2級和安慶4.8級三次地震，只有2014年4月至10月異常之后至今華東地區(qū)未出現(xiàn)達(dá)到上述震級的地震。4組異常之后有3組發(fā)生了對應(yīng)地震，并且每組對應(yīng)地震包含2～3次地震，因此， “霍山窗”中小地震的高視應(yīng)力水平與華東地區(qū)中強(qiáng)震可能存在著一定的關(guān)系，即“霍山窗”視應(yīng)力高于異常下限后，2年內(nèi)華東地區(qū)發(fā)生4.0級以上地震的可能性增大。

圖2顯示， “霍山窗”視應(yīng)力目前處于均值以下，未來1～2年內(nèi)華東地區(qū)出現(xiàn)4.0級以上中強(qiáng)地震的可能性較小。

根據(jù)視應(yīng)力的計算結(jié)果，得出視應(yīng)力的空間分布 （圖 4）。

表1 2000年以來華東地區(qū)符合條件的地震Table 1 The eligible earthquakes in East China Since 2000

圖4 “霍山窗”視應(yīng)力等值線分布圖Fig.4 The contour map of apparent stresses in"Huoshan Seismic Window"

從視應(yīng)力等值線分布顯示，高值區(qū)主要位于磨子潭-曉天斷裂，靠近磨子潭-曉天斷裂與落兒嶺-土地嶺斷裂交匯區(qū)域，該區(qū)域在歷史上曾數(shù)次發(fā)生5.0級以上地震，并且 “霍山窗”的小震也主要發(fā)生在此區(qū)域，應(yīng)重點關(guān)注該區(qū)域地震活動。

3 結(jié)論與討論

（1）從時間曲線可以看出 “霍山窗”目前視應(yīng)力場總體水平相對較低，并且其高視應(yīng)力水平可能與華東地區(qū)的中強(qiáng)震存在一定的關(guān)系。

（2）從空間分布可以看出高值區(qū)主要位于磨子潭-曉山斷裂，靠近磨子潭-曉山斷裂與落兒嶺-土地嶺斷裂交匯區(qū)域，重點關(guān)注該區(qū)域地震活動。

（3）本研究所用的方法部分參數(shù)是擬合得來的，誤差水平較高，且由于計算視應(yīng)力值所用震級值取的較低，這都給結(jié)果帶來一定影響。但視應(yīng)力作為應(yīng)力場的一種相對值，對地震危險區(qū)的判定及地震趨勢預(yù)測仍具有一定的參考價值[8]。

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