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京津唐地震区经历了几个孕育周期?

已有 7405 次阅读 2014-3-16 14:06 |个人分类:地震风险|系统分类:科研笔记| 京津唐地震区, 孕育周期

有不少人经常谈论地震复发周期。此概念如何理解呢?俺的理解是指同一个地震区、相邻孕育周期发生的主震事件的时间间隔为复发周期。遗憾的是,过去没有科学的方法定量划分地震区,且难以判定某次发生的强(大)震是否为主震事件,因此说地震复发周期只能是纸上谈兵。

我们已分析过的地震区中,仅发现了京津唐地震区有约300年的复发周期。在第一孕育周期,发生了1679年三河-平谷Ms8.0级地震,在第二周期,发生了1976年唐山Ms7.8级地震。详情可参见下面的分析。

对京津唐地震区的震情分析,俺之前写过几篇博文,最近的一篇可参见:

北京地区的历史地震活动图像与抗震设防烈度探讨

http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-693065.html

 

之前写的博文,写的有点笼统,随着对强震孕育过程研究的深入,俺们对该区的认识也水涨船高。以下的内容节选自:

秦四清等,《东北、华北与台湾地区某些地震区地震趋势分析》,地球物理学进展,2014No.2待发表。

 

对一个特定的地震区,一个完整的孕震周期包括孕育阶段、主震发生与余震活动结束三个阶段。该区是我们已经分析过的一个地震区(秦四清等,2010a),其地震构造图如图1所示。自有文献记载以来,该地震区曾发生MS≥6.0级地震22次,列于表1。根据以下分析,自有文献记载以来,该区已经历了2个完整的孕震周期,目前处于第三个孕震周期开始后的初期阶段。


1 京津唐地震区地震构造图(第三版)

1  京津唐地震区MS6.0级地震事件

周期

日期

纬度,经度

深度

震级

震级类型

参考地点

第一孕震周期

1057-3-30

39.7116.3

 

6.75

MS

北京南

1068-8-20

38.5116.5

 

6.50

MS

河北河间

1144-8-16

38.5116.0

 

6.00

MS

河北河间

1536-11-1

39.8116.8

 

6.00

MS

北京通县附近

1548-9-22

38.0121.0

 

7.00

MS

渤海

1568-5-5

39.0119.0

 

6.00

MS

渤海

1597-10-6

38.5120.0

 

7.00

MS

渤海

1624-4-17

39.5118.8

 

6.50

MS

河北滦县

1658-2-3

39.4115.7

 

6.00

MS

河北涞水

1665-4-16

39.9116.6

 

6.50

MS

北京通县西

1679-9-2

40.0117.0

 

8.00

MS

河北三河平谷

第二孕震周期

1730-9-30

40.0116.2

 

6.50

MS

北京西北郊

1888-6-13

38.5119.0

 

7.50

MS

渤海湾

1922-9-29

39.2120.5

 

6.50

MS

渤海

1945-9-23

39.7118.7

 

6.25

MS

河北滦县

1967-3-27

38.5116.5

 

6.30

MS

河北河间、大城

1969-7-18

38.2119.4

 

7.40

MS

渤海

1976-7-27

39.4118.0

22

7.80

MS

河北唐山

1976-7-27

39.2117.8

19

6.20

MS

天津汉沽

1976-7-28

39.7118.5

22

7.10

MS

河北滦县

1976-11-15

39.4117.7

17

6.90

MS

天津宁河西

1977-5-12

39.2117.7

19

6.20

MS

天津塘沽

如表1所示,该区曾发生1679年三河-平谷MS8.0级和1976年唐山MS7.8级两次大地震,两次地震时间相差约300年,且震级相差不大,可认为这两次地震为同一地震区相邻孕震周期发生的两次独立主震事件。

11679年三河-平谷Ms8.0级地震与1976年唐山Ms8.0级地震孕育过程分析

2示出了第一孕震周期中1679年三河-平谷MS8.0级地震的孕育过程,可看出1548922日渤海MS7.0级地震和167992日三河-平谷MS8.0级地震,分别是第一锁固段在其变形破坏膨胀点和峰值强度点的事件,且167992日三河-平谷MS8.0级地震标志着第二锁固段已发生宏观破裂。该巨震发生之后至1729年约50年间,历史地震目录仅记录了2次地震,即167994日河北雄县MS5.75级地震及1704918日河北东光、沧州MS5.5级地震,说明该地震区地震活动性逐渐趋于平稳;再者,通过该区第二孕震周期进行反算,可知第二周期约开始于1730年。综上分析可判断余震活动约持续至1729年底。

3示出了第二孕震周期中1976年唐山MS7.8级地震的孕育过程,可看出1969年渤海MS7.4级地震和1976年唐山MS7.8级地震,分别是锁固段在其变形破坏膨胀点和峰值强度点的事件,且唐山MS7.8级地震标志着第二锁固段已发生宏观破裂。19761115日天津宁河西MS6.9级强余震事件发生后,第三锁固段也已发生宏观破裂。1977年到1981年该地震区内4级及以上地震次数列于表2,可看出各震级区间内地震次数随年份增加呈明显的减小趋势,说明该区域地震活动性逐渐趋于平稳,故初步判定余震活动约持续至1981年底。

2  1977~1981年间京津唐地震区M4.0级地震事件次数

年份

M6.0-7.0

M5.0-6.0

M4.0-5.0

1977

1

2

18

1978

0

0

5

1979

0

1

5

1980

0

0

7

1981

0

0

2

 


2 京津唐地震区949.5.9-1765.7.4之间CBS值与时间关系.

(横坐标对应的时间减去3000年为实际年份。误差修正已被考虑)

 


3 京津唐地震区1730.9.30-2013.10.29之间CBS值与时间关系.

(为使图件清晰,1860年以前的应变值作为初值。横坐标对应的时间减去3000年为实际年份。)

2、未来震情讨论

1981年之后,第三孕震周期开始,截至目前该区已发生M5.0级地震2次,分别为1995年河北唐山ML5.0级与2006年、河北文安ML5.4级地震,尚未发生过M6.0级以上地震。我们的分析表明,这两次M5.0级地震事件可能是新一轮孕震周期开始后,锁固段在岩石压密阶段或稳定破裂阶段发生的事件。在孕震初期,特定地震区的地震活动性一般呈现随机分布的特点,上述几次M5.0级的地震活动分布说明了这一点。

分析第一和第二周期的地震活动性特点,有如下规律:

1)每一轮孕育周期开始后,孕育初期强震都发生在北京,如第一周期发生在北京南的1057MS6.75级地震和第二周期发生在北京西北郊的1730MS6.5级地震。

需要指出的是,1679年河北三河、平谷MS8.0级地震发生后约51年,1730年在北京西北郊发生了MS6.5级地震。若此规律成立,1976年唐山大地震距今已经37年了,未来10-20年间北京及其周边应关注发生强震的可能性。

2)锁固段在膨胀点的标志性事件都发生在渤海中的郯庐断裂带上,而锁固段峰值强度点事件均发生于京津唐地区,呈现由渤海湾向内陆转移的趋势。因此当第三孕震周期中锁固段演化至膨胀点时,其标志性事件很可能再次发生在渤海中的郯庐断裂上,所以未来应密切关注渤海湾中发生M7.0级地震的可能。

3)在第一孕震周期内,1679年三河-平谷MS8.0级地震发生之前,曾于1665年在北京通县西发生MS6.5级地震,两震相隔14年;在第二孕震周期内,1976年唐山MS7.8级地震发生之前,1967年曾在河北河间、大城发生MS6.3级地震,时间相隔9年。通过类比,在第三孕震周期内,大震事件发生前(10年左右),于北京及其周边可能发生MS6.5级左右的preshock事件。

上述规律对当前孕育周期内京津唐地区的震情研判应有一定指导意义。

补记:前两天俺正吃晚饭时,一个唐山的同学打电话给我,他说“最近唐山有传言,说有几个地震局的人在唐山搞测绘,发现了异常,传出来近期唐山会有大地震,有没有可能?”我说“别听他们胡咧咧,有没有大地震他们不可能知道,也没有办法知道。唐山再发生1976年那样的大震,我们这辈子是看不到了,但近几年发生6级左右地震的可能性不能排除,唐山建筑的抗震能力抵御这样的地震问题不大,【杞人】都已远走了,你还忧神马天?”

 




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