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2014年9月6日,在河北张家口涿鹿发生了一次4.3级地震,北京等地有较强震感。因该震属于预期中的preshock事件,且震级不大,本不想关注该次地震,但我的一些朋友打电话询问“该震是什么性质事件?后面会不会有更大地震?”。为此,写这篇博文简单答复一下。
该地震区【1】(图1)曾发生Ms≥6.75级地震事件6次,列于表1。
表1 晋东北地震区Ms≥6.75级地震
图1 晋东北与晋西南地震区地震构造图
第一周期
该区512年曾发生山西原平、代县间Ms7.5级地震,这是自有文献记载以来第一孕育周期发生的主震事件。
第二周期
因512年Ms7.5级地震发生后,直到1021年11月30日才有文献记载的地震目录数据,故只能认为第二孕育周期约从1021年11月30日开始,实际日期应更早。从以下分析可知,第二周期的主震事件还未发生。
从我们已分析的震例类比角度(秦四清等,2013)看,1038年山西定襄、忻州间Ms7.25级地震应使其对应的锁固段发生宏观破裂,由于1038年前该地震区的地震目录数据缺失严重,已很难从理论上进行检验。
由图2知,1484年2月7日北京居庸关Ms6.75级地震是第一锁固段变形破坏至膨胀点时开始发生的标志性事件,当演化至峰值强度点时,同时触发了第二锁固段在膨胀点时的标志性事件,即1626年6月28日山西灵丘Ms7.0级地震。第二锁固段以强震和大震为主要方式破裂,在破裂过程中相继发生了1628年10月7日河北怀安Ms6.5级地震、1673年10月18日山西天镇Ms6.5级地震与1683年11月22日山西原平Ms7.0级地震。当演化至峰值强度点,本应发生一Ms7.4级地震,但受到第三锁固段约束发生了1720年7月12日河北沙城Ms6.75级地震,这应是第三锁固段在膨胀点处开始发生的标志性事件,当演化至峰值强度点时,应发生一次Ms7.5~7.7级地震。
从图1可看出,该地震区还存在未发生过强震的空区(黄圈所示),具有发生大震的构造储能条件。该地震区大震的孕育过程与1999年台湾集集Ms7.6级地震的孕育过程类似。
在1720年河北沙城Ms6.75级地震发生后,该地震区又相继发生了多次5.5级以上地震,如1898年9月22日山西代县Ms5.75级地震、1911年1月25日河北蔚县Ms5.9级地震、1976年4月5日内蒙古和林格尔东南Ms6.2级地震、1989年10月18日大同-阳高间ML5.9级地震与1998年1月10日张北ML6.2级地震,这些地震为第三锁固段向峰值强度点演化过程中发生的preshock事件。
图2 晋东北地震区1021.11.30~2013.10.29之间CBS值与时间关系
(数据分析时选用ML≥5.0级的地震事件.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.)
对该地震区未来大震的四要素预测结果如下:震级:Ms7.5~7.7级;震中位置约在北纬40.35°,东经114.78°,更准确的位置依赖于对震情的动态跟踪;震源深度:8~18km;根据前述方法确定的该地震区最小完整性震级为ML5.0级,截止到2013年10月29日,当前CBS监测值约为6.31E+08J1/2,远离临界值7.64E+08J1/2,故预测发震时间窗口为长期。预计在向临界状态演化过程中,该地震区还将发生不超过Ms6.8级的preshock事件。
对该述地震区的分析结果,可供从事建筑抗震与烈度区划的相关人士参考。
由上述分析知,该区当前孕育周期存在第三锁固段,因断层运动对锁固段的加载不会停止,故锁固段的破裂不会停止,每次破裂都会发生地震,当这些破裂累积到一定程度,即损伤累积到峰值强度点时,量变导致质变,大地震发生。由此可见,9月6日涿鹿M4.3级地震属于预期中的preshock事件。
可以预计,该区的地震们会比较忙,Ms4.0~6.5级的preshock事件会频发,但上限一般不超过Ms6.8级。根据我们的分析,强震主要发生在黄圈(图1)所示区域。
Preshock事件多为随机事件,因此地震学家们不要说“近期原地发生更大地震的可能性较小”这种玩弄概念的废话。在对强震孕育机制和规律认识不清的情况下,地震学家们应选择“沉默”,须知“祸从口出”。
参考
【1】 秦四清,李国梁,薛雷,等.2014.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,29(2):0535-0554.
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