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中国及其周边地震区划分图(2013年版)

已有 6850 次阅读 2013-7-13 13:51 |个人分类:强震预测|系统分类:科研笔记

1.引言

过去,地震部门也做过类似的工作。基于活动断裂性质、地震地质资料与构造单元等,也进行过诸如地震区、地震带与活动地块等的划分研究工作。

以前的这些研究是有益的,但为定性的、缺乏理论依据的工作,我们的研究从定性推进到了定量。

2.为何要划分地震区?

强震、大震与巨震事件的发生大都是多条活动断裂(带)相互作用的结果。因此,研究强震孕育机制,不应仅盯着主震事件的发震断裂(带),还应考虑其它活动断裂(带)的参与作用。因此一个地震区往往包含有多条断裂(带),到底有哪些断裂(带)参与其中呢?这需要确定孕震时空区域。过去学者们无法划定这样的孕震时空区域,所以难以预测强震和辨识余震。

3.划分依据

在地震区划分时,参考了邓起东院士等主编的《中国活动构造图》、新疆地震局编制的《中国新疆及邻区地震构造图》与部分学者发表的有关论文资料等。

4.划分原则

(1)孕震周期的时间起点确定原则

特定孕震区内Benioff应变计算时,时间起点为一个地震周期的起点。特别注意的是,仅根据历史最大地震结束后作为新一轮地震周期的时间起点可能会得到错误的结果,因为对特定孕震区,在不同的时间段内,每一轮孕震周期内主震的震级是变化的,有的是增长的,有的是衰减的,有的主震震级近似保持不变,有的还呈无规则变化。作者建议根据强震的时间间隔与强震序列的时空联系进行仔细推敲,给出合理的地震周期的时间起点。

(2)孕震空间尺度确定原则

依据地震地质资料,先对特定孕震构造区域内未来的主震震级进行估计,参考如下经验统计关系,估算孕震空间尺度范围。

BufeVarnes[1]依据对国外多个地震实例的统计分析,提出了孕震区域临界半径R与震级M的统计关系为:

lgR=-0.2+0.36M                                        1

彭可银等[2]根据对中国多个地震实例的分析,也提出了如下的经验关系:

lgR=0.29M+0.49                                        2

假设上述统计关系是合理的,则式(1)和式(2)分别给出了孕震区域临界半径的下限和上限。在对孕震区进行初步划分后,计算孕震区的平面面积,与用式(1)和(2)计算的圆形面积进行比较,若在其计算的上下限范围内,则说明划分的孕震区空间尺度基本合理。

3)孕震时空范围内能量积累与释放的能量守恒原则

原理上,一个孕育周期内孕震岩体累积的应变能应等于释放的应变能,即主震前累积的应变能应等于主震本身和其后余震释放的应变能。孕震空间区域和新一轮地震周期的时间起点确定后,用已发生的中级地震或强震在临界点前积累的能量计算震级,若计算的震级与后续实际发生的中级地震或强震震级相差不大,则说明划分的孕震时空范围合理。

4)孕震规律合理性检验原则

根据以上原则划分好孕震时空范围后,可进一步用公式sf(k)=1.48ksck为锁固段个数)进行检验。在检验时可能会出现以下两种情况:若根据震群事件起点的CBS值,在误差较小的情况下预测到一个较大事件时,说明划分的孕震时空区域是合适的;若加速应变起点和终点的应变值较好地满足sf=1.48sc,表明其对应的锁固段已发生宏观破裂,也说明划分的孕震时空区域是合适的,根据下一个震群的出现,结合地震地质分析,可进行下一轮更大事件的预测。

我们建议如下工作步骤确定合理的孕震时空范围。先基于活动断裂与大于一定震级的地震活动性分布关系、非发震断裂的边界控制条件、地震条带与地震空区空间展布等,初定多种孕震空间范围的不同组合方案,然后根据以上四项基本原则检验孕震空间与时间尺度划分方案的合理性,尽可能用多个历史强震事件进行多点检验,直至优选出最佳方案。

根据上述基本原则,我们划定了部分中国及其邻区地震区(图1)。空白区域是目前还不能划定的地震区,随着时间的延续,地震地质资料的积累、较大地震事件的发生,这些空白区终将被划定。


版权所有,复制必究!

未查明的活动断裂与隐伏断裂分布,对地震区的划分精度有影响。建议有关部门尽早开展有关工作。

下面讲一个小花絮。我们在进行地震区划分时,经常遇到这样的好玩情况。若某一个地震区划分的不对,相邻地震区的孕育规律全部乱套。等划对时,则一通百通,相邻地震区全部满足我们发现的孕育规律。

总而言之,各地震区是用历史强震震例数据检验划定的,地震区边界沿断裂走向确定,基本实现了相邻地震区的“无缝衔接”。

5.新发现

划分地震区时,我们发现了过去不为人知的的秘密,即:各地震区的强震孕育规律不受相邻地震区的影响,各自独立孕育自己的强震。我们推测,相邻地震区的影响体现在地震活动性速率上,但对孕育规律没有影响。

这个发现才能使强震的预测成为可能。设想,如果某地震区的孕育规律受相邻地震区的干涉,天马行空般地乱来,没有任何规律可言,那么从科学层面上看,强震是不能预测的。

6.意义

地震区的划分是预测强震的基础,预测强震需结合长期的观测数据,在数据分析处理时,只需要分析某个地震区的数据就ok了。

例如,过去在计算b值的变化趋势时,时空区域的界定有很大的人为性。以后在做类似分析时,可参考我们划定的地震区进行,这样得到的结果才靠谱。

我们绘制的地震区划分图,将为地震危险性评价与地震烈度区划奠定坚实可靠的基础依据。

本文是地震预测学术研究结果,仅为学术交流之用,不作为地震预报的依据。任何人和单位不得转载、不得复制、不得向社会外传和发布,违者必究!

 

参考

[1]  Bufe C G, Varnes D J. Predictive modeling ofthe seismic cycle of the greater San Francisco bay region. J. Geophys. Res.,1993,98: 9871~9883.

[2]  彭克银,尹祥础,和锐. 用临界点理论讨论应变能加速释放现象和孕震区尺度.中国地震,200319(4): 425-430.




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