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中国地震活动度分布特征
2009-04-17 15:45:25.0   来源: 河北省地震局  作者: 张嘉延    【     

引言
     地震是一种经常发生的自然现象。强烈地震往往给人们生命财产造成巨大损失。地震工作要贯彻以预防为主的方针。预防主要包括预报和抗震两个方面。预防必先预测,预报是基础,是抗震的依据。地震是有前兆的,是可以预测的。地震也是可以设防的。抗震与不抗震,效果大不一样。自解放以来,我国许多地区就发生过强烈地震,使人民生命财产付出了巨大代价,催促我们在攻克地震预报关的同时,切实做好抗震工作。多年来,同行们在地震预防领域,通过多种途径摸索出不少办法,取得了重大成果(谢毓寿,1957;李善邦,1957;闵子群,1957)。地震烈度区划就是摸索中长期预报的一个途径,鉴定地震烈度就是要回答一个地区在今后若干年内可能遭遇地震影响的大小,以此设防。李善邦,谢毓寿等同志为我国地震预防工作打下了坚实基础。近50年来一系列地震烈度区划工作和研究成果,推动着我国抗震和预报工作不断地向前发展。本文提出了在地震危险性区划中开展地震活动度区划,以此为地震烈度的鉴定和区划工作做一补充。
    定量函数地震活动度S(谷继成等,1987)是定量化描述某时空域内地震活动强弱程度的一种方法。随着地震研究的逐步深入,我们采用地震活动度图来研究地震活动的空问分布特征(魏富胜等,1990),已取得一些进展。如使用全国大量地震资料,经过空间扫描计算绘制而成的中国S值等震线图。
1 地震活动度S分布特征
     中国地震活动度s图(魏富胜等,1992)用等值线刻画了全国各地S值分布。在s值大的地区称高s值区,S值小的地区称低S值区。高S值区,如我国的辽宁海城S值是5.4,陕西西安是5.5,河北邢台5.7,四川炉霍5.8,西藏当雄5.8,云南通海5.9,西藏察隅6.0,新疆喀什西6 2,而中国台湾高达6.9,是中国S值最高的地区。低S值区,如贵阳以及长沙等地均小于3.4。s值≥5的地区正是在我国地震史料记载以来发生过强烈地震的地区。地震活动度图(图略)以S值大小定量直观地呈现出全国各地地震活动水平的高低。从地震活动图上还可以看到,中国s值等值线是疏密分布的,即等值线分布疏密不均匀分布的特征。等值线分布密集的地区表明该地区地震活动梯度大,反之亦然。在S值高的地区,不仅发生的地震震级大,发生地震的频度高,且释放的能量也高,是地震活动水平相对较高的地区。如中国台湾地区、河北唐山地区、甘肃银川等地区。从S值等值线的形状看,均为封闭状。仔细分析发现虽然等值线展布的方向各异,定向排列的方向各有不同,但仍有规律可循。为进一步表征地震
活动度分布特征,震中分布图(图1)展示了我国强震活动是以条带状分布为主,主要沿南北地震带工,华北地震带Ⅱ,南天山地震带Ⅲ,北天山地震带Ⅳ ,西藏中南部地震带V,东部沿海地震带Ⅵ ,东南沿海地震带Ⅶ ,台湾地震带Ⅷ等几个大的地震活动带活动。同时,也呈现出地震分布沿地质构造走向活动明显的特点。对比中国地震活动度S分布图(魏富胜等,1992)与图1,在NS地震带上,等值线主要呈SN方向展布;而在NS地震带西北端一分支河西走廊地震带有沿北西方向定向排列的s≥3等值线区;在它的中段一分支康定甘孜地震带上同样地有沿NW 向定向排列的s≥3等值线区。在华北地震带上,等值线展布方向主要是NE向分布特征。此外,还有沿NW 向定向排列的一组s≥3的等值线区。而在中国东部台湾地震带上,等值线均有规律地呈NE向展布。南天山地震带等值线呈近EW 向展布,西藏中南部地震带等值线呈NW 向展布,我国东部沿海地震带等值线呈SN向展布的,在东南沿海地震带等值线呈NE向展布。综上所述,等值线的分布是有规律地按各个地震带的延伸方向展布。也就是说,s值等值线的不同分布特点的地区对应了震中图上各个不同的地震活动带。在S值等值线相同展布方向的地震带及S≥3的某些地区构成定向排列的地带,与该地震一级构造线或次级构造线走向相一致,决非偶然。
2 地震活动度区划
      为了鉴定某个地区的地震烈度,需要综合运用地震地质,地震活动性和数理统计等多种方法,来划分研究地区所属的强震活动带、鉴别发震构造、寻找地震危险区。用定量描述地震活动性空问分布的方法增加了一种鉴定烈度标准。因此,反过来用等S值线展布方向和推断未来地震的发生,或推断地震活动带的走向,以及断层走向,为推断地震危险性增添了新的途径。我们认为,表征地震活动度空间分布特征可纳入地震区划范畴。
     为了较好地说明这个问题,先回顾地震烈度与地震活动度的概念。地震烈度是描述地震在地面产生的实际影响,即在地面产生的运动的强度或地面破坏的程度。它是通过人为感觉地面破坏程度的烈度表得到的。地震活动度则是根据模糊数学定义,定量地描述某时空域内地震活动强弱程度的函数,可通过公式计算获得。地震烈度不仅与地震震级有关,还与震中距离,震源深度及地震波通过的介质条件等因素有关。地震活动度也与地震震级有关,还与地震的频度,逐次震级,最大震级,空间分布及记忆效应,震源深度等因素有关。总之,地震烈度,地震活动度都是从不同角度描述地震大小的。虽都与地震震级大小有关,但又不同。地震烈度通常用等震线图的方式表达,而地震活动度也可以用等S值线图的方式表达。
     我们知道,S值等值线是通过空间扫描计算出的s值,用线性内差法寻找逐个等值点连接而成。S值等值线即是等地震活动度的外包线。如,在s为4.5的等值线范围以内,地震活动度均在4.5以上。从等值线图上看,等值线的形状,等值线之间的间距各不相同,s值自震中处向四周依次递减。地震发生后,实际所产生的影响是震中区地震活动度的数值最高,随着震中距离的增大,向四周地震活动度数值逐渐降低,等地震活动度(等s值)线之间的间距反映了地震活动度随震中距增加而衰减的程度。从等值线图可看出,全国各个震中区s值衰减是各不相同的。虽然它描述的是一个与综合因素有关的数学量,也构成了一数学量的分布图。如果说等震线图是表现地震影响场的一种方式,那么等S值线图亦是表现地震影响场的另一种方式。
     中国地震活动度S分布图采用全国境内自公元780 1987年底 ≥4 地震资料,以1°×1°的矩形窗口空间扫描计算获得S值。它是有史以来该范围内多次地震造成的地震影响场。虽是对历史事实的描述,但在地震抗震工作中,也可作为对未来地震危险程度的估计。也就是说,地震活动度区划工作是指未来地震活动度区划工作。因此,我们认为像烈度区划问题那样,可以将S值列为地震危险性区划。我们称之为地震活动度区划(或地震S值区划)。