华北地区震群与强震的空间分布关系研究

李京锦，关晓明，王 亮，纪延辉，李 哲

（锦州地震台，辽宁 锦州 121013）



华北地区震群与强震的空间分布关系研究

李京锦，关晓明，王 亮，纪延辉，李 哲

（锦州地震台，辽宁 锦州 121013）

摘要：通过系统研究1970年以来华北地区发生的震群活动，按照《地震学分析预报方法程式指南》选择震群原则筛选了1970年以来华北地区强震发生前的震群，利用MAPSIS软件判定震群性质。初步探讨该地区震群活动与强震（MS≥6.0）的空间分布关系为华北中强地震发生前一般都有前兆震群存在。主震震级越大，震群出现的越早，距主震距离越远，并且前兆震群会发生迁移现象。

关键词：震群；强震；华北地区

0 引言

震群活动是区域应力场增强过程的客观反映，是地震活动的一种形式。在地震活动图像中，震群活动是一个显著的标志。它受制于大范围构造应力，同时与地下物质运动、应力状态，区域地震构造条件和介质特性诸方面有关［1］。震群活动与大地震的孕育和发生是否存在直接关系？是否为较大地震的前兆？震群与主震在时间、空间及能量上是否有密切联系？这些是很多地震工作者努力要研究的问题。目前，关于震群与强震关系的研究大致有两种思路：一种是着力于研究单个震群，力图寻求它们与强震孕育有关的特征，例如薛燕等（1999）对唐山大地震震前震群进行研究；张晁军等（2001）对张北地震震前震群进行研究。期望能从时、空、强方面找出特征指标，但距离找到确定性的预测指标尚远。另一种是从一定区域内众多震群的总体特征出发，研究其空间分布、时间进程等特点。例如宋冶平等（2001）研究了华北地区震群活动的阶段性特征；黄芸等（2011）研究了江苏地区震群活动特征。上述研究得出部分区域性震群活动特征，但由于问题的复杂性，至今未能得到肯定的结果。

为判断震群发生后发震区或相关区域未来地震活动发展趋势，提高对地震发生发展规律的认识水平。我们筛选了1970年以来华北地区强震发生前的震群，初步探讨该地区前兆震群活动与强震（MS≥6.0）的关系。

1 震群资料的处理与分析

按照《地震学分析预报方法程式指南》［2］选择震群原则，挑选1970年以来华北地区（30o～43oN，108o～125oE）的震群资料。

研究区所取的资料为（30o～43oN，108o～125oE）范围内的震群和发生在该地区的中强地震。考虑到资料的连续性和完整性及早期地震监测能力低的问题，特选用国家地震局震情预报分析中心提供的全国地震目录（ML≥2.0）数据库和辽宁地震局震情分析预报室提供的辽宁地震目录。

表1　华北地区强震震例目录

图1　主震与震群位置空间分布Fig.1 Earthquake and earthquake swarm space distribution

2 震群与主震的空间分布特征

图2　海城地震和前兆震群位置Fig.2 Haicheng earthquake and the location of the earthquake precursor group

表2　1975年海城MS7.3地震的对应震群

表3　1976年7月28日唐山MS7.8地震的对应震群

图3　唐山地震和前兆震群位置Fig.3 Tangshan earthquake and the location of the earthquake precursor group

图4　内蒙五原地震和前兆震群位置Fig.4 Inner Mongolia Wuyuan earthquake and the location of the earthquake precursor group

表4　1979年8月25日内蒙五原MS6.1地震的对应震群

图5　山东菏泽地震和前兆震群位置Fig.5 Heze Shandong earthquake and the location of the earthquake precursor group

图6　山西大同地震前兆震群位置Fig.6 Datong Shanxi earthquake and the location of the earthquake precursor group

表5　1983年11月7日山东菏泽MS6.0地震的对应震群

表6　1989年10月19日山西大同MS 6.1地震的对应震群

图7　内蒙包头地震和前兆震群位置Fig.7 Baotou Inner Mongolia earthquake and the location of the earthquake precursor group

图8　张北地震和前兆震群位置图Fig.8 Zhangbei earthquake and the location of the earthquake precursor group

表7　1996年5月3日内蒙包头MS 6.4地震的对应震群

表8　1998年1月10日河北张北MS 6.2地震的对应震群

1979年8月25日的内蒙五原地震和1996年5月3日的内蒙包头地震因处于华北地区边缘，有可能记录的前兆震群发生在华北地区以外，这次都只找到1个可信的前兆震群。1996年11月9日的东海地震因发生在海中，这次未能找到可信的前兆震群。

通过对上面图1-8和表1-8的分析，可以看出：

（1）海城地震前震群有1974年3月的内蒙敖汉旗2.8震群（260km）—1974年12月的本溪4.8震群（89km）—1975年2月的营口4.7震群（17km）。时间和地点都是由远到近，时间跨度近1年，最远距离260km，主震震级比前兆震群高2.5级；

（2）唐山地震前震群有1974年6月河北宁晋4.5震群（330km）—1975年6月辽阳4.0震群（510km）—1976年2月山东长岛3.7震群（268km）—1976年3月山东长岛3.4震群（270km）—1976年6月盖县2.6震群（370km）—1976年4月营口4.1震群（415km）—1976年7月山西沁县3.1震群（510km）。地点是由远到近，再由近到远，时间跨度2年，最远距离510km，主震震级比前兆震群高3.3级；

（3）1983年11月7日山东菏泽地震的前兆震群有1981年11月河北隆尧3.4震群（240 km）—1982年11月山西和顺3.8震群（300km），时间跨度近2年，地点是由近到远，主震震级比前兆震群高2.4级；

（4）1989年10月19日山西大同地震的前兆震群有1986年2月河北宁晋4.4震群（220km）—1986年11月山西运城3.8震群（540km）—1987年1月河北任县3.7震群（240km）—1989年8月内蒙科尔沁2.8震群（470 km），地点是由远到近，再由近到远，时间跨度3.6年，主震震级比前兆震群高1.7级；

（5）1998年1月10日河北张北地震前有1996年1月的山西阳泉2.5震群（340km）—1996年12月北京顺义3.6震群（210km）—1997年9月山西潞城2.1震群（510km），时间和地点都是由远到近，再由近到远，时间跨度近2～3年，最远距离540km，主震震级比前兆震群高2.6级。薛燕等曾论证：唐山大地震前的震群活动显示出一定的迁移性：大震前3年，震群由外围向震中区迁移，而震中前3个月，由震中区附近向外围迁移；

（6）1979年8月25日内蒙五原地震的前兆震群内蒙凉城4.8震群距主震377km，时间跨度2.6年，主震震级比前兆震群高1.3级；

（7）1996年5月3日内蒙包头地震的前兆震群山西大同3.6震群距主震340km，时间跨度2.6年，主震震级比前兆震群高2.8级。这两个地震都只记录到一个前兆震群，在位置变化上无法找出规律性，但在时间上和震级比例上符合规律。前兆震群可以发生在未来主震的周围一定空间范围或距主震有一定距离的地方。

3 结论与讨论

（1）通过对上述有关震群和中强震的分析和总结可以看出，8次华北中强地震发生前有6次在震前可以找到具有前兆意义的震群，存在概率为75%。

（2）华北地区前兆震群与主震在时、空、强的对应关系是：华北地区发生的8次中强震有6次有前兆震群出现，如唐山地震、张北地震等，震前出现前兆震群。在空间上表现为：先在距主震较远的地方发生，接着迁移到较近的地方，而后又在距主震较远的地方发生震群，近处210公里，最远处540公里，随后主震发生；在时间上表现为：时间跨度大约为1～3年（海城地震为1年，唐山地震为3年）；在强度上表现为：一般主震的震级比前兆震群的震级平均高1.3～3.3级（内蒙五原地震1.3级，唐山地震3.3级）。

（3）华北地区强震前震群类型

参考宋俊高等［3］按其前兆意义与实际地震对应情况，华北震群可分为一般震群、前兆震群和前震序列型震群。

一般震群：单独发生的一组小震事件，属于正常的地震活动，后续没有较大地震对应。

前兆震群：具有一定的前兆意义。震群整个时间段内，地震频次成簇，能量释放幅度变化较大。在一两年内，在该震群附近200～300公里范围内将发生M≥5.0地震。在时、空分布上与主震有一定误差。震群发生后在该震群半径200～300公里内，二年内发生比该震群最大震级至少高一级的地震发生。但个别震级较大的地震如1976年唐山7.8级地震经薛燕［4］论述在震前6～7年，距震中40～800公里范围内已经出现前兆震群。

前震序列型震群：是比较特殊的前兆震群，除具备前兆震群的特点外，在时、空、上都与即将到来的前震差别不大。该震群发生后，经过几天至十几天密集发震后几乎在原地即发生中强震。海城地震前的震群就是这个类型。

通过上面的总结看出，华北地区中强震发生前大部分会有前兆震群出现，但其中只有辽宁海城地震之前出现的前兆震群类型为前震序列型震群，而华北其他地区只出现一般类型的前兆震群，似乎很少有前震序列型震群发生。

（4）由于前兆震群的类型比较多，发生的范围比较大，时间长短不一等问题的复杂性，是否应把研究前震序列型震群作为以后的研究方向。

参考文献：

［1］郭爱香，李霞，林怀存，等.华北地区中强以上地震与前兆震群的相关分析［J］.地震地磁观测与研究， 2001 （1）：23-28.

［2］国家地震局科技监测司.地震学分析预报方法程式指南［M］.北京：地震出版社，1990.

［3］宋俊高，王炜.震群活动和地震预报综述［J］.国际地震动态，1998（9）：6-11.

［4］薛艳，梅世蓉.唐山大震前后一般震群与前兆震群时空演化特征研究［J］.地震，1999（2）：183-189.

SWARM IN NORTH CHINA AND THE STUDY ON THE RELATIONSHIP BETWEEN THE SPATIAL DISTRIBUTION OF EARTHQUAKE

LI Jing-jin，GUANG Xiao-ming，WANG Liang，JI Yan-hui，LI Zhe
（Jinzhou Seismic Station，liaoning Jinzhou 121013，China）

Abstract：Occurred in north China since 1970 through the system research of the swarm activity， according to the seismological method for analysis and prediction program guide screened in the selection principles of swarm since 1970 in north China before earthquake swarm， using software MAPSIS determining swarm nature. Preliminary discussion on the region swarm activity and earthquake （MS6.0 or higher） the spatial distribution of relationship before strong earthquakes occurred in north China for precursory swarm generally exist. Main shock， the greater the magnitude earthquake clusters in the earlier， the farther the distance from the main shock， and the precursor swarm migration phenomenon happens.

Key words：swarm； strong shock； north China region

中图分类号：P315

文献标志码：A

DOI:10.13693/j.cnki.cn21-1573.2016.02.009

文章编号：1674-8565（2016）02-0052-06

收稿日期：2015-12-27

修订日期：2016-01-25

作者简介：李京锦（1971-），男，辽宁省锦州市人，工程师，现主要从事地震监测工作。