青藏块体及周边区域强震综合预测研究

屠泓为 万秀红 姚家骏

青藏块体及周边区域强震综合预测研究

屠泓为 万秀红 姚家骏

屠泓为，汉族，1977年出生于陕西镇安，中共党员，硕士学历学位，副研究员，地质构造/地球物理学专业，2001年7月本科毕业于长安大学地质构造专业，2001年7月在中国黄金总公司下属的铧厂沟金矿参加工作，2003—2006年在中国地震局兰州地震研究所攻读地球物理学专业硕士学位，2006年7月进入青海省地震局工作，现任青海省地震局预报中心副主任（主持工作）。主持厅局级课题7项，省部级课题3项，以主要骨干身份参与课题10余项，以第一作者撰写论文26篇，其中SCI论文1篇、核心期刊论文10余篇，参与论文撰写23篇；2013年1月至2014年1月在德国地学研究中心（GFZ）交流访问学习1年，从事过地震大形势、测震、前兆资料分析等研究工作，目前从事大震地下位错反演、地形变解算、构造应力场分析等方面研究。

我国历史地震灾害及研究现状概述

众所周知，我国是世界上大陆地震活动最为强烈的国家之一。据史料记载，1556年陕西华县大地震死亡人数为83万，成为世界地震灾害史上死亡人数最多的一次惨痛事件。据统计分析，我国22个省会城市和2/3的人口百万以上城市均位于强地震危险区，其中11个省会城市存在发生7级以上地震的可能性，17个省会城市存在发生6.5级以上强震的可能性（陈颙等，2005）。统计数据表明，我国地震死亡人数约占全球地震死亡人数的一半，是世界上地震灾害最严重的国家之一。

1900年至2015年，我国发生造成人员伤亡的地震约500余次，其中1920年海原大地震和1976年唐山大地震都造成了20万以上人员的死亡，两次地震时间间隔为56年；造成1万人以上伤亡的地震13次，平均间隔7.5年；造成1000人以上伤亡的地震30次，平均间隔2.4年；造成100人以上伤亡的地震86次，平均间隔0.8年。尤其令人记忆犹新的是2008年5月12日汶川8.0级地震，死亡近10万人；2010年4月14日玉树7.1级地震造成3000余人伤亡；2013年4月20日芦山7.0级地震造成196人死亡；2013年7月22日岷县漳县6.6级地震造成94人死亡；2014年8月3日鲁甸6.5级地震共造成600余人死亡等等。这些地震及其造成的巨大灾害时刻提醒着我们，地震离我们并不遥远。多次震例表明，小震也可能造成重大灾害。因此，地震灾害对我国国民经济建设与社会发展造成的巨大影响不容忽视，需要重点关注和研究。

李四光曾经指出，研究地震的首要目的是尽量避免地震造成损失，或者使损失减少到最低限度；另一个目的是抗震，当我们在某些可能发生地震的地区需要进行工程建设时，则必须考虑如何使建筑物能抵御地震的破坏。这两个目的都是明确的，都具有重要的政治意义和经济意义（李方全，2011）。结合历史震例及人员伤亡和生命财产的损失，我们认为重大地震灾害预测预警和防治不仅是一个自然科学的问题，而且是关系到国家公共安全的社会问题。在我国经济迅速崛起、城市化迅猛发展的过程中，预防地震的投入虽有所增加，但地震灾害损失的上升速度超过了经济发展的速度。因此，在未来很长一段时间内，地震预测、预防、预警研究工作的稳步发展将是防震减灾事业可持续发展的基础。

正如陈运泰院士（2006）所说，人类生活在地球这样一个不断活动变化的行星上。地球是我们的共同家园，是与人类生存发展密切相关的一个行星。加强国际合作和不同地学专业合作，对于认识地球、探索地下结构，总结地下物质运移规律、地震发生规律，促进人与自然和谐相处以及人类发展均具有重要的意义。

在中国地震局地震科技星火项目的资助下，结合前人的研究成果，我们对青藏块体及邻近区域强震危险性进行了综合预测研究。

项目研究背景及成果

查阅历史地震目录（图1、图2）可知，1900年以前，青藏高原的强震记录十分稀少，而1900年以后中强震明显增多，表明该区域由于历史文化落后及人烟稀少而漏记了很多地震。统计表明，1900年以来青藏块体是中国大陆7级以上地震的主体区域，也是全球地球物理学家最为关注的地区。

图1 青藏块体及邻近区域地震时空分布图

图2 青藏块体及邻近区域地震M-T图

1900年以来该区域记录到36次7级以上地震，为大震多发区，值得深入研究。特别是新中国成立以来，该区域发生了1950年8月15日西藏察隅—墨脱8.6级地震、2001年11月14日昆仑山口西8.1级地震、2008年5月12日汶川8.0级地震、2015年4月25日尼泊尔8.1级地震等4次8级以上地震，尤其是2008 年5月12日汶川8.0级地震造成的重大人员伤亡和巨大经济损失，引起了人们广泛的关注，而2015年 4月25日尼泊尔8.1级地震的发生再次使人们认识到地震灾害离我们并不遥远，我们面临的地震形势也十分严峻，需要深入研究和预防。

基于前人研究基础和上述研究现状，课题组成员从大地构造背景、强地震活动性、震源机制解分布特征、大震破裂、应力变化等方面，综合分析青藏块体的地震信息，以期对青藏块体的构造相互作用、地震分布相关性、震级相关性等方面进行初步探索，进而结合这些背景信息和小区域地震的活动情况，对青藏区域未来地震的优势区域进行尝试性预测和对以前地震的预测状况进行检验。2012年提交的预测区域，目前已得到2013年7月22日岷县6.6级地震的验证；结合历史地震周期、能量场、震源机制解（图3）、应力场的变化、周边地震的指示作用等方面的研究，认为未来一定时期内，青藏块体及其周围将是7级左右地震发生的活跃区域。具体意见如下。

图3 青藏块体内部7级以上地震震源机制解特性分析

（1）阿尔金断裂带的两端，即与喀喇昆仑山断裂带的交汇区域、与祁连山地震带的交汇区域将是未来的强震乃至大震的优势危险区域。依据有二：一为阿尔金断裂是青藏块体与柴达木地盾交汇区域的深大断裂，其位移分量一直处于高值状态；二为可能存在历史大地震80～100年的重复周期状态，其中西部区域1924年民丰发生过7.2、7.3级两次大震，东部发生过1927年古浪8.0级地震，以及其东部区域海原断裂带上1920年发生的8.5级大地震。综合研究认为，阿尔金断裂带两端的区域存在7级左右的地震背景及能量孕育背景，在这个断裂带上存在6～7级地震的构造背景。

（2）青海东南与甘肃交汇区域存在发生7级左右地震的构造背景及6.5级左右地震的活动背景，依据一：这个区域发生过1947年3月17日青海达日南7.7级地震；依据二：西部区域在鲜水河断裂带上发生过多次7级左右地震，以及最近2010年玉树7.1级地震；依据三：2013年7月22日岷县漳县6.6级地震有可能打破青海东南部与甘肃交汇区域的弱地震活动局面；依据四：这个区域东部自1995年7月22日永登5.8级地震后，已有近20年未发生过5级以上地震，这些区域未来的地震形势如何，值得继续关注和研究。

（3）天山中段也将是未来6.5～7级地震发生的优势区域，依据一：这个区域发生过1812年的尼勒克8级地震，1902年的阿图什8.3级地震，及近年来一系列的6～7级地震，若按大震的百年重复周期估算，这应是我们重点关注的区域；依据二：这个区域小震应力场方向比较集中，能量积累十分明显；依据三：2003年的伽师震群，2011年新源6.6级地震等均表明了该区域存在发生大地震的能量积累背景。

经验分享

课题组成员结合《青藏块体及邻近区域强震危险性综合预测研究》课题的开展，对地震的中长趋势做了一定的判断，部分区域的预测得到了强震的检验，积累了一些粗浅的经验。

对一个区域的地震研究，首先应了解大区域的背景构造，了解力源、块体间的相互作用情况、历史地震背景情况。其次，在此基础上分析和探讨区域地震活动特性，例如震源深度、震源破裂性质、地下介质结构、能量的积累释放周期、迁移规律、呼应规律等方面的分析。最后，在这些基本情况均了解或掌握的情况下，开展时空范围内的中长期分析或预测。

建议

对很多中强地震预报的总结和回顾表明，由于前兆观测资料受外界干扰严重、观测时段较短等原因而很难提取可靠异常，需要将多方面的知识背景及研究结果综合起来分析。第一步，在地质构造和历史地震的基础上，根据大构造相互作用找到相应的大震优势发生部位作为长期预测的区域；第二步，在长期预测区域的基础上，通过根据地球物理学建立理论模型、震源机制解、GPS位移变化等手段进一步缩小和锁定可能性更高的地震危险区域；第三步，在中长期预测区域的基础上，根据地震活动性、前兆异常、小区域构造变化等进行更小区域的中短期预测研究；第四步，根据中短期的预测研究结果，在中短期预测研究区域加密前兆和测震观测，以期捕获一些震前的蛛丝马迹，进而突破地震短临预报的难关。未来地震预报瓶颈的突破，必须综合多种研究手段，将地质构造、地球物理、理论模型分析、历史地震、地震活动性、震源机制解、GPS、跨断层、前兆观测等方法有机结合起来，这将是地震预报的必然之路。

地震预测时空综合示意图

研究表明，每一次大地震都会对邻近不同区域的应力状态进行改变，有些区域是能量和应力释放区域，而另一些区域将是应力和能量积累区域。所以当大地震发生后，必须尽快分析中长期和中短期地震优势发生区域的变化情况。大地震不是以省界或国界为约束条件的，而是以大的板块相互作用以及板块内部深大构造相互响应为背景的，在同一大区域上的某个大构造上的大地震会直接影响到邻近或相应的区域的地震趋势。故在研究大地震时必须考虑大区域的构造背景和历史地震背景等基础信息，同时结合跨区域的所有前兆手段进行同步趋势分析，争取在地震发生前在可能的震区多布流动观测仪器，这样不仅可以在震前获取更多的异常信息，同时还能采集更多的地下信息，为未来更深层次研究提供珍贵资料。当然，地震预测预报仍是未解决的世界性难题，目前在开展的研究应是基础阶段的系列工作。这些基础准备工作对地震预测预报研究的长远目标来说，是具有现实意义的，也是十分必要的。