四川盆地内部少震与弱震区MS≥4.5地震预测意义分析*

易桂喜，周龙泉，张浪平，龙 锋，宫 悦

(1.四川省地震局，四川 成都 610041；2.中国地震局监测预报司，北京 100086)

0 引言

最近10年的地震活动显示，四川盆地MS≥4.5中等强度的地震发生后，其后1年内四川及邻区常有MS≥6.0强震发生，典型的2个震例是2013年4月20日四川芦山MS7.0和2014年8月3日云南鲁甸MS6.5地震，分别在其震前2个月和震前5天，在四川盆地内部历史少震与弱震区梓潼—三台一带发生了MS≥4.5地震。早在1981年，罗伟(1981)基于1958—1980年地震资料统计发现：四川盆地发生1次或多次4级以上地震后约1年，川西或川滇交界区域将发生1次MS≥6强震，但其所列出的四川盆地地震震级标度不明确，且部分4.0级地震实际目录震级明显低于ML4.0，四川盆地中等强度以上地震对周边强震的预测指示意义还有待进一步研究。因此，2019年6月17日四川长宁MS6.0地震发生后，笔者针对四川盆地内部及盆地边缘MS≥4.5地震的预测意义进行了专题研究和系统清理，通过设定的预测条件，对历史地震进行预测效能评分R值检验，确定了四川盆地内部及盆地边缘MS≥4.5地震的预测意义与预测规则。

1 四川盆地及盆地边缘地震活动特点

四川盆地位于构造相对稳定、地震活动强度相对较弱的华南地块内部(张培震等，2003)，其历史地震记载始于公元前26年(国家地震局震害防御司，1995；中国地震局震害防御司，1999)。历史地震资料显示，四川盆地内部及盆地边缘的地震活动强度远低于北侧的龙门山断裂带(易桂喜等，2016)和西侧的马边—盐津断裂带(易桂喜等，2010)。2019年以前，该区无MS≥6.0地震记录(图1、表1)，MS≥5.0地震活动频次也较低，且复发时间长，尤其是四川盆地内部发生的MS≥5.5地震仅2次，分别为1896年2月14日富顺MS5和1967年1月24日仁寿MS5.5级地震。有区域台网记录以来，四川盆地MS≥4.0历史地震活动主要集中在盆地西侧及南侧的宜宾、自贡一带，地处盆地边缘盆山结合部位的宜宾地区地震相对活跃；而龙泉山断裂带以东、华蓥山断裂带以北的盆地内部在2008年汶川MS8.0地震前无MS≥4.5地震记录(图1)。

图1 四川盆地及周边MS≥4.5地震分布(B.C.26—2019)

然而，2008年汶川MS8.0地震发生后，四川盆地地震活动显著增强，MS≥4.0地震频繁，最突出的是在盆地内部历史少震与弱震区相继发生了一系列中等强度的地震，包括2010年1月31日四川遂宁与重庆潼南交界MS5.0(何玉林等，2010)、2013年2月19日四川三台与盐亭交界MS4.7，2014年7月29日四川梓潼MS4.9和三台MS4.6地震(易桂喜等，2019)。前人研究表明，汶川地震对四川盆地具有应力加载作用(Parsonsetal，2008)，由此，推测上述地震活动可能与汶川地震的应力加载有关(易桂喜等，2019)。

由于汶川地震后四川盆地MS4.0地震频次高，本文仅统计MS≥4.5地震。根据历史地震记录，四川盆地内部及盆地边缘共发生MS≥4.5地震51次(表1)，其中23次发生在汶川地震后的2010—2019年。在空间上，遂宁、三台、梓潼等历史少震与弱震区呈现中等地震活动增强，同时，宜宾、自贡等历史地震相对活跃区地震活动强度则不断刷新历史记录，最高震级已达MS6.0(易桂喜等，2019)，突破了此前有关该区域的地震不会达到6.0级的认知。

2 四川盆地MS≥4.5地震活动与四川及邻区MS≥6强震统计分析

2.1 四川盆地中等强度地震与四川及邻区MS≥6.0强震统计分析

为了确定四川盆地MS≥4.5地震对四川及邻区的强震是否具有预测指示意义，表1列出了四川盆地MS≥4.7历史地震和最近10年MS≥4.5地震，同时列出了震后半年内、震后0.5～1年内四川及邻区(25°～35°N，95°～110°E)发生的MS≥6.0强震信息(余震不参与统计，震群仅计1次)。

由于历史原因，仅能保证汶川地震之后的四川地区MS≥4.5地震目录的完整、可靠，因此，为获得较为客观的统计结果，以2008年汶川地震为界，进行分时段统计。

(1)汶川地震前(公元前26年—2008年5月11日)，四川及邻区共记录MS≥6.0地震193次(图2)，如果不考虑余震、震群按1次计算，则地震总数为164次，包括95次MS≥6.5地震。该时段发生在四川盆地的MS≥4.5地震共28次(即表1中No.1～28)，15次地震后1年内在四川及邻区发生了MS≥6.0地震(共对应19次强震)，占比约为54%。其中半年内发生MS≥6.0地震有9次(共对应10次强震)，占比32%，尽管对应地震比例不低，但超过88%的MS≥6.0强震前四川盆地无MS≥4.5地震活动，漏报率高。95次MS≥6.5地震中，12次震前1年内四川盆地有MS≥4.5地震活动，有震对应率为43%，但超过87%的MS≥6.5地震前四川盆地无MS≥4.5地震活动。

表1 四川盆地有记录以来MS≥4.5地震与四川及邻区后续MS≥6.0强震统计

续表1

(2)汶川地震后(2010—2019年)，四川盆地共发生MS≥4.5地震23次(表1中No.29～51)，12次地震后1年内四川及邻区发生了MS≥6.0强震(不包括玉树地震的1次MS≥6.0余震)，占比近52%，且有10次为半年内发震，占比约为43%；8次盆地地震后1年内四川及邻区发生了MS≥6.5地震，占比约35%，其中有7次为半年内发震，占比近30%。同时期四川及邻区共发生MS≥6.0强震10次(不包括余震)(图2中红色圆)，分别为：2010年4月14日青海玉树M7.1，2013年4月20日四川芦山MS7.0、7月22日甘肃岷县—漳县MS6.6和8月12日西藏左贡MS6.1，2014年5月30日云南盈江MS6.1、8月3日云南鲁甸MS6.5和11月22日四川康定MS6.3，2017年8月8日四川九寨沟MS7.0和11月18日西藏米林MS6.9以及2019年6月17日四川长宁MS6.0地震。其中，9次强震前四川盆地有MS≥4.5地震活动，仅2014年云南盈江MS6.1地震例外；该时段6次MS≥6.5地震之前四川盆地均有MS≥4.5地震活动，且其中5次出现在震前半年内，仅2017年11月18日西藏米林MS6.9地震例外。可见，汶川地震后四川盆地MS≥4.5地震对四川及邻区MS≥6强震活动具有一定的指示意义。

2.2 四川盆地MS≥4.5地震预测意义效能检验

2008年汶川地震之前，四川及邻区多数强震前四川盆地无对应MS≥4.5地震活动，因此，本文仅针对2010—2019年四川盆地MS≥4.5地震与四川及邻区强震活动对应情况，进行预测效能评分R值检验(国家地震局科技监测司，1990)，R=报对地震数/应报地震数-预测占用时间/统计时段总长度，其中，应报地震数为发生在给定统计区域、给定统计时段内满足震级条件的强震总数(不包含余震，震群仅计1次)；报对地震数为统计区预测时间内发生的强震总数，一次异常可能对应多次强震，也可能多次异常对应同一个强震，地震次数不重复统计；预测占用时间为所有异常预测时间总和，当预测时间重叠时，时间不重复统计。只有当R>R0时，预测意义显著，其中，R0表示考虑报准率和漏报率、置信度为97.5%时的最低R值(国家地震局科技监测司，1990)。

针对不同的预测规则，对四川盆地MS≥4.5地震预测意义进行内符检验：

(1)预测规则1：四川盆地MS≥4.5地震发生后，未来1年内，四川及邻区将发生MS≥6.0地震。

内符检验：最近10年(2010—2019年)，四川盆地共发生MS≥4.5地震23个，预测23次。根据预测规则1，每次预测1年时间，时间不重复统计，因此，23次预测占用时间2 433天，四川及邻区实际发生MS≥6.0地震10次，报对强震9次，漏报强震1次，虚报2次，R值评分为：

R=9/10-2 433/3 650=0.233

(1)

R0=0.345

R

(2)预测规则2：四川盆地MS≥4.5地震发生后，未来1年内，四川及邻区将发生MS≥6.5地震。

内符检验：最近10年(2010—2019年)，四川盆地共发生MS≥4.5地震23个，预测23次，根据预测规则2，预测占用时间2 433天，四川及邻区实际发生MS≥6.5地震6次，报对强震6次，漏报0次，虚报3次，R值评分为：

R=6/6-2 433/3 650=0.333

(2)

R0=0.459

R

(3)预测规则3：四川盆地MS≥4.5地震发生后，未来半年内，四川及邻区将发生MS≥6.0地震。

内符检验：最近10年(2010—2019年)，四川盆地共发生MS≥4.5地震23个，预测23次，根据预测规则3，预测占用时间1 683天，四川及邻区实际发生MS≥6.0地震10次，报对强震7次，漏报强震3次，虚报4次，R值评分为：

R=7/10-1 683/3 650=0.239

(3)

R0=0.352

R

(4)预测规则4：四川盆地MS≥4.5地震发生后，未来半年内，四川及邻区将发生MS≥6.5地震。

内符检验：最近10年(2010—2019年)，四川盆地共发生MS≥4.5地震23次，预测23次，根据预测规则4，预测占用时间1 683天，四川及邻区实际发生MS≥6.5地震6次，报对强震5次，漏报强震1次，虚报4次，R值评分为：

R=5/6-1 683/3 650=0.372

(4)

R0=0.475

R

(5)预测规则5：不考虑盆地边缘和历史地震活跃区，仅将四川盆地内部历史少震与弱震区地震(即表1中的No.29，32，34～35地震)作为统计对象。四川盆地内部少震与弱震区MS≥4.5地震发生后，未来半年内，四川及邻区将发生MS≥6.0地震。

内符检验：最近10年(2010—2019年)，在四川盆地少震与弱震区(遂宁、三台、梓潼)发生MS≥4.5地震4次，预测4次，根据预测规则5，预测占用时间共546天，该时段四川及邻区实际发生MS≥6.0地震10次，报对强震6次，漏报强震4次，虚报0次，R值评分为：

R=6/10-546/3 650=0.450

(5)

R0=0.338

R>R0，通过统计检验，具有预测意义。

(6)预测规则6：不考虑盆地边缘和历史地震活跃区，仅将四川盆地内部历史少震与弱震区地震(表1中No.29，32，34，35地震)作为统计对象。四川盆地内部少震与弱震区MS≥4.5地震发生后，未来半年内，四川及邻区将发生MS≥6.5地震。

内符检验：最近10年(2010—2019年)，在四川盆地少震与弱震区(三台、梓潼、遂宁)发生MS≥4.5地震4次，预测4次，根据预测规则6，预测占用总时间为546天，该时段四川及邻区实际发生MS≥6.5地震6次，报对强震5次，漏报强震1次，虚报0次，R值评分为：

R=5/6-546/3 650=0.684

(6)

R0=0.475

R>R0，通过统计检验，具有预测意义。

上述内符检验预测效能评分R值计算结果显示，预测规则6中四川盆地内部历史少震与弱震区MS≥4.5地震发生后，预测未来半年内四川及邻区MS≥6.5地震的预测效能评分R值最高，且能通过统计显著性检验，具有中短期预测意义。

2.3 四川盆地内部少震与弱震区MS≥4.5地震预测强震的规则

上述不同预测规则下的预测效能统计检验R值评分中预测规则6的R值评分最高，因此，将预测规则6作为四川盆地内部少震与弱震区的判定标准及该区域MS≥4.5地震预测四川及邻区MS≥6.5地震的规则：

(1)四川盆地内部少震与弱震区判别

位于四川盆地内部，不包含盆山转换区域，震中30 km范围内在汶川地震之前无MS≥4.0地震记录，且自1970年有台网记录以来ML≥3.0地震频次不超过2次，如三台、梓潼等区域(图3)。

图3 四川三台(a)、梓潼(b)有台网记录以来ML≥3.0地震M-T图

(2)预测规则

当四川盆地内部少震与弱震区MS≥4.5地震发生后，未来半年内，四川及邻区(25～35°N，95～110°E)将发生MS≥6.5地震。

3 结论

本文基于地震目录的完整性，重点针对(2010—2019年)四川盆地内部和盆地边缘发生的MS≥4.5地震及其与四川及邻区MS≥6.0强震的对应关系，在给定不同预测规则的条件下，进行了预测效能评分R值检验。结果表明，仅四川盆地内部历史少震与弱震区内发生的MS≥4.5地震对四川及邻区未来半年内MS≥6.5地震具有显著预测意义。

处于构造相对稳定区域的四川盆地内部历史少震与弱震区MS≥4.5地震的预测机理是否有别于机理较明确的地震窗或老震区，尚有待进一步研究。