華北地區(qū)5級地震平靜現(xiàn)象研究

李棟梁，翟正宏，管延新

（濰坊市地震局，山東 濰坊 261041）

0 引言

2006年7月4日文安5.1級地震打破了1999年11月29日岫巖5.6級地震以來華北地區(qū)5級地震持續(xù)79個月的平靜期，而后至2012年12月底華北地區(qū)又有79個月沒有發(fā)生5級以上地震。當(dāng)前華北地區(qū)5級地震平靜還可能持續(xù)多長時間，是地震活動趨勢研究需要解決的問題之一。

1 資料及方法

本文所指的華北地區(qū)為34～42°N、108～124°E地區(qū)，這是華北地區(qū)地震區(qū)的主體地區(qū)，主要包括北北東向郯廬地震帶、華北平原地震帶、汾渭地震帶以及與它們復(fù)合交匯的北西向燕山—渤海地震帶。使用《中國歷史強(qiáng)震目錄（公元前23世紀(jì)—1911年）》［2］、《中國近代地震目錄（公元1912—1990年，MS≥4.7）》［3］和國家地震科學(xué)數(shù)據(jù)共享中心的目錄提供的1990年后的數(shù)據(jù)，選取1484年以來M≥5級地震，剔除其中大震的直接余震。圖1給出華北地區(qū)公元1980年1月—2013年1月M≥5級地震的M-t圖，這是本文分析的基礎(chǔ)資料。

圖1 1980.1.1-2013.1.31華北地區(qū)M-t圖（34°—42°N、108°—124°E，M≥5級）Fig.1 M-t map of North China from Jan.1，1980 to Jan.31，2013.（34°—42°N、108°—124°E，M≥5）

按地震發(fā)生自然順序，依次求取M≥5級地震的時間間隔，按地震活動期、平靜期分別分析其平均時間間隔和最大時間間隔。由于華北地區(qū)地震活動期內(nèi)又可以進(jìn)一步劃分為地震活動幕和平靜幕［4］，為深入探討地震幕之間地震時間分布的細(xì)節(jié)，對活動期中每個地震活動幕最后一次M≥5級地震與隨后一個地震活動幕的第一次M≥5級地震（含平靜幕里發(fā)生的地震）的時間間隔（以下簡稱幕間地震時間間隔）也進(jìn)行了計算分析。考慮歷史地震資料的時間記載精度和地震活動趨勢的需要，時間間隔單位取為月。

2 華北地區(qū)5級以上地震的時間間隔特征

2.1 華北地區(qū)5級以上地震時間間隔特征

華北地區(qū)M≥5級地震時間間隔計算結(jié)果見表1。

（1）1484—1730年（即華北地區(qū)第三活動期），首發(fā)M≥5級地震為1484年2月7日北京居庸關(guān)一帶級地震，最后一次M≥5級地震為1730年山東鄒平東5級地震，期間所有M≥5級地震的平均時間間隔為21.2個月。最大時間間隔為146.5個月，其相鄰的2次M≥5級地震是1642年6月30日山西安邑6級地震及1654年9月15日山東莘縣級地震。該活動期中活動幕的幕間地震平均時間間隔為90.3個月。

（2）1731—1814年（即華北地區(qū)第三活動期與第四活動期之間的平靜期），首發(fā)M≥5級地震為1736年12月25日北黃海5級地震，最后一次M≥5級地震為1814年2月4日河南湯陰、浚縣級地震，期間所有M≥5級地震的平均時間間隔為59.3個月。M≥5.0級地震最大時間間隔為212.2個月，其相鄰的2次M≥5級地震是1772年3月1日河北靈壽5級地震及1789年11月7日陜西潼關(guān)5級地震。

表1 華北地區(qū)M≥5級地震時間間隔表

應(yīng)當(dāng)說明，在這個地震平靜期內(nèi)，華北地區(qū)地震時序有一個發(fā)展過程，在1731—1805年期間，華北地區(qū)僅發(fā)生10次M≥5級地震，最大地震只有級，平均90.1個月才發(fā)生1次5級地震，但在平靜期的后期，即1805年至1815年10月23日山西平陸地震前的10年里，華北地區(qū)5級地震出現(xiàn)明顯的活化現(xiàn)象，發(fā)生級地震7次，地震平均時間間隔僅為18.9月，已達(dá)地震活躍期的水平。這一現(xiàn)象似乎意味著，如果在地震平靜持續(xù)數(shù)十年后出現(xiàn)5級地震活化現(xiàn)象，特別要注意發(fā)生6級以上地震的可能，并預(yù)示新一輪活動期即將開始。

因此，以90.1個月作為該地震平靜期M≥5級地震的平均時間間隔才是比較合理的。

（3）1815—2012年，華北地區(qū)第四活動期內(nèi)，首發(fā)M≥5級地震為1815年8月5日天津5級地震，最后一次M≥5級地震為2006年7月4日河北文安5級地震，期間所有M≥5.0級地震的平均時間間隔為14.5個月。M≥5.0級地震最大時間間隔為209.4個月，其相鄰的2次M≥5級地震是1835年6月6日山東平陰5級地震及1852年11月17日山東沂水東北5級地震。該活動期中活動幕的幕間地震平均時間間隔為81.9個月。

（4）如果考慮華北地區(qū)500多年來總體情況，在1484—2012年的529年期間，華北地區(qū)所有M≥5.0級地震的平均時間間隔為19.9個月，比華北地區(qū)第三活動期略短，較第四活動期稍長，這是華北地區(qū)500多年來M≥5.0級地震頻次的總體平均水平，但在1484—1730年、1815—2012年2個地震活動期的M≥5.0級地震的平均時間間隔為17.8個月。

2.2 時間間隔的分析與討論

（1）在1484年以來的500多年分時段的M≥5地震的平均時間間隔有明顯差異，其中1731—1814年平靜期期間的M≥5級地震平均時間間隔（90.1個月）約是1484年以來2個地震活動期M≥5級地震平均時間間隔（17.8個月）的5.1倍。說明華北地區(qū)5級以上地震確實存在三百年左右尺度的活動—平靜、強(qiáng)弱起伏輪回韻律性。

（2）在同一活動期中，活動幕的幕間M≥5級地震平均時間間隔（86.4個月）約是2個地震活動期M≥5級地震平均時間間隔（17.8個月）的4.9倍，說明在同一活動期中，華北地區(qū)M≥5級地震也不是平穩(wěn)發(fā)生的，確實還存在次一級的約一二十年左右尺度的強(qiáng)弱起伏的輪回韻律性，也就是地震幕式活動。2個活動期中活動幕的幕間地震平均時間間隔（86.4個月）是地震平靜幕大體的平均時間。

（3）華北地區(qū)第三、第四活動期中活動幕的幕間M≥5級地震平均時間間隔（86.4個月）與1731—1814年平靜期里單次M≥5級地震平均時間間隔（90.1個月）非常接近。本文認(rèn)為，90個月可以作為華北地區(qū)M≥5級地震異常平靜的標(biāo)志性時間，即如果華北地區(qū)地震異常平靜達(dá)到或接近90個月，則在未來數(shù)年內(nèi)可能出現(xiàn)新一輪的持續(xù)一二十年的M≥5級地震活動。

但是，需要指出，2個活動期的相鄰2次地震間最大時間間隔分別為146.5、209.4個月，在1731—1814年的平靜期里相鄰2次地震間最大時間間隔為212.2個月，則差異并不明顯，顯示地震時序的復(fù)雜性，說明以M≥5級地震異常平靜進(jìn)行未來地震趨勢預(yù)測具有不確定性。

3 當(dāng)前華北地區(qū)地震趨勢分析

根據(jù)以上華北地區(qū)500多年來包括2個地震活動期和其間地震平靜期的M≥5級地震時間間隔特征，試從當(dāng)前華北地區(qū)5級地震的持續(xù)平靜現(xiàn)象入手，對華北地區(qū)的地震趨勢做初步分析。

（1）目前，華北地區(qū)M≥5級地震平靜時間（79個月）明顯超過1484—1730年和1815年以來2個地震活動期所有M≥5級地震的平均時間間隔（分別為21.2、14.5個月）。這意味著，華北地區(qū)目前發(fā)生5級以上地震的可能性已經(jīng)很大。

（2）但是目前華北地區(qū)M≥5級地震平靜時間，尚明顯低于1484年以來2個地震活動期和1個地震平靜期M≥5級地震的最大時間間隔（分別為146.5、209.4、212.2個月），因此，華北地區(qū)目前M≥5級地震平靜也有延續(xù)的可能。

（3）華北地區(qū)當(dāng)前M≥5級地震的平靜時間已接近華北地區(qū)M≥5級地震異常平靜的標(biāo)志性時間（90個月），因此當(dāng)前地震平靜幕已經(jīng)處于后期，未來數(shù)年內(nèi)有可能進(jìn)入新一輪的地震活動幕，在一二十年內(nèi)發(fā)生數(shù)次或多次M≥5級地震。

（4）在本文完成后，2013年1月23日在遼寧省遼陽市燈塔市和沈陽市蘇家屯區(qū)交界地區(qū)發(fā)生5.1級地震。為了探討這次地震的預(yù)測含義，選取1960年1月以來有儀器記錄的地震資料作分析（圖2）。

圖2 1960.1—2013.1華北地區(qū)M-t圖（34～42°N、108～124°E，M≥5級）Fig.2 M-t map of North China from January，1960 to January，2013（34～42°N、108～124°E，M≥5）

這次地震距離上次地震（2006年7月4日河北文安5.1級地震）79.6個月，符合500多年來經(jīng)歷2個活動期的華北地區(qū)M≥5級地震時間間隔統(tǒng)計特征，屬于時間間隔較長的情況。而2006年7月4日河北文安5.1級地震距離上次地震（1999年11月29日遼寧岫巖5.6級地震）79.2個月，雖然2者時間間隔近似相等，但對未來地震趨勢估計的指示意義可能有差別。

多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，1966年以來，華北地區(qū)經(jīng)歷1966—1983、1989—1999的活動幕，二者之間（1984—1988）為平靜幕。1989年11月19日山西大同6.1級地震是華北地區(qū)上一輪活動幕開始的地震，其最后一次M≥5級地震是1999年11月29日岫巖5.6級地震，之后又進(jìn)入平靜幕。2006年文安5.1級地震屬于平靜幕中偶然發(fā)生的中強(qiáng)地震，是在華北地區(qū)3、4級中小地震偏低的背景下發(fā)生的。2013年1月23日發(fā)生的遼陽市燈塔市和沈陽市蘇家屯區(qū)交界地區(qū)5.1級地震，則是在2008年汶川8.0級地震和2011年日本東北部海域9.0級地震后，華北地區(qū)3、4級中小地震活動增強(qiáng)的背景上發(fā)生的，例如，此前于2012年5月28日在唐山7.8級老震區(qū)發(fā)生了4.8級地震即是標(biāo)志性事件。如果從算起，至2013年1月23日遼陽市燈塔市和沈陽市蘇家屯區(qū)交界地區(qū)5.1級地震，當(dāng)前的平靜幕已經(jīng)持續(xù)了169.2個月，已超過華北地區(qū)地震活動期中平靜幕的平均持續(xù)時間（151.9個月），所以這次地震后，華北進(jìn)入新的地震活動幕的可能性增大。

地震主體活動區(qū)域具有一定的相對穩(wěn)定性，鑒于本活動期華北地區(qū)的地震主體活動區(qū)域在其中北部地區(qū)，因此仍應(yīng)特別注意在燕山—渤海地震帶以及郯廬地震帶、華北平原地震帶、汾渭地震帶中北部新的5、6級地震發(fā)生的可能。

4 基本結(jié)論

（1）華北地區(qū)1484以來平靜期內(nèi)單次M≥5級地震平均時間間隔是地震活動期中所有M≥5級地震平均時間間隔的4.8倍，同時，地震活動期里活動幕的幕間M≥5級地震平均時間間隔約是地震活動期M≥5級地震平均時間間隔的4.6倍。因此，華北地區(qū)三百年時間尺度和一二十年時間尺度的地震起伏活動的韻律性是客觀存在的。

（2）華北地區(qū)500多年的統(tǒng)計結(jié)果表明，活動期中活動幕的幕間M≥5級地震平均時間間隔（86.4個月）與平靜期里單次M≥5級地震平均時間間隔（90.1個月）非常接近。因此，以90個月作為華北地區(qū)M≥5級地震異常平靜的標(biāo)志性時間是合理可行的。

（3）近期，華北地區(qū)M≥5級地震平靜時間已連續(xù)2次達(dá)79個月，而自1999年11月29日遼寧岫巖5.6級地震至今，華北地區(qū)地震平靜幕已經(jīng)超過其平均持續(xù)時間，華北地區(qū)開始進(jìn)入新的地震活動幕的可能性較大，尤其應(yīng)注意中北部地震相繼發(fā)生5、6級地震的可能。

［1］黃瑋瓊，李文香，曹學(xué)鋒.中國大陸地震資料完整性研究之一——以華北地區(qū)為例［J］.地震學(xué)報，1994，16（3）：273-280.

［2］國家地震局震害防御司.中國歷史強(qiáng)震目錄［Z］.北京：地震出版社，1995.

［3］中國地震局震害防御司.中國近代地震目錄［Z］.北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，1999.

［4］馬宗晉，傅征祥，張郢珍，等.1966-1976年中國九大地震［M］.北京：地震出版社，1982，189-204.