日本311地震對中國大陸強震活動的影響

宮會玲　程建武

摘 要：通過對日本311地震的發震構造、地質背景及其主震級余震情況的分析和總結，認為日本海溝發生的巨大地震對中國大陸的地震活動影響不明顯，直接影響只會造成中國東北的深震活動，而對內陸破壞性的淺源地震影響不大。根據日本地震震后的中國地震活動特點和大陸動力學過程的分析，結果表明：在未來數年內，中國大陸特別是西部地區仍然是發生7級地震的主體區，尤其注意南北地震帶中南段和西南天山地區。

關鍵詞：日本9.0地震 俯沖帶 強震活動 中國大陸

中圖分類號：P315.61 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）07（a）-0135-03

2011年3月11日，在日本海溝發生了9.0級地震，并引起強烈海嘯，導致近30萬人的死亡和失蹤。該地震是全球第3次大地震，造成了巨大的經濟損失和人員傷亡，特別是對福島核電站對造成了巨大的影響。地震發生后，人們普遍關注的問題主要聚焦在這些問題上，例如：為什么會發生這么大的地震？地震的特征是什么？發震的成因和機制是什么等。

該文將通過對該地震的構造背景、發震構造、主震及余震情況的分析，探討強震的孕育及發生特點，結合地震地質及地球物理等相關資料來探討日本海溝構造活動與中國大陸動力學環境的影響，借助現有的資料來分析中國大陸在日本地震后的地震活動趨勢。

1 日本地震概況

2011年3月11日14時46分在日本宮城縣以東130 km海域發生了9.0級地震，震源深度：24 km，震中位置：38.322°N，142.369°E。據統計，此次地震是自1960年智利9.5級地震和1964年阿拉斯加9.2級地震以來又一次較大的地震。該地震類型為前—主—余型地震序列，前震為3月9日發生的7.3級地震，余震豐富，有多次7級以上余震。震源位于據仙臺海岸以東130 km的太平洋板塊俯沖帶上，發震斷裂為向西緩傾的逆斷層，其傾角幾乎不到15°。地表破裂長度長達400 km以上，震源機制解為逆沖型地震構造。

該地震發生在歐亞板塊和太平洋板塊的邊界帶上，根據地震波層析剖面的研究結果，現代太平洋板塊在日本列島東側的海溝向西低角度（約15°）俯沖，一直達到中國東北660 km深的上下地幔界面，然后呈“S”狀沉入下地幔，一直達到蒙古或俄羅斯貝加爾湖下面2 900 km深的核幔邊界[2-8]。太平洋板塊的俯沖一直影響著中國東部[9]，這里的巖漿活動、火山噴發（如東北的五大連池火山、河北張北地區的火山）、裂谷形成、巖石圈減薄等都與太平洋板塊的俯沖有關。東北地區的地震活動也與太平洋板塊的俯沖深部活動密切聯系。

2 中國大陸強震活動特征與日本大震的關系

2.1 中國大陸及鄰區構造活動的動力學環境

根據全球構造格局，中國大陸在全球板塊構造動力系統中，一直處于印度板塊北推與歐亞板塊阻擋、太平洋板塊和菲律賓板塊向西俯沖及阿拉伯板塊阻擋的聯合動力中；中國大陸是板塊內地震活動的主要區域之一，印度板塊的北推動力是引起中國大陸尤其是西部地區構造變形和地震活動的最主要應力源。在漫長的地質活動中，中國大陸在整體合圍受壓背景下，西部青藏高原的擠壓隆升、天山褶皺帶、南北地震構造帶的形成以及與之伴生的強烈地震活動就顯得格外突出[10]。而且中國大陸周邊板塊邊界帶構造動力環境變化，對中國內陸構造活動影響顯著。這些邊界帶構造區域包括興都庫什俯沖帶、喜馬拉雅俯沖帶、緬甸一爪哇俯沖帶、菲律賓俯沖帶、琉球俯沖帶、日本海俯沖帶等。在這些邊界帶的接合部位形成復雜的構造結點（帕米爾構造結、阿薩姆構造結、臺灣構造結和日本海構造結）。構造地區強烈的地震活動往往與中國內陸地震活動的關系更直接一些。

2008年以來中國大陸接連發生新疆于田7.4級和四川汶川8.0級地震，2010年青海玉樹7.1級地震，2011年緬甸7.2級地震，都表明地震活動呈現出由外到內，由弱到強的發展態勢。為中國大陸特別是西部地區發生7級以上地震提供了有力的動力學背景。從中國大陸的動力學環境來分析，日本海溝（西太平洋俯沖帶）的活動影響著中國大陸的動力學環境，但是海溝的個別地震活動對中國大陸動力學環境的影響可能是短暫的，并且影響不大。因此，對中國大陸內部地震活動的趨勢影響比較微弱。不可能發生由太平洋俯沖板塊在中國境內造成的直接地震，因為這些都屬于深源地震，主要分布在吉林省琿春-汪清一帶，震源深度可達500～660 km，但這種深源地震一般對地面工程建筑破壞性較小。例如，2002年6月29日01時19分，在吉林省汪清縣（43.5°N，130.6°E）發生的7.2級地震，震源深度540 km。盡管震級較高，影響范圍較大，但因其屬于深源地震，地震波在傳播過程中，能量大大衰減，當到達地面后對地表幾乎沒有造成破壞。

2.2 日本及其海溝地區8級以上大震對中國大陸強震活動的影響

在地震預測統計研究中，許多學者根據中國大陸強震活動與日本海溝8.0級以上地震進行了統計和探討。一些地震學者認為，日本及其海溝地區發生的8.0級大震對中國大陸地震活動有一定的影響，并提出了一個對應關系，認為日本及其海溝地區發生8.0級大震后短時間內（3年內），中國大陸將有7級以上地震與之對應。但是如果我們仔細來推敲和分析這種統計關系的結論，不難看出，這種分析只是表面的，不客觀，也比較模糊[11]，其統計關系中存在很多人為的主觀因素。綜合分析，認為這種類似的統計關系研究都受到人為因素的控制成分較多，不確定性太大，因此，導致預測結果可信度不高。

綜上所述，根據中國大陸構造動力學環境與日本海溝（俯沖帶）活動關系，結合大陸強震活動與日本海溝8.0級地震的相關性分析，認為日本海溝地區的8.0級以上地震活動對中國大陸的強震活動沒有必然的聯系，對中國大陸強震活動趨勢影響不大。

3 日本地震后中國大陸及鄰區地震活動狀態

3.1 中國大陸強震活動準周期分析

張國民等[10]（1990）對中國大陸7級以上地震進行了劃分，結果表明：活躍期為1897～1912年、1920～1934年、1944～1957年、1966～1976年，但對于第5次活躍期仍有多種劃法，薛艷等[13]利用小波變換對中國大陸的活躍期進行了劃分，結果表明：昆侖山口西8.1級地震釋放的特征是之后能量釋放穩定持續幾年即判定活躍期的結束。第5次活躍期能量加速釋放后也穩定釋放持續了7年左右（到2007年），因此2001（8.1級地震后）～2007年可以視為中國大陸的平靜期。在2008年汶川8.0級地震后，程建武等[14]和孫文福等[11]結合中國大陸地震的活動特征認為，2008年是中國大陸第6次活躍期的開始。根據地震活動周期的劃分，地震活躍期持續時間一般在13年左右，因此未來數年中國大陸仍然處于7級以上地震的高發期。

從中國大陸的外部地震環境來分析，自2004年印尼M9級地震到2011年的日本9級地震，在這7年中全球地震活動水平顯著提高，可能進入了地震活動大的釋放期。根據地震活動特點，在全球高水平地震活動的動力環境下，大陸也容易發強震。

3.2 近幾年來中國大陸地震活動圖像特征

從中國大陸及周緣2009年以來5級以上地震分布來看，5級以上地震主要分布在青藏塊體和新疆的天山構造帶。特別是2010年以來，在青藏塊體的中部瑪尼-玉樹斷裂帶-鮮水河斷裂帶及附件形成了5級地震條帶，條帶的西端為新疆于田地區，東端在四川的石棉縣（鮮水河斷裂與安寧河斷裂交界地區）。根據前人對于條帶的總結和分析，該條帶是由5級以上地震組成，可稱之為背景性的條帶，條帶也是中強地震活動的主體區，條帶與未來主震的位置關系為：在條帶的端部附近或其延長線方向易發較大地震[15，16]。從目前這個圖像來分析，最后一個地震是新疆9月15日于田5.5級地震，而且條帶圖像還在發展，因此，根據目前的圖像可以推斷：條帶東端以南的川滇交界地區潛在7級地震的危險；目前，已經在南北地震帶最南端緬甸發生了2011年3月24日7.2級地震，而在龍門山2008年發生了汶川8級地震，而在這兩個地震之間是7級地震的空白區，因此，是值得關注的地區。條帶的西端延長線方向的西南天山構造帶—塔里木盆地西緣近期中強地震活動頻繁，而該區自1988年以來一直呈現出7級地震的平靜現象，因此，這也是一個易發7級地震的地方。這種分析的依據是地表的地震活動圖像往往與深部的構造活動控制有關，深部的應力場有序變化有可能是7級以上地震的孕育的先兆[17]。

4 結語

（1） 2011年日本9.0級地震是一次發生在俯沖帶上的巨大地震，是太平洋板塊與歐亞大陸板塊相互作用的結果，同時也與深部構造活動密切相關。

（2） 日本大震后中國大陸地震活動趨勢：根據俯沖帶構造、地球動力學過程，綜合分析認為日本9.0級地震的發生對近期中國大陸內部的強震活動趨勢影響不大。根據日本9.0級地震后中國大陸的強震活動狀態表明，中國大陸地震活動處于2008年汶川地震8.0級后的第6活躍期，3月24日緬甸7.2級地震發生表明中國大陸地震活動隨著應力場向大陸內部推移，大陸內部的強震危險性在增強。最近數年是7級以上地震的高發期，7級地震的危險性很高。值得關注的地區是南北地震帶中—南段（川滇交界地區）和新疆西南天山—塔里木盆地西緣。

（3） 日本9.0級地震給人們的啟示：日本地震的發生警示我們地震的災害是巨大，目前對于地震活動規律的研究尚處于探索階段，是地學研究者值得努力探索和研究的科學問題。

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