利用地震前兆綜合異常識別方法跟蹤分析 張家口—渤海構造帶地震活動

李 紅 朱紅彬

（中國北京100080 北京市地震局）

張家口—渤海構造帶（下文簡稱張渤帶）為地處華北地區的活動構造帶，走向NW，規模巨大，構造復雜，沿走向與NE 向斷裂帶形成多處交匯。以地震對應概率譜計算為核心的地震前兆異常識別法（簡稱ECRS 方法）由王海濤等（2008）提出，后被應用于不同研究區域的地震活動分析（唐蘭蘭等，2011；馮建剛等，2012；盧顯等，2012；李紅等，2017）。本文采用此方法，以張渤帶為研究區，建立該構造帶各地震活動性參數的概率譜數據庫，通過回顧性震例研究和外推式預測，開展中強地震前綜合異常識別分析。

選取1970 年1 月至2020 年7 月張家口—渤海地震帶小震目錄（中國地震臺網中心提供），利用K—K 法做余震刪除處理。根據首都圈地區小震的完整性震級（武敏捷等，2013），以MS2.0 為研究區起始震級，將at值、mf值、b值、頻度、D值、Rm值、缺震等地震活動性參數，以不同時間窗長進行掃描，得到各參數的時間序列值。

根據區域地震活動水平，以MS5.0 為目標震級，基于ECRS 方法，獲取小震活動性參數（物理意義明確而相對獨立）的地震對應概率譜，并建立概率譜數據庫。在單地震學參數異常識別基礎上，得到多點滑動極值概率譜，將不同參數的滑動極值求平均，得到多參數地震對應概率譜。總結1970—2018 年的震例規律，外推預測2019 年以來的地震。以6 個月、9 個月、12 個月、18 個月等不同時間窗長，1 個月為時間步長，開展多參數時間掃描計算。

（1）張渤帶單參數概率譜時序結果顯示，多數MS5.0 以上目標地震發生前均有高值異常出現，表明利用ECRS 方法，可提取與識別該區中強地震前的高值異常，對研究區地震活動異常跟蹤有一定意義。不同地震活動性參數的單參數概率譜在中強地震前的異常表現形態有所不同，如異常起始和結束時間、異常幅度等可能存在差異。多參數地震對應概率譜可在單參數概率譜的基礎上進一步突出中強震前的異常。

（2）不同時間窗長的單參數與多參數地震對應概率譜結果存在差異，異常閾值的選取也會對預測效能有所影響。通過比較不同滑動窗長的計算結果，認為滑動窗長為12 個月的多參數概率譜，以0.50 倍標準差為異常閾值的預測效果較好。此處以有震報準率（震前有異常的目標地震次數/目標地震次數）和異常對應率（對應目標地震的異常次數/總異常次數）2 個指標來評價預測效能。1970 年以來張渤帶共發生10 次MS5.0 以上地震，將發震時間間隔在2 個月內的地震認為是一組，則共有9 次/組目標地震，其中7 次/組地震發生前出現高值異常，2 次/組漏報，有震報準率為7/9，漏報率為2/9；出現7 次/組高值異常，其中5 次高值異常對應目標地震，2 次高值異常無對應地震，虛報2 次，異常對應率為5/7，虛報率為2/7。2019 年地震資料的外推預測結果顯示，多參數對應概率譜低于1970 年以來的均值，但開始出現小幅上升。

（3）通過多個窗長的多參數概率譜比較分析，發現自1970 年以來，張渤帶概率譜時間曲線具有分段特征，體現在2000 年以前多參數概率譜時序曲線起伏變化大，2000 年以后則起伏相對減小，可能反映了張渤帶地震活動具有時間分段性，也可能與小震完整性震級有關。在今后的分析中，對于時間分段活動明顯的構造區域，結合分段特點來考慮異常閾值的判定可能更有意義。