甘肅地區現今地殼地震活動性研究

摘" 要：利用1996年1月—2019年3月地震資料，計算出甘肅省地震活動性參數b值，得出頻度圖、蠕變圖、lgN-M圖、發震時間間隔圖。結合地震活動參數值組合、歷史強震背景分布特點，分析甘肅省內不同地區的強震危險性。

關鍵詞：甘肅地區；地震活動性；強震危險性；防震減災；震情分析

中圖分類號：P313" " " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2023）12-0020-04

Abstract： Based on the seismic data from January 1996 to March 2019， the seismicity parameter b of Gansu Province is calculated， and the frequency map， creep map， lgN-M map andtime interval map of seismicity are drawn. Based on the combination of seismicity parameters and the background distribution characteristics of historical strong earthquakes， the risk of strong earthquakes in different areas of Gansu Province is analyzed. At the same time， some suggestions for earthquake prevention and disaster reduction in Gansu Province were put forward.

Keywords： Gansu Province; seismicity; strong earthquake risk; earthquake prevention and disaster reduction; earthquake situation analysis

地震發生在世界的每個角落，大地震造成的災禍不僅可以引起建筑物的倒塌和重大生命工程的毀壞，還會對地表造成很大的破壞，如地面開縫、塌陷、山體崩塌和滑坡等。我國處于環太平洋地震帶與歐亞地震帶之間[1]，因此地震頻發。甘肅地區屬于中國地震多發區之一，據歷史文獻記載，公元143年甘谷發生了7級地震，1125年蘭州發生了7級地震，1352年會寧發生了7級地震，1654年天水發生了8級地震，1718年通渭發生了7.5級地震，1879年武都發生了8級地震，1927年古浪發生了8級地震，1954年山丹發生了7.2級地震，1920年海原發生了8.5級地震[2]。近年來，這種活動性似乎有所增強，2022年門源發生了6.9級地震。這些充分表明甘肅省從古到今一直都處于大地震活躍區。因此，研究甘肅地區地震活動性有著不同尋常的意義，對甘肅省以后的地震預測工作能起到一定的作用。

地震活動性的分析是指在特定震級區間上對地震的空間、時間分布狀況進行研究判斷，研究其物理意義，并合理地分析研究區地震發生的規律。包括地震發生的時間、空間分布特點以及地震烈度、地震強度的變化[3]。研討地震活動性，找出地震臺站測定的震源、震級和強度等最能夠描述地震的最基本參數，并研究這些參數在統計學中的規律。本研究采用來自臺網中心的地震目錄，統計的時間段為1996年1月至2019年3月，所選統計區域為甘肅省，資料選取的研究區域和時間均避開強震的余震，以保證所得參數的可靠性。除此之外，本研究還將地震學方法與統計學方法相結合，可以直觀形象地觀察出所要研究的數據，這些研究結果將有利于甘肅地區后續開展地震防災減災工作，評估未來地震危險性。同時對全國其他地區的地震活動性方面的研究也有一定的參考意義。

1" 研究思路與方法

1.1" 研究思路

本文使用地震目錄提供的地震基本數據（如震中位置、震級大小、震源深度和發震時間等），對甘肅地區的地震活動時空分布和地震活動性長期狀態進行研究。

1.2" 研究方法

本文將通過研究甘肅地區1996—2019年地震的時間、空間的散布特征和地震頻度及強度的變化，了解這些參數代表的物理意義，研究它們之間的相互關系，并找出該地區所發生地震的活動性規律。

2" 甘肅地區地震活動性分析

2.1" 甘肅地區地質構造背景

甘肅省在地圖上呈現極為不規則的啞鈴形狀，地理位置非常特殊，處于黃土高原、內蒙古高原和青藏高原的交界處，地質與地形構造的作用很明顯，其受到鄂爾多斯地臺、阿拉善-北山地臺、西秦嶺褶皺和祁連山褶皺的共同影響，如圖1所示。甘肅省除了隴南地區地勢較低，其他地域海拔都比較高，被劃分為山地型高原，根據地勢地貌和地表形態的差異可以分為6個區。分別為：河西走廊平原區、祁連山區、隴中黃土高原丘陵區、北山中山區、隴南中低山區和甘南高原區。甘肅省大抵可分為3個不同時代的巖漿區，祁連山屬于早生代構造巖漿區，北山為晚古生代構造巖漿區，西秦嶺則屬于中生代構造巖漿區[4]。甘肅境內有5種不同的平原，主要散布在河流旁的谷地以及河西地域，可分為：沖積平原、洪擊沖擊平原、洪擊傾斜平原、干燥剝蝕平原和沙丘平原。而丘陵大部分在隴南的盆地。

2.2" 地震空間分布特征

如圖1所示，甘肅地區中強震發生較頻繁，據統計，1996—2019年，甘肅省5級以上級地震共發生了122次。其中5.0～5.9級地震107次，6.0～6.9級地震19次，7.0～7.9級地震2次。可以看出這23年主要發生的地震震級在5.0～5.9級范圍內，大震的發生次數不是很多。甘肅省發生的地震主要分布在祁連山地震帶、南北地震帶及河西走廊地震帶等。尤其在青海省和四川省交界處，頻繁發生地震，地震時釋放的巨大能量形成的破壞力威脅到了地震帶上人民的生命財產安全。

2.3" 甘肅地區地震時間分布分析

圖2所示是1996—2018年甘肅地區6～8級的地震頻度圖，甘肅省地震活動有明顯的周期性變化，可劃分為平靜期和活躍期2個時期，這2個時期在此期間交替出現。因為5～5.9級地震容易受余震的干擾，本文主要研究6.0級以上地震的時間分布狀況。1996—1999年沒有6級以上的地震發生，同時，2000、2005—2007、2011—2012、2014—2015年也是大地震的空檔期。據統計，發現甘肅地區這些年最多不超過4年就會發生一次大地震，而且一旦發生大地震，接下來的兩三年內也會隨之發生。2008—2010年期間大地震發生較多，遠遠超過其他時間段。可能跟2008年發生的汶川地震有密不可分的關系，汶川地震時引發的同震效應讓甘肅省境內的斷裂帶應力大量釋放，因此，這3年大震頻繁發生。這些年甘肅地區較大地震的活動總體來說不是特別頻繁，如圖2所示，6.0～6.9級地震出現了19次，7.0～7.9級地震爆發了2次，8級以上地震從沒有發生過。由此可見，1996—2018年期間大震發生得少，因此應密切關注未來大震發生的可能性。

b值反映了一個地區的大小地震數目的比例[5]。根據古登堡-里克特的震級-頻度關系式可得：低b值表示較大的地震在某一地區地震中發生的頻率較高，假設區域內具有低b值、低a值和較高a/b值的數據特征，說明正處于低地震活動期的閉鎖狀態，未來有可能是強震發生地帶；而高b值則表示小地震在研究區域的地震中占比例較大，與上面相反，如果是高b值、較高a值和較低a/b值，表示區域內地震活動主要以小地震為主，應力積累水平相對來說表現出較低的狀態，未來的幾十年里爆發大地震的可能性很小。將古今地震活動背景聯系起來，計算地震活動性參數b值以及其他相關參數，研究地震活動參數的空間分布情況，由此判斷研究區域所處的應力狀況，以及是否正處于能量累積的時間段，目前已經成為國內外對斷裂帶上中強地震危險性判斷的一種重要研究手段。如圖3所示，甘肅地區1996—2018年間4～8級地震b值分布在0.4～1.0之間，對甘肅地區1996—2018年ML≥4地震進行震級-頻度關系擬合（圖4），得到平均b值為0.920 67，可以看出，b值和a值都比較高，a/b值相對來說較低，表明甘肅地區目前的應力水平較低，主要以小地震發生為主，大地震發生的可能性比較小。

圖5表達的內容跟圖2基本一樣，但更加形象直觀，圖中畫圈的地方就是地震發生的時間。可以看出，大地震一般連在一起發生，間隔在1～2年之內，2008—2010年間，大地震接連發生，與以往相比，出現了很大的異常，據統計，這3年發生的大地震基本上占這23 a地震中的一半。圖中，折線陡然變化的地方為地震發生的時間，根據與甘肅地區1996—2018年間地震目錄的對比，很好地印證了這一點。2008—2010年間折線急劇上升，表明這3年發生了大地震，與圖6的分析結果相同。

3" 對1996—2018年期間甘肅地區震情分析

甘肅省地震災害分布非常廣，而且一般震級與人員傷亡數目成比例關系，只有極小部分地震不是這樣，其中最主要影響因素是地理環境、人口密度、發震時間和建筑物結構等。1954年民勤7.0級地震沒有任何人員傷亡，因為地震地點在沙漠，屬于無人區。而2013年岷縣－漳縣6.6級地震卻有很多人員傷亡，因為震中在居住人數較多的村鎮，很好地印證了上述結論。據統計，在甘肅省有地震發生的市州中，隴南市為地震發生最多的市，在空間上地震災害比例從西向東依次降低，分別為酒泉市、張掖市、武威市、定西市、白銀市、天水市和甘南州，地震發生較少市為蘭州市、平涼市、慶陽市和嘉峪關市。其中，白銀市重大地震災害比例最高，其次為張掖市、定西市、隴南市、蘭州市、天水市、武威市、酒泉市及甘南州。甘肅省較大地震災害影響程度在區域上存在明顯的差異。通過對地震震級與人員傷亡進行統計，發現不同大小的地震人員傷亡數目地區之間存在著差別。甘肅省地震災害有以下規律性：一般地震災害會引起個別人員死亡，十幾個人受傷;較嚴重的地震災害則會造成數十人至上百人死亡，以及建筑物的倒塌;大地震引起的災害導致接近數萬人死亡。

總體來說，甘肅省地處大西北，經濟較東部沿海省份來說比較落后，農村人口比重偏大，嘉峪關市在甘肅省內占農村人口比重最小，其次為蘭州市，第三為金昌市，而其余市州農村人口比重約超過48%，隴南市農村人口比重最高，達到了78%，有7個市州超過了70%。農村房屋結構和用料都比較簡單，抗震性普遍偏低，有很大的安全隱患，加上居民對地震的防護意識不夠[5]。地震發生時鄉村的地震災害遠高于城市，因而甘肅省地震災害遠比想象中更為嚴重。

參考文獻：

[1] 張津.甘肅農村地震成災機制及防震減災研究[D].蘭州：中國地震局蘭州地震研究所，2014.

[2] 李秋紅，李英.近年來甘肅地震活動密度分布[J].甘肅科技，2016，32（9）：49-50.

[3] 周航.安達曼弧地區地震活動性研究[D].昆明：云南大學，2015.

[4] 蘇俊陽.甘肅省地質災害防治工程研究中心成立[J].甘肅科學學報，2013，25（3）：21.

[5] 王運興.甘肅省5.12地震重災區次生地質災害特征[D].蘭州：蘭州大學，2012.