薛 丁，張建業(yè)，韓曉明

（內(nèi)蒙古自治區(qū)地震局，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010）

0 引言

1966年在華北的邢臺地區(qū)發(fā)生了7.2級地震，40多年來震區(qū)地震活動仍起伏不斷，積累了豐富的地震資料，成為反映華北地區(qū)地震活動的“地震窗”地區(qū)之一。2008年汶川8.0級地震后，人們都非常重視和擔(dān)憂華北地區(qū)的地震形勢。鑒于此，本文研究邢臺地震窗地震頻次異常特征對華北地區(qū)6級以上地震的預(yù)測效能。以期對華北地區(qū)地震形勢分析、判定和預(yù)測有一定參考價值。

1 邢臺地震窗及其資料選取

“地震窗”是區(qū)域應(yīng)力場與震源應(yīng)力場變動效應(yīng)的一種表現(xiàn)。所以我們把握窗的應(yīng)力變化來實現(xiàn)對相關(guān)地震區(qū)地震的預(yù)測［1］。邢臺地震窗的應(yīng)力變化可以用其地震活動起伏來反映。

1966年邢臺7.2級地震震中（N37°30′，E115°06′）位于華北平原束鹿斷陷盆地內(nèi)。束鹿斷陷盆地為冀中拗陷南部的一個走向NNE的單邊斷陷（箕狀斷陷），是在中生代部分?jǐn)嘞莸幕A(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展而成的新生代盆地，經(jīng)歷了早第三紀(jì)斷陷和晚第三紀(jì)以來區(qū)域沉降（拗陷）兩個主要發(fā)展階段。束鹿斷陷盆地總體呈狹長條形，長約70km，寬14～20km。盆地東部以新河斷裂與新河凸起相接；西緣的寧晉凸起為斜坡狀延伸到盆地之下，以NNE向晉縣斷裂與西側(cè)的晉縣斷陷盆地毗鄰；北部以NW向衡水?dāng)嗔雅c深縣斷陷盆地相鄰；南部以大曹莊斷裂與隆堯凸起相連。盆地內(nèi)部被曹莊陸梁次級小斷裂分成主體凹陷、曹莊橫向凸起和南部次凹三部分。束鹿斷陷盆地是一個典型的半地塹，新河斷裂是主控邊界斷裂。該斷裂走向NNE，傾向NWW，正斷層性質(zhì)，全長70余公里?？刂屏酥猩绾拖碌谌档貙拥姆植?，向上穿過上第三系并延入第四系，上端位于地表下200m，向下延伸達(dá)10000m，斷至結(jié)晶基底。斷裂剖面上為上陡下緩的鏟狀形態(tài)，上部傾角45°左右，下部傾角約為35°（圖1）。

震區(qū)深淺構(gòu)造耦合關(guān)系的探測研究表明［2］新河斷裂和深部的高角度斷裂是邢臺7.2級地震的發(fā)震斷裂?；诖松顪\部發(fā)震構(gòu)造背景作者分析了余震的分布，認(rèn)為不管是深部還是淺部發(fā)生余震，余震震中應(yīng)分布在新河斷裂附近及其西側(cè)的束鹿斷陷盆地內(nèi)，據(jù)此劃定了邢臺地震窗的范圍（圖1）。選取的地震為儀器記錄（1970年－2009年10月）全部地震活動資料①全國地震目錄庫（電子版）（1970年～2009年10月，ML≥1.0），中國地震局臺網(wǎng)中心（c01）。經(jīng)過對監(jiān)測能力和發(fā)震構(gòu)造的分析，認(rèn)為選取震級下限為ML1.5，資料定位精度相對較高，并能滿足 多年最低監(jiān)測能力一致下的計算要求。

圖1 邢臺地震區(qū)地震構(gòu)造和地震窗范圍（據(jù)文獻(xiàn)［2］、［3］）Fig.1 Map of seismic structure and the range of Xingtai shock window.

2 邢臺地震窗6級以上地震的預(yù)測

做邢臺地震窗地震月頻次曲線，時間范圍1970－2009年10月，起始震級是ML1.5，用該曲線對華北地區(qū)的6級以上地震做預(yù)測分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，以月頻次高于2.0倍方差線（月頻次17次）為異常判別依據(jù)，在研究時間內(nèi)，自1970年以來共有12個月（1971年1月、1973年8月、1974年6月、1981年11月、1983年4月、1985年12月、1986年2月、1986年6月、1987年12月、1989年12月、1996年5月、2002年12月）出現(xiàn)過高頻次異常（圖2）。高頻次異常的特征表現(xiàn)為有的為單點異常；有的為群次異常（頻次N超過方差線且在短期內(nèi)出現(xiàn)2次以上）。邢臺地震窗出現(xiàn)過2次群次異常，分別較好地對應(yīng)了1975－1976年海城、唐山等強(qiáng)震成組活動和山西大同1989－1991年強(qiáng)震群活動；其余幾次單點異常也較好地對應(yīng)了華北發(fā)生的南黃海6.0、荷澤6.2、包頭6.4、長江口6.1、張北6.2和巴林左旗6.1級地震。邢臺地震窗低頻次期間華北地區(qū)發(fā)生過1979年溧陽和五原2次6.0級地震，為漏報。從總體上的分析看，邢臺地震窗對華北地區(qū)6級以上地震具有較好的預(yù)測應(yīng)用效果。

進(jìn)一步分析邢臺地震窗的預(yù)報效能：1970－2009年共490個月的時間內(nèi)華北地區(qū)共發(fā)生14次6級以上強(qiáng)震。按照高頻次異常出現(xiàn)后，預(yù)報2年內(nèi)對應(yīng)地震；如在2年內(nèi)不發(fā)生地震情況下，再延遲半年的預(yù)報有效期發(fā)生6級以上強(qiáng)震為報準(zhǔn)，否則為虛報。按照許紹燮［4］的方法，對邢臺地震窗異常特征進(jìn)行了預(yù)測效能評價計算，結(jié)果顯示（表1）：報準(zhǔn)12次，漏報2次，R＝0.435，具有97.5置信水平的R0值為0.258，因此，邢臺地震窗地震活動起伏的高頻次異常具有較高的預(yù)報價值和信度。

圖2 邢臺地震窗地震活動（ML≥1.5）月頻次與華北地區(qū)MS≥6地震關(guān)系圖Fig.2 Diagram of monthly seismic frequency（ML≥1.5）in Xingtai shock window and MS≥6.0earthquakes in North China.

表1 邢臺地震窗地震月頻次對歷史震例預(yù)報效能評價結(jié)果表

3 認(rèn)識與討論

研究認(rèn)為利用有較高監(jiān)測能力的臺網(wǎng)監(jiān)測統(tǒng)計典型地震窗的地震活動，如邢臺地震窗，對華北地區(qū)震情判定是有意義的。

由于大震后的初期震區(qū)處于調(diào)整階段，一般不反映外圍地震，在大震的后期能反應(yīng)區(qū)域應(yīng)力的變化，有一定的區(qū)域震兆反應(yīng)［1］。而且從監(jiān)測能力和資料完整性考慮，1970年前也缺乏小震資料，因此本文對1966－1970年間地震沒做分析，如1967年河間地震、1969年渤海地震，只研究了1970年以后的6級以上地震。

當(dāng)區(qū)域應(yīng)力場增強(qiáng)時，潛在地震區(qū)都是應(yīng)力集中點，而邢臺地震窗介質(zhì)的抗剪強(qiáng)度因大為降低出現(xiàn)小震頻次增高，且可能出現(xiàn)反復(fù)，即群次異常，對應(yīng)地震孕育過程。因此利用這一異常特征可判定華北地震區(qū)地震時間，華北地區(qū)可進(jìn)入預(yù)報期。但對具體發(fā)震地點不好判定。引起區(qū)域應(yīng)力場增強(qiáng)有許多因素，如地震構(gòu)造活動、大震應(yīng)力觸發(fā)［5］等。近年來有研究表明：大震產(chǎn)生的正庫侖破裂應(yīng)力變化的地區(qū)明顯有利于后續(xù)中強(qiáng)地震的發(fā)生，以此來預(yù)測發(fā)震地點［6］；大震如2003年2月24日新疆巴楚－伽師6.8地震觸發(fā)其強(qiáng)余震群發(fā)生，通過計算靜態(tài)庫侖破裂應(yīng)力變化，6.8地震不僅有利于分布與主破裂面方向一致的強(qiáng)余震發(fā)生，而且觸發(fā)了與其共軛方向的地震發(fā)生［7］。

華北地區(qū)的空間范圍究竟選取在哪最為合適？因為不同的空間范圍可能得出不同的研究結(jié)果。如2003年8月巴林左旗5.9級（許多單位定為6.1級）地震發(fā)生在北緯43°多一點的地點，該地震參與了預(yù)報效能計算，值得進(jìn)一步討論。

巴林左旗地震后，2005年、2007年邢臺窗出現(xiàn)較高頻次，但沒有超過異常判據(jù)。這些較高頻次是否與2006年文安地震和2008年汶川8級地震有關(guān)？這2次地震1次震級小、另1次距離遠(yuǎn)。有待后續(xù)討論。

2008年汶川8級地震后，截止2009年10月，邢臺地震窗尚未出現(xiàn)高頻次異常，說明華北地區(qū)未來的短時間內(nèi)發(fā)生6級以上地震的危險性不大。但較長時間的危險性，仍需跟蹤資料的結(jié)果做出進(jìn)一步的判定。

［1］姜秀娥，張國民，單錦芬，等.“地震窗”在地震預(yù)報中的應(yīng)用［A］∥國家地震局科技監(jiān)測司編.地震預(yù)報方法實用化研究文集（地震學(xué)專輯）［G］.北京：學(xué)術(shù)書刊出版社，1989：296－311.

［2］徐 杰，方仲景，揚(yáng)理華.1966年邢臺7.2級地震構(gòu)造背景和發(fā)震構(gòu)造［J］.地震地質(zhì)，1988，10（4）：51－59.

［3］陸遠(yuǎn)忠，李勝樂，鄧志輝，等.基于GIS的地震分析預(yù)報系統(tǒng)［M］.成都：成都地圖出版社，2002.

［4］許紹燮.地震預(yù)報能力評價［A］∥國家地震局科技監(jiān)測司編.地震預(yù)報方法實用化研究文集（地震學(xué)專輯）［G］.北京：學(xué)術(shù)書刊出版社，1989：586－590.

［5］張彬，楊選輝，陸遠(yuǎn)忠.地震動態(tài)應(yīng)力觸發(fā)研究進(jìn)展［J］.西北地震學(xué)報，2008，30（3）：298－303.

［6］萬永革 沈正康 甘衛(wèi)軍，等.東昆侖活動斷裂帶大地震之間的彈性應(yīng)力觸發(fā)研究［J］.西北地震學(xué)報，2003，25（1）：1－7.

［7］王海濤，王瓊，趙翠萍.2003年2月24日新疆巴楚－伽師MS6.8地震的應(yīng)力觸發(fā)作用研究［J］.西北地震學(xué)報，2006，28（4）：335－340.