潘華　李金臣

新一代地震區(qū)劃圖的地震活動(dòng)性模型

潘華李金臣

潘華，生于1966年，中國地震局地球物理研究所，博士，研究員，博士、碩士研究生導(dǎo)師，國家地震安全性評(píng)定委員會(huì)委員，《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》編委。1988年畢業(yè)于北京大學(xué)地質(zhì)系?，F(xiàn)主要研究領(lǐng)域：核工程等重大工程地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)中相關(guān)地震與地質(zhì)問題、概率地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)理論與技術(shù)、地震活動(dòng)性等方面的研究工作。

李金臣，男，1979年9月出生，先后于2002年和2005年獲得北京大學(xué)構(gòu)造地質(zhì)專業(yè)學(xué)士、碩士學(xué)位，國家一級(jí)地震安全性評(píng)價(jià)工程師。主要研究方向?yàn)榈卣饦?gòu)造。2005年以來，先后參與地震科研行業(yè)專項(xiàng)、國家科技支撐、大型先進(jìn)壓水堆核電站國家科技重大專項(xiàng)、中國地震局“十一五”重大專項(xiàng)-中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖編制項(xiàng)目、基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)等課題。目前主要從事核電廠等重大工程地震安全性評(píng)價(jià)工作。

新一代《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB 18306—2015）（以下簡稱為“五代圖”）是具有概率含義的地震區(qū)劃圖，編制中采用了概率地震危險(xiǎn)性分析方法。

任何地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，都需要先了解工程場址周圍地震活動(dòng)水平，確定未來地震的強(qiáng)弱，然后結(jié)合地震所能產(chǎn)生的地震動(dòng)強(qiáng)度，得到工程場址的地震危險(xiǎn)性。然而，在目前科學(xué)認(rèn)識(shí)水平下，地震的發(fā)生及地震動(dòng)特性都具有一定不可預(yù)見性，難以給出確定性的預(yù)測。概率地震危險(xiǎn)性分析方法，以概率的方式來表達(dá)對(duì)未來地震活動(dòng)及地震動(dòng)的預(yù)測，通過概率分析，獲得場點(diǎn)特定超越概率下的地震動(dòng)參數(shù)。五代圖采用了50年超越概率10%的地震動(dòng)峰值加速度與反應(yīng)譜特征周期作為編圖參數(shù)。

本文將重點(diǎn)介紹五代圖所采用的地震活動(dòng)性模型，包括中國地震活動(dòng)基本特征、地震活動(dòng)性模型以及模型參數(shù)的確定。

中國地震活動(dòng)基本特征

我國位于歐亞大陸東南部，處于西太平洋地震帶和地中?！柴R拉雅地震帶之間，東部受到太平洋板塊、菲律賓海板塊、北美板塊運(yùn)動(dòng)的影響，西南部直接受到印度板塊運(yùn)動(dòng)的影響。這些板塊的運(yùn)動(dòng)及其相互作用，給我國地震的發(fā)生提供了動(dòng)力條件，造就了我國大陸不同類型的地震活動(dòng)環(huán)境，控制著中國大陸地震活動(dòng)的空間格局。

地震活動(dòng)的空間不均勻分布

中國地震活動(dòng)在空間上表現(xiàn)出多個(gè)層次的不均勻性，在分區(qū)、成帶特征的基礎(chǔ)上，還表現(xiàn)出更深層次的空間差異。大尺度的地震活動(dòng)的空間不均勻性，通常與大的地球動(dòng)力學(xué)背景、大型構(gòu)造系統(tǒng)或大型構(gòu)造單元的性質(zhì)相關(guān)，而局部的地震活動(dòng)的差異性，通常取決于其所處的局部活動(dòng)構(gòu)造、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)特征、深部構(gòu)造等地震構(gòu)造條件。

1.大陸東、西部地震活動(dòng)水平差異

我國大陸最為醒目的地震活動(dòng)不均勻性就是東西部地震活動(dòng)水平顯著差異。大致以東經(jīng)105°為界，西部地區(qū)地震活動(dòng)強(qiáng)度大、頻度高，盡管自1900年以來地震記載才開始增多，但已記錄到7級(jí)以上強(qiáng)震達(dá)91次；而我國東部地區(qū)盡管歷史地震記載時(shí)間近3000年，但有史以來共記載發(fā)生7級(jí)以上地震27次（不包括我國臺(tái)灣地區(qū)地震和東北地區(qū)深源地震）。我國西部地震活動(dòng)與世界上其他大陸地震區(qū)的地震活動(dòng)相比，也是非常突出的，這與印度板塊與歐亞板塊在青藏高原的碰撞擠壓作用密切關(guān)聯(lián)。

2.地震活動(dòng)分區(qū)性

無論是東部還是西部，地震活動(dòng)還存在區(qū)域不均勻性分布。強(qiáng)地震活動(dòng)區(qū)通常都有7 8級(jí)地震活動(dòng)，破壞性地震密度大、頻度較高，如西部的青藏高原、天山地區(qū)、阿爾泰山脈、川滇地區(qū)等，東部的華北、臺(tái)灣、華南沿海地區(qū)等；而相對(duì)弱的地區(qū)通常只有7級(jí)以下中等強(qiáng)度地震活動(dòng)，有些地區(qū)甚至5級(jí)地震也稀少，如西部的塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、阿拉善高原內(nèi)部，東部的鄂爾多斯高原、內(nèi)蒙古高原東部、東北平原、四川盆地、華南內(nèi)陸等地區(qū)。

強(qiáng)弱地震活動(dòng)區(qū)在大地震發(fā)生頻次方面表現(xiàn)出明顯的差別。例如，西部的天山強(qiáng)地震活動(dòng)區(qū)（包括南天山和北天山地區(qū)），地震活動(dòng)強(qiáng)烈，區(qū)內(nèi)發(fā)生8.0 8.4級(jí)地震2次，7.0 7.9級(jí)地震5次，6.0 6.9級(jí)地震55次，5.0 5.9級(jí)地震218次；與其面積大致相當(dāng)?shù)乃锬九璧厝醯卣鸹顒?dòng)區(qū)，包括整個(gè)塔里木盆地，為較為剛性的完整塊體，地殼厚度較薄，且地殼平坦，內(nèi)部構(gòu)造簡單，地震活動(dòng)稀少，以5 6級(jí)左右中等地震活動(dòng)為主，區(qū)內(nèi)僅發(fā)生6.0 6.9級(jí)地震1次、5.0 5.9級(jí)地震8次。又如，東部的華北地區(qū)為強(qiáng)地震活動(dòng)區(qū)，地震活動(dòng)強(qiáng)烈，區(qū)內(nèi)發(fā)生8.0 8.9級(jí)地震5次、7.0 7.9級(jí)地震20次、6.0 6.9級(jí)地震74次、5.0 5.9級(jí)地震299次；而與其面積大致相當(dāng)?shù)娜A南內(nèi)陸地區(qū)為弱地震活動(dòng)區(qū)，區(qū)內(nèi)地震活動(dòng)稀疏，以5 6級(jí)中等地震活動(dòng)為主，區(qū)內(nèi)僅發(fā)生6.0 6.9級(jí)地震8次、5.0 5.9級(jí)地震104次。

3.地震活動(dòng)成帶分布

我國地震活動(dòng)在一些強(qiáng)地震活動(dòng)區(qū)內(nèi)還表現(xiàn)出密集成帶分布的特點(diǎn)，反映出更局部的地震活動(dòng)不均勻性。地震活動(dòng)通常在一些地區(qū)沿大型構(gòu)造帶、地塊邊界、差異構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈?guī)У葮?gòu)造背景下呈條帶狀相對(duì)密集分布，形成地震活動(dòng)強(qiáng)度和頻度相對(duì)較高的地震活動(dòng)帶，帶外地震活動(dòng)明顯減弱。我國7級(jí)以上地震及大多數(shù)6級(jí)以上地震都發(fā)生在地震帶內(nèi)，其他地區(qū)地震活動(dòng)相對(duì)分散。

我國西部地區(qū)地震成帶活動(dòng)特征顯著，地震帶內(nèi)地震活動(dòng)強(qiáng)烈，7級(jí)以上地震發(fā)生較頻繁，且大多發(fā)生過8級(jí)以上特大地震。在青藏高原周緣及其中部的大型斷裂系有多條大型地震帶分布，其西南緣有著名的喜馬拉雅地震帶，發(fā)生過如1950年察隅8.6級(jí)地震等多次8級(jí)以上大地震；東緣有規(guī)模巨大的南北地震帶，包含了龍門山地震帶等一系列地震活動(dòng)帶，發(fā)生過如2008年汶川8級(jí)地震等多次8級(jí)地震，和數(shù)十次7級(jí)左右地震；北緣包含有阿爾金地震帶與祁連山地震帶，發(fā)生過如1920年海原8 ?級(jí)地震等數(shù)次8級(jí)左右地震和一系列7級(jí)左右地震；其中部還有巴顏喀拉山地震帶、藏中地震帶、鮮水河地震帶等，發(fā)生過2001年昆侖山口西8.2級(jí)地震等數(shù)次8級(jí)左右地震及一系列7級(jí)左右地震。此外，新疆地區(qū)的南天山、中天山、北天山地震帶，阿爾泰地震帶也是強(qiáng)震活動(dòng)的重要場所，發(fā)生過如1931年富蘊(yùn)8級(jí)地震等一系列大地震。

我國東部地區(qū)地震活動(dòng)成帶分布的現(xiàn)象也較明顯。華北地區(qū)地震活動(dòng)較強(qiáng)烈，分布有數(shù)條地震密集、活動(dòng)強(qiáng)度頻度較大的地震帶，包括發(fā)生過我國大陸東部最大一次歷史地震——1668年郯城—莒縣8 ?級(jí)地震的郯廬地震帶、發(fā)生過華縣和洪洞兩次8級(jí)以上地震的汾渭地震帶、發(fā)生過1679年三河平谷8級(jí)地震和1978年唐山7.8級(jí)地震的華北平原地震帶等，這些地震帶均發(fā)生過多次7級(jí)以上地震和8級(jí)特大地震。華南地區(qū)大部分地域地震活動(dòng)較弱，以中小地震活動(dòng)為主，而較強(qiáng)地震活動(dòng)主要局限在東南沿海和臺(tái)灣地區(qū)，東南沿海地震帶是華南大陸僅有的發(fā)生過7級(jí)以上地震的地震帶，臺(tái)灣地震帶則主要屬于板塊邊緣地震帶，是全球性的環(huán)太平洋地震帶的一部分，地震活動(dòng)強(qiáng)烈。

4.地震帶內(nèi)地震活動(dòng)不均勻性

我國的地震活動(dòng)在地震區(qū)、地震帶內(nèi)，還存在地震活動(dòng)性明顯差異的區(qū)塊或段落，這種局部的地震活動(dòng)差異性對(duì)于地震危險(xiǎn)性分析是更加重要的特征。例如我國華北地區(qū)郯廬地震帶上，其渤海段、沂沭段地震活動(dòng)明顯強(qiáng)于其他的段落，顯示出明顯的分段特征。

地震活動(dòng)時(shí)間分布特征

地震活動(dòng)性研究表明，我國地震活動(dòng)在許多地區(qū)都存在時(shí)間上的起伏變化，不同時(shí)段地震活動(dòng)的強(qiáng)度和頻度存在較大差異。

1.大陸范圍內(nèi)總體地震活動(dòng)隨時(shí)間的起伏

受資料的完備情況所限，只能觀察自1900年以來100多年的大陸地區(qū)地震資料。我國1900年以來的6級(jí)左右地震活動(dòng)較為平穩(wěn)；而7級(jí)以上地震活動(dòng)起伏明顯，密集分布的活躍時(shí)段與稀疏分布的平靜時(shí)段相間分布，平靜時(shí)段往往不足10年，活躍時(shí)段多能達(dá)到10年以上；7.5級(jí)以上地震的起伏變化更加顯著，大致存在25年左右的起伏期。

2.我國東部地區(qū)地震活動(dòng)隨時(shí)間的起伏

與西部地區(qū)相比我國東部地區(qū)歷史地震資料完整時(shí)段要長，約有500年，為觀察更長時(shí)間地震活動(dòng)隨時(shí)間的起伏變化，可以1500年以來東部地區(qū)為研究對(duì)象。我國東部1500年以來6級(jí)以上地震活動(dòng)起伏變化較為明顯，密集分布的活躍時(shí)段與稀疏分布的平靜時(shí)段相間分布，平靜時(shí)段較短，往往數(shù)十年，而活躍時(shí)段多能達(dá)到100年左右。1515—1609年（94年）大致為一個(gè)活躍時(shí)段，發(fā)生過10次M 7以上地震，其中5次7.5級(jí)以上地震，1次華縣1556年8?級(jí)地震；1654—1739年（85年）為第二個(gè)活躍時(shí)段，發(fā)生過11次M 7以上地震，其中7次7.5級(jí)以上地震，3次8級(jí)以上地震，包括郯城1668年8?級(jí)地震；1786—1888年（102年）為第三個(gè)活躍時(shí)段，發(fā)生過18次M 7以上地震，其中10次7.5級(jí)以上地震，3次8級(jí)以上地震。

3.地震區(qū)帶內(nèi)地震活動(dòng)隨時(shí)間的起伏

在歷史地震資料相對(duì)豐富的東部地區(qū)地震帶內(nèi)，地震活動(dòng)呈現(xiàn)出較為明顯的活躍與相對(duì)平靜相互交替轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象。在地震相對(duì)平靜期，地震活動(dòng)少而且強(qiáng)度弱，在這一時(shí)期內(nèi)一般沒有或很少發(fā)生7級(jí)以上地震，6.0 6.9級(jí)地震也很少發(fā)生。而在顯著活躍期，地震多且強(qiáng)，往往發(fā)生大量6級(jí)以上地震，并有若干7.0 7.9級(jí)地震發(fā)生，有些地震帶則有8級(jí)地震發(fā)生。

以華北平原地震帶為例，該地震帶1450年以來經(jīng)歷有兩個(gè)地震活躍期，第一活躍期大致為公元1485—1679年，發(fā)生過1次8級(jí)、8次6.0～6.9級(jí)地震；第二活躍期大致始于1791年，目前處于其尾聲，發(fā)生過5次7.0～7.9級(jí)、14次6.0～6.9級(jí)地震。兩者之間的平靜時(shí)段地震活動(dòng)較弱。

地震帶的地震活動(dòng)期的歷時(shí)在不同地區(qū)也存在差異。華北、華南、青藏高原北部等地震區(qū)，地震活動(dòng)期為300～400年；新疆中部和青藏高原中部地震區(qū)，地震活動(dòng)期約100年；中國臺(tái)灣東部和青藏高原南部地震區(qū)，地震活動(dòng)期約幾十年（國家地震局，1981）。

地震活動(dòng)性模型

三代圖、四代圖采用的地震活動(dòng)性模型

概率地震危險(xiǎn)性分析的首要任務(wù)是表述場點(diǎn)周圍未來地震活動(dòng)的概率分布特征，包括未來地震源可能分布的區(qū)域，以及這些區(qū)域內(nèi)發(fā)生地震的強(qiáng)度和頻度概率分布。

地震震源在地震學(xué)上是一個(gè)較為復(fù)雜的概念，但在概率地震危險(xiǎn)性分析中，將地震源近似簡化為地震動(dòng)傳播并衰減的起點(diǎn)，以方便采用地震動(dòng)預(yù)測方程（如地震動(dòng)參數(shù)衰減關(guān)系）計(jì)算地震動(dòng)大小。未來地震的地震源可稱為潛在震源，潛在震源能夠發(fā)生其孕震能力上限以下各個(gè)震級(jí)地震。潛在震源可以采用線形斷層段（稱為斷層源），也可以采用點(diǎn)狀震中（點(diǎn)源），分別適應(yīng)于不同的地震動(dòng)衰減關(guān)系模型。由于地震活動(dòng)本身具有的隨機(jī)性，以及人們對(duì)地震構(gòu)造位置等方面認(rèn)識(shí)的不完備性，預(yù)測發(fā)震構(gòu)造或構(gòu)造背景未來地震的震源位置具有較大的不確定性，只能圍繞這些發(fā)震構(gòu)造或構(gòu)造背景大致圈定出潛在震源可能的分布范圍。與特定發(fā)震構(gòu)造或構(gòu)造背景相關(guān)的潛在震源的分布通常構(gòu)成一個(gè)連續(xù)的空間區(qū)域，我國概率地震危險(xiǎn)性分析方法中稱這樣的地區(qū)為“潛在震源區(qū)”，國際文獻(xiàn)中常直接稱為“地震源”（seismic source）或“地震源區(qū)”（seismic source zone）。潛在地震源區(qū)通?？刹捎命c(diǎn)、線、面等幾何形態(tài)表示。

潛在震源區(qū)及其強(qiáng)度分布、頻度分布，構(gòu)成潛在震源區(qū)地震活動(dòng)性模型，是概率地震危險(xiǎn)性分析的基礎(chǔ)。

在Cornell（1968年）最初提出概率地震危險(xiǎn)性分析方法基本理論框架時(shí)，采用的潛在震源區(qū)為簡單的線和面，表征對(duì)發(fā)生地震的斷裂構(gòu)造位置認(rèn)識(shí)的不確定性大小，且假定潛在震源區(qū)地震活動(dòng)性模型滿足三個(gè)基本假定：潛在震源區(qū)地震震級(jí)分布滿足截?cái)嗟腉-R關(guān)系；潛在震源區(qū)內(nèi)各點(diǎn)地震分布滿足均勻分布；潛在震源區(qū)的地震發(fā)生滿足泊松分布。上述概率地震地震危險(xiǎn)性分析的理論框架，在國際上得到非常廣泛的應(yīng)用，也是我國地震區(qū)劃圖概率地震危險(xiǎn)性分析的理論基礎(chǔ)，但是其關(guān)于地震活動(dòng)性模型的基本假定，并不適合我國地震活動(dòng)特征。如前文所述，中國地震活動(dòng)在空間上表現(xiàn)出顯著的不均勻性，既有地震成帶分布的較大尺度不均勻性，也有地震帶內(nèi)與局部地震構(gòu)造條件相關(guān)的次級(jí)地震活動(dòng)不均勻性，而后者更是不同地區(qū)地震危險(xiǎn)性的主要控制因素，然而局部構(gòu)造上發(fā)生的地震往往震級(jí)范圍較窄，難以滿足G-R分布、泊松分布等統(tǒng)計(jì)假定，而在地震區(qū)或地震帶內(nèi)，地震活動(dòng)能夠在一定程度上符合G-R分布、泊松分布等統(tǒng)計(jì)假定，但在空間分布上不滿足均勻分布。

我國在編制具有概率含義的三代圖（1990版）時(shí)，提出了具有中國特色的概率地震危險(xiǎn)性分析方法，對(duì)地震活動(dòng)性模型進(jìn)行了較大的改進(jìn)。其主要思想是分層次構(gòu)建地震活動(dòng)性模型，以地震區(qū)、地震帶為基礎(chǔ)，劃分地震統(tǒng)計(jì)區(qū)，表述較大尺度層次上的地震活動(dòng)不均勻性，并以地震活動(dòng)統(tǒng)計(jì)特征差異來表征；在地震統(tǒng)計(jì)區(qū)內(nèi)部依局部構(gòu)造條件差異劃分潛在震源區(qū)，并以潛在震源區(qū)地震活動(dòng)水平的差異，來表征局部的地震活動(dòng)不均勻性。通過地震統(tǒng)計(jì)區(qū)和潛在震源區(qū)的二級(jí)劃分，形成能夠反映我國地震活動(dòng)空間不均勻性的分層潛在震源區(qū)模型，其中的潛在震源區(qū)僅指兩級(jí)劃分中的二級(jí)源，與原始概念相比內(nèi)涵有所狹義化。分層潛在震源區(qū)模型需滿足以下三個(gè)地震活動(dòng)性的基本假定：地震統(tǒng)計(jì)區(qū)內(nèi)地震震級(jí)分布滿足截?cái)嗟腉-R關(guān)系；地震統(tǒng)計(jì)區(qū)內(nèi)地震發(fā)生滿足泊松分布；地震統(tǒng)計(jì)區(qū)內(nèi)各潛在震源區(qū)間地震發(fā)生概率滿足不均勻分布，而潛在震源區(qū)內(nèi)各點(diǎn)地震發(fā)生概率則滿足均勻分布。

郯城麥坡地震遺址

上述地震活動(dòng)性模型，通過采用二級(jí)劃分的潛在震源區(qū)模型（地震統(tǒng)計(jì)區(qū)和潛在震源區(qū)），使得概率地震危險(xiǎn)性分析方法能夠更好地、同時(shí)也更加靈活地刻畫和表征地震活動(dòng)的空間不均勻性，因而也更加適合我國地震區(qū)劃應(yīng)用。在1990年版的三代圖和2001年版的四代圖編制中，均采用了這一地震活動(dòng)性模型。

五代圖的地震活動(dòng)性模型

通過三代圖、四代圖近20年的應(yīng)用，在充分領(lǐng)略二級(jí)潛在震源區(qū)模型優(yōu)勢的同時(shí)，也認(rèn)識(shí)到其存在一些缺陷。由于二級(jí)潛源劃分比較強(qiáng)調(diào)局部構(gòu)造條件，如活動(dòng)斷層等對(duì)潛在震源區(qū)的控制，對(duì)一些地震構(gòu)造背景不清晰或認(rèn)識(shí)較為模糊的地震活動(dòng)，尤其是中等強(qiáng)度地震活動(dòng)，難以劃分出相應(yīng)的潛在震源區(qū)，概率地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)中往往對(duì)這部分地震活動(dòng)的地震危險(xiǎn)性估計(jì)不足。在一些活動(dòng)構(gòu)造不發(fā)育地區(qū)或中強(qiáng)地震活動(dòng)區(qū)，這一問題表現(xiàn)得更加突出。此外，我國地震活動(dòng)在地震帶內(nèi)部不同的段落和部位，中小地震活動(dòng)水平和強(qiáng)度還表現(xiàn)出分區(qū)、分段的差異，反映出介于地震區(qū)帶和局部構(gòu)造相關(guān)地震活動(dòng)性之間的一種地震活動(dòng)不均勻性，這類地震活動(dòng)的影響，在地震活動(dòng)性模型中也沒有得到充分的反映。針對(duì)上述不足，為更加合理地反映不同震級(jí)段地震活動(dòng)在空間分布不均勻性表現(xiàn)上的差異，并充分考慮中強(qiáng)地震活動(dòng)的地震危險(xiǎn)性影響，五代圖對(duì)以往采用的二級(jí)劃分的潛在震源區(qū)模型進(jìn)行了擴(kuò)展，提出三級(jí)劃分的潛在震源區(qū)模型。

三級(jí)劃分的潛在震源區(qū)模型由地震統(tǒng)計(jì)區(qū)、背景地震活動(dòng)潛在震源區(qū)（簡稱“背景源”）和構(gòu)造潛在震源區(qū)（簡稱“構(gòu)造源”）構(gòu)成。該潛在震源區(qū)模型依然采用地震統(tǒng)計(jì)區(qū)表述地震活動(dòng)的宏觀統(tǒng)計(jì)特征，而地震活動(dòng)性的空間分布不均勻性，由構(gòu)造源上的中強(qiáng)地震活動(dòng)性和背景源上中小地震活動(dòng)性共同表達(dá)，更加細(xì)致地對(duì)各震級(jí)段地震活動(dòng)不均勻性分布特征進(jìn)行表征。

三級(jí)劃分潛在震源區(qū)模型地震活動(dòng)性依然滿足三個(gè)基本假定：地震統(tǒng)計(jì)區(qū)內(nèi)地震震級(jí)分布滿足截?cái)嗟腉-R關(guān)系；地震統(tǒng)計(jì)區(qū)內(nèi)各潛在震源區(qū)（包括背景源和構(gòu)造源）間地震發(fā)生概率滿足不均勻分布，而潛在震源區(qū)（包括背景源和構(gòu)造源）內(nèi)各點(diǎn)地震發(fā)生概率則滿足均勻分布；地震統(tǒng)計(jì)區(qū)內(nèi)地震發(fā)生滿足泊松分布。

三級(jí)劃分的潛在震源區(qū)模型以及上述假定，構(gòu)成五代圖概率地震危險(xiǎn)性分析的地震活動(dòng)性模型，是五代圖的基本技術(shù)要素之一。

地震活動(dòng)性參數(shù)確定

依據(jù)五代圖地震活動(dòng)性模型，在實(shí)際編圖工作中，需要依據(jù)地震資料確定模型中相關(guān)的地震活動(dòng)性參數(shù)，主要包括：地震統(tǒng)計(jì)區(qū)震級(jí)頻度關(guān)系（G-R關(guān)系）的系數(shù)b值，它決定了地震統(tǒng)計(jì)區(qū)地震震級(jí)的概率分布；地震統(tǒng)計(jì)區(qū)M 4以上地震年平均發(fā)生率n4，它決定了地震統(tǒng)計(jì)區(qū)地震頻次的泊松分布。潛在震源區(qū)空間分布函數(shù)fi,Mj，表示地震統(tǒng)計(jì)區(qū)內(nèi)的第i個(gè)潛在震源區(qū)Mj檔地震發(fā)生概率，是潛在震源區(qū)以震級(jí)為條件的地震發(fā)生概率，表征潛在震源區(qū)之間各震級(jí)地震活動(dòng)空間分布不均勻性。

地震統(tǒng)計(jì)區(qū)地震活動(dòng)性參數(shù)確定

五代圖在地震統(tǒng)計(jì)區(qū)地震活動(dòng)性參數(shù)的確定中，遵循了三個(gè)重要原則。

1.充分認(rèn)識(shí)歷史地震資料不完備性和地震活動(dòng)認(rèn)識(shí)的不確定性

我國地震記載歷史長達(dá)四千多年，然而，不同時(shí)段、不同地域歷史地震記載的完整情況差別較大，真正可用于統(tǒng)計(jì)分析的地震資料時(shí)間跨度并不長。我國東部華北、華南等地區(qū)，大致有500年的地震資料較為可靠，而西部及東北地區(qū)，可用資料的時(shí)間長度只有100年左右。在這樣的地震資料基礎(chǔ)上，對(duì)地震活動(dòng)特征和活動(dòng)水平的認(rèn)識(shí)、對(duì)未來地震活動(dòng)趨勢評(píng)價(jià)、對(duì)未來地震活動(dòng)年平均發(fā)生率的統(tǒng)計(jì)等，都存在較大的不確定性，因此，在地震活動(dòng)性參數(shù)確定中，需要基于我國地震資料不充分、不完備的現(xiàn)狀，充分發(fā)掘?qū)Φ卣鸹顒?dòng)性認(rèn)識(shí)的不確定性并加以綜合分析和處理。

2.客觀反映各時(shí)段地震活動(dòng)水平與地震活動(dòng)特征

我國地震資料盡管存在各種局限，但是，千百年來的地震記載，還是從宏觀上勾畫出我國地震活動(dòng)空間分布格局、時(shí)間起伏特征、強(qiáng)活動(dòng)區(qū)域分布等基本輪廓，對(duì)地震活動(dòng)水平的評(píng)價(jià)具有重要的參考價(jià)值。為此，應(yīng)充分重視和利用我國歷史地震資料所反映出的地震活動(dòng)客觀特點(diǎn)，重點(diǎn)在于兩個(gè)方面：已表現(xiàn)出的地震活動(dòng)特征應(yīng)反映；已表現(xiàn)出的地震活動(dòng)水平不能低估。例如，地震帶地震活動(dòng)在時(shí)間上的起伏特征，地震帶地震活動(dòng)的強(qiáng)度分布特征，歷史已經(jīng)發(fā)生過的最大地震，大震的復(fù)發(fā)特征，可信時(shí)段地震頻度特征，現(xiàn)代儀器記錄的4級(jí)以上地震活動(dòng)水平，1970年以來地震年頻數(shù)的分布特征，等等。本次五代圖編制工作中，對(duì)現(xiàn)代儀器記錄的4級(jí)以上地震資料給予了充分的重視，這部分資料已積累近半個(gè)世紀(jì)，是現(xiàn)有可利用的具有最高完整性、可靠性和精度的地震資料，是地震活動(dòng)性特征統(tǒng)計(jì)分析最可靠的樣本集。

3.統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上的綜合分析

以往地震統(tǒng)計(jì)區(qū)地震活動(dòng)性參數(shù)確定時(shí)，比較依賴于統(tǒng)計(jì)方法，關(guān)心統(tǒng)計(jì)相關(guān)性多過關(guān)心樣本的代表性。實(shí)際上統(tǒng)計(jì)擬合方法采用的樣本點(diǎn)大多數(shù)集中在歷史上記錄比較多的較大震級(jí)段，統(tǒng)計(jì)結(jié)果受部分歷史地震樣本控制，導(dǎo)致b值普遍偏小，對(duì)中小地震水平估計(jì)不足。歷史地震資料情況表明，大多數(shù)震級(jí)段的地震資料是不完整的，且歷史地震震級(jí)的分辨率也不能滿足統(tǒng)計(jì)樣本的震級(jí)間隔劃分，所以，過分依賴統(tǒng)計(jì)方法，大多數(shù)情況下并不能獲得合理的能夠反映地震活動(dòng)特征和水平的地震活動(dòng)性參數(shù)?；诖耍幹莆宕鷪D工作中強(qiáng)調(diào)在多方案統(tǒng)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)上，依地震活動(dòng)特征、有限的可靠樣本點(diǎn)分布，綜合分析并修正統(tǒng)計(jì)結(jié)果，得出相對(duì)合理的參數(shù)值。

依據(jù)上述原則，五代圖編制工作中對(duì)全國29個(gè)地震統(tǒng)計(jì)區(qū)地震資料滿足統(tǒng)計(jì)分析需求的25個(gè)地震統(tǒng)計(jì)區(qū)進(jìn)行了參數(shù)確定，其他資料缺失的地震統(tǒng)計(jì)區(qū)，如鄂爾多斯、東海、南海、阿拉善等，采用了類比方法進(jìn)行確定。

根據(jù)確定的地震活動(dòng)性參數(shù)b值和n4結(jié)果估算全國范圍M≥4.0地震年平均400多個(gè)，符合根據(jù)1970年以來實(shí)際地震資料統(tǒng)計(jì)得到的每年M≥4.0地震420個(gè)的結(jié)果。分區(qū)域估算平均每年M≥4.0地震，東部約36個(gè)、西部約309個(gè)、中國臺(tái)灣約129個(gè)，與實(shí)際統(tǒng)計(jì)得到的1970年以來我國平均每年M≥4.0地震，東部約40個(gè)、西部約260個(gè)、中國臺(tái)灣約80個(gè)的結(jié)果也非常接近。潛在震源區(qū)地震活動(dòng)性參數(shù)確定

潛在震源區(qū)空間分布函數(shù)fi,Mj，是潛在震源區(qū)以震級(jí)為條件的地震發(fā)生概率。三級(jí)劃分的潛在震源區(qū)模型中的二級(jí)背景源、三級(jí)構(gòu)造源均通過其各自的空間分布函數(shù)來表征不同震級(jí)檔地震活動(dòng)水平。理論上可由地震樣本統(tǒng)計(jì)來確定潛在震源區(qū)的空間分布函數(shù)，然而地震樣本的現(xiàn)狀導(dǎo)致不可能得到有意義的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。首先，大多數(shù)潛在震源區(qū)內(nèi)地震樣本數(shù)不足，在中強(qiáng)震級(jí)段地震樣本更加缺乏，而且更有許多潛在震源區(qū)是根據(jù)構(gòu)造類比原則劃分出來的，這樣的潛在震源區(qū)也不可能有地震樣本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

潛在震源區(qū)發(fā)生某檔地震的可能性大小，取決于潛在震源區(qū)所具有的地震構(gòu)造條件，然而目前還沒有哪種構(gòu)造條件可以明確為地震的成因，也沒有哪種構(gòu)造條件可以非常理想地表達(dá)不同震級(jí)檔的地震危險(xiǎn)性，因此只能以不同地震構(gòu)造條件，從不同側(cè)面反映地震危險(xiǎn)性，如斷裂構(gòu)造特征、地震活動(dòng)特征等。因此，在三代圖編制時(shí)，提出了多因子綜合評(píng)價(jià)方法來確定潛在震源區(qū)空間分布函數(shù)的思路，即采用多個(gè)因子來描述潛在震源區(qū)的地震構(gòu)造條件，并量化評(píng)價(jià)不同因子在潛在震源區(qū)內(nèi)的表現(xiàn)對(duì)其地震活動(dòng)的貢獻(xiàn)，從而確定潛在震源區(qū)的空間分布函數(shù)，該方法盡可能地利用地質(zhì)構(gòu)造特征、地震活動(dòng)特征等方面的認(rèn)識(shí)和知識(shí)，來獲取地震發(fā)生可能性的信息，克服了樣本不足所帶來的困境。四代圖編制中，在對(duì)地震構(gòu)造條件因子進(jìn)行調(diào)整的基礎(chǔ)上，沿用了該方法。新版五代圖繼續(xù)采用多因子綜合評(píng)判方法，但對(duì)地震構(gòu)造因子進(jìn)行了調(diào)整，對(duì)綜合評(píng)判的方法進(jìn)行了完善。

五代圖編制中，從地質(zhì)構(gòu)造條件、地震活動(dòng)特征以及綜合性認(rèn)識(shí)等方面，選擇了8個(gè)地震構(gòu)造條件因子，分別為地震活動(dòng)特征因子、區(qū)劃圖發(fā)生率因子、地震構(gòu)造條件因子、地震活動(dòng)度因子、網(wǎng)格活動(dòng)性因子、大震發(fā)生率因子、中長期危險(xiǎn)性因子、離逝時(shí)間因子。這8個(gè)因子代表了評(píng)價(jià)地震危險(xiǎn)性空間分布的8個(gè)方面，其中地震構(gòu)造條件因子、地震活動(dòng)度因子、網(wǎng)格活動(dòng)性因子等3個(gè)因子由于所代表的評(píng)價(jià)因素本身的復(fù)雜性和多樣性，每個(gè)因子又細(xì)分為數(shù)個(gè)子因子，共同構(gòu)成一個(gè)因子的完整表述。

臺(tái)灣921地震

空間分布函數(shù)實(shí)質(zhì)上是用于表述不同震級(jí)地震的危險(xiǎn)性，較小的震級(jí)檔有利于在計(jì)算中充分反映不同震級(jí)地震造成的地震動(dòng)影響差異，尤其在五代圖抗倒塌目標(biāo)較為關(guān)注的高震級(jí)段，影響更加顯著，但小的震級(jí)檔卻超出了地震構(gòu)造條件因子的分辨能力。為解決這一兩難問題，五代圖編制中采用了兩級(jí)震級(jí)檔評(píng)判和綜合，逐步得到各震級(jí)的空間分布函數(shù)綜合評(píng)判方法，即先采用較寬的震級(jí)檔（震級(jí)間隔1.0 ～1.5震級(jí)單位）進(jìn)行因子的綜合評(píng)判，然后在潛在震源區(qū)內(nèi)根據(jù)地震活動(dòng)的重復(fù)特征、地震活動(dòng)平均震級(jí)、最大歷史地震活動(dòng)、特征地震等，將寬震級(jí)檔的因子評(píng)分結(jié)果分配給較窄的震級(jí)檔（震級(jí)間隔0.2 ～0.3震級(jí)單位），從而最終確定空間分布函數(shù)。寬震級(jí)檔能夠基本滿足因子分辨率要求，而窄震級(jí)檔能夠基本滿足地震危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)的精度需要。