高錦瑞 益西拉姆 次吉卓瑪 格桑尼瑪

（中國拉薩 850000 西藏自治區(qū)地震局）

0 引言

具有時(shí)空叢集特征的許多地震總稱為地震序列，這些地震在時(shí)間上相對(duì)密集、空間上相對(duì)集中，成因上具有某種有機(jī)的物理關(guān)聯(lián)。狹義來說，地震序列是指一次較顯著地震發(fā)生前后，在震源區(qū)及附近發(fā)生的一系列地震的時(shí)空群集（吳開統(tǒng)等，1990）。一次淺源大地震常伴隨大量余震，某些大地震還有前震或前兆性震群，它們共同構(gòu)成一個(gè)大地震序列的孕育、發(fā)生、衰減的全過程（焦遠(yuǎn)碧等，1987）。目前，國內(nèi)在地震序列研究方面取得了較大進(jìn)展。中國大陸中強(qiáng)地震余震序列的研究（王華林等，1997；刁守中等，2002；蔣海昆等，2006a）表明，中強(qiáng)地震序列類型在空間分布上具有較明顯的區(qū)域特征。地震序列類型的空間分布特征與歷史地震活動(dòng)、應(yīng)力作用方式、區(qū)域構(gòu)造、區(qū)域深部介質(zhì)環(huán)境等有關(guān)（王華林等，1997；宋美琴等，2011；林松建等，2011；祁玉萍等，2021）。通過對(duì)地震序列的研究，可以幫助判斷一次地震或一組地震事件發(fā)生后發(fā)震區(qū)或相關(guān)區(qū)域未來地震活動(dòng)趨勢(shì)，提高對(duì)地震發(fā)生發(fā)展規(guī)律的認(rèn)識(shí)。在顯著地震或震群發(fā)生后，震后趨勢(shì)判定的主要工作內(nèi)容和目標(biāo)就包括地震序列類型判定，即通過分析地震發(fā)生地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造及歷史地震類型，結(jié)合地震發(fā)生區(qū)域及周邊地區(qū)存在的中短期異常，初步判定地震序列類型，預(yù)測(cè)近期余震活動(dòng)趨勢(shì)等。

西藏是我國地震最多的地區(qū)之一，地震活動(dòng)的強(qiáng)度和頻度均較大，地震序列類型較復(fù)雜，對(duì)該區(qū)域地震序列特征的認(rèn)識(shí)也不統(tǒng)一，因此對(duì)西藏地區(qū)地震序列進(jìn)行全面、細(xì)致、深入的研究非常必要。本文通過分析西藏地區(qū)5 級(jí)以上地震序列特點(diǎn)，劃分地震序列類型，并對(duì)地震序列類型特征進(jìn)行分析，以期為震后趨勢(shì)判定提供參考依據(jù)。

1 地震序列目錄整理及序列類型劃分原則

1.1 收集整理地震序列目錄

按照中國大陸地震序列目錄收集整理技術(shù)規(guī)范要求，收集整理西藏地區(qū)1970 年以來5 級(jí)以上地震的序列目錄，包括余震序列目錄及余震區(qū)后續(xù)地震目錄2 部分。不同地震目錄對(duì)西藏地區(qū)歷史地震的記載有一些差別，本文通過對(duì)比不同來源的地震目錄和收集地震史料記載，對(duì)5 級(jí)以上地震目錄進(jìn)行審核和更正，以進(jìn)一步提高目錄的準(zhǔn)確性。5 級(jí)以上地震目錄主要采用《中國地震目錄（公元前23 世紀(jì)—公元2010 年5 月）》（中國地震局監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)司，2010），使用《西藏自治區(qū)地震目錄（公元642 年—1995 年）》（李興海等，1998）和中國地震臺(tái)網(wǎng)中心編制的全國5 級(jí)地震目錄對(duì)其進(jìn)行校核。地震序列中的小震目錄采用西藏地震臺(tái)網(wǎng)編制的地震目錄。在研究時(shí)間段內(nèi)，西藏地區(qū)的縣界和地名有過多次變動(dòng)，為了使震中位置、地名統(tǒng)一，將地震目錄中原來的地名按照現(xiàn)在的縣界劃分和地名進(jìn)行了更改。

1970 年以來，西藏地區(qū)共記錄5 級(jí)以上地震330 次，去除5 級(jí)以上的余震及將多震型地震算作一次地震事件，得到139 組5 級(jí)地震序列目錄。

1.2 地震序列類型劃分原則

從定量研究的角度，以序列中最大震級(jí)地震釋放的能量Emax占全序列地震釋放總能量Etotal的比例，即RE＝Emax/Etotal來劃分序列類型，具體標(biāo)準(zhǔn)是（周蕙蘭等，1980）：①孤立型：RE≥99.9%；②主—余型：90%≤RE＜99.9%；③多震型：RE＜90%。這種方法具有較清晰的物理含義，但西藏地區(qū)小震監(jiān)控能力很弱，地震序列的記錄中可能有缺失，無法計(jì)算得到全序列所釋放的總能量，因此該方法在西藏并不十分適用。另一種更常用的序列類型劃分方法是基于序列最大地震M0與次大地震M1的震級(jí)差ΔM=M0-M1來進(jìn)行，這種方法使用起來更方便、簡(jiǎn)潔。劃分標(biāo)準(zhǔn)分別為：①孤立型：ΔM＞2.4；②主—余型：0.6 ≤ΔM≤2.4；③多震型：ΔM＜0.6?！爸鳌嘈汀卑ā扒罢稹髡稹嗾鹦汀??！岸嗾鹦汀卑ㄒ酝墨I(xiàn)中經(jīng)常提及的“雙震型”及“震群型”（蔣海昆等，2006a）。根據(jù)西藏地震的實(shí)際情況，選擇最大與次大地震的震級(jí)差來劃分序列類型。為了使震級(jí)統(tǒng)一標(biāo)度，對(duì)于采用ML震級(jí)的地震序列，根據(jù)MS=1.13ML-1.08 換算為MS震級(jí)，然后再進(jìn)行序列類型劃分。根據(jù)震后趨勢(shì)判定實(shí)際需求，對(duì)于余震統(tǒng)計(jì)時(shí)間，5.0—6.9 級(jí)地震選擇1 年內(nèi)的，7 級(jí)及以上地震選擇2 年內(nèi)的。

2 地震序列類型統(tǒng)計(jì)

2.1 地震序列類型判定結(jié)果

按照上述劃分原則對(duì)1970 年以來西藏地區(qū)139 組5 級(jí)以上地震序列類型進(jìn)行判定，其中，孤立型53 次，約占38.1%；主—余型57 次，約占41%；多震型（含雙震型）29 次，約占20.9%。由此可見，西藏地區(qū)5 級(jí)以上地震序列以主—余型、孤立型為主。蔣海昆等（2006b）研究結(jié)果顯示，1970—2005 年中國大陸294 次5 級(jí)以上地震序列中（5.0—5.9 級(jí)192 次；6.0—6.9 級(jí)81 次；7.0—8.9 級(jí)21 次），孤立型、主—余型、多震型分別約占23.1%、59.2%、17.7%，孤立型和主—余型序列占比合計(jì)為82.3%。本文統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示（圖1），西藏地區(qū)地震序列類型與中國大陸地震序列類型中主—余型和孤立型占比合計(jì)均約為80%。該統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，在一次中強(qiáng)地震發(fā)生后，序列類型為主—余型或孤立型的概率較大。西藏地區(qū)多震型地震活動(dòng)與中國大陸地區(qū)較接近，孤立型地震活動(dòng)強(qiáng)度大于大陸地區(qū)，主—余型地震活動(dòng)強(qiáng)度小于大陸地區(qū)。造成這種差異的原因可能是早期西藏地區(qū)地震監(jiān)測(cè)能力普遍低于中國大陸平均水平，2000 年之前因無法記錄到余震，西藏地區(qū)部分主—余型地震被判定為孤立型地震。

圖1 地震序列類型頻次統(tǒng)計(jì)Fig.1 Statistical chart of seismic sequence type and frequency

2.2 地震序列類型與主震震級(jí)間關(guān)系分析

蔣海昆等（2007）研究發(fā)現(xiàn)，地震序列類型與序列主震震級(jí)間有一定關(guān)系，從中國大陸范圍來看，隨著主震震級(jí)的增加，孤立型所占比例減少，主—余型及多震型所占比例增加。1970年以來，西藏地區(qū)139組地震序列中5.0—5.9級(jí)地震103次，6.0—6.9級(jí)地震34次，7.0—7.9 級(jí)地震2 次。根據(jù)不同主震震級(jí)范圍進(jìn)行序列類型統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)（表1），7.0 級(jí)以上地震沒有孤立型和多震型，并且86.8%的孤立型序列和75.9%的多震型序列的主震震級(jí)小于6 級(jí)。此外，主—余型地震在5.0—5.9 級(jí)地震中占34%，在6.0—6.9 級(jí)地震中占58.8%，在7 級(jí)以上地震中占100%。由此可見，隨著主震震級(jí)的增加，主—余型所占比例逐漸增加，孤立型和多震型所占比例減少，這種趨勢(shì)與蔣海昆等（2007）研究結(jié)果基本一致。

表1 不同主震震級(jí)范圍內(nèi)序列類型統(tǒng)計(jì)Table 1 Statistics of sequence types within different main shock magnitudes

3 地震序列類型特征分析

3.1 最大震級(jí)余震與主震時(shí)間間隔

在一次地震發(fā)生后，后續(xù)多長時(shí)間將發(fā)生最大震級(jí)余震是震后趨勢(shì)判定工作中非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容。劉蒲雄等（1996）研究認(rèn)為，對(duì)于絕大多數(shù)地震序列，最大余震一般在主震后3 個(gè)月內(nèi)發(fā)生。從1970—2021 年西藏地區(qū)地震序列類型最大震級(jí)余震與主震時(shí)間間隔統(tǒng)計(jì)可見（表2），最大震級(jí)余震與主震的間隔時(shí)間為0—270 天，其中，41 次孤立型地震未記錄到余震；在記錄到余震的12 次孤立型地震中，有7 次最大震級(jí)余震發(fā)生在主震后3 天內(nèi)，10 次發(fā)生在3 個(gè)月內(nèi)。在57 次主—余型地震中，有32 次最大震級(jí)余震發(fā)生在主震后3 天內(nèi)，55 次發(fā)生在3 個(gè)月內(nèi)。在29 次多震型地震中，有17 次最大震級(jí)余震發(fā)生在主震后3 天內(nèi)，26 次發(fā)生在3 個(gè)月內(nèi)?？偟膩砜?，西藏地區(qū)絕大多數(shù)地震序列的最大震級(jí)余震在主震后3 個(gè)月內(nèi)發(fā)生，約占總數(shù)的93%。其中，1 個(gè)月內(nèi)的占80%，3 天內(nèi)的占57%，統(tǒng)計(jì)結(jié)果與劉蒲雄等（1996）的研究結(jié)果基本一致。

表2 最大震級(jí)余震與主震時(shí)間間隔Table 2 Statistics of time interval between maximum aftershocks and main shocks

3.2 地震序列類型時(shí)間分布特征

地震序列類型從時(shí)間分布上來看，2000 年之前發(fā)生主—余型地震25 次，孤立型地震38 次，比例為1∶1.52；2000—2021 年發(fā)生主—余型地震32 次，孤立型地震15 次，比例為1∶0.47。由此可見，2000 年之前孤立型地震占比更大。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因主要與地震監(jiān)測(cè)能力有關(guān)。當(dāng)時(shí)西藏地區(qū)僅有5 個(gè)地震監(jiān)測(cè)臺(tái)站，地震監(jiān)測(cè)能力較低，大部分地區(qū)最小完備震級(jí)為4.5 級(jí)，因此，對(duì)于部分5 級(jí)左右的主—余型地震序列只能記錄到主震，從而判定為孤立型。之后，隨著監(jiān)測(cè)臺(tái)站的不斷建設(shè)，地震監(jiān)測(cè)能力逐漸提升，因此記錄到的主—余型地震明顯增多（圖2）。

圖2 主—余型、孤立型地震M—t 圖（a）主—余型；（b）孤立型Fig.2 M-t diagram of mainshock-aftershock type sequence and M-t diagram of isolated type sequence

1970 年以來，西藏地區(qū)平均每年發(fā)生5 級(jí)以上地震4—5 次。統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，29 組多震型地震中，有17 組發(fā)生在年頻次為6 次及以上的年份，9 組發(fā)生在年頻次為4—5 次的年份，僅有3 組發(fā)生在年頻次低于平均水平的年份（圖3）。因此，從西藏地區(qū)5 級(jí)以上地震的年頻次和多震型地震發(fā)生的時(shí)間可以看出，多震型地震主要發(fā)生西藏5 級(jí)以上地震活躍時(shí)段，因此在西藏及鄰區(qū)5 級(jí)以上地震頻次較高時(shí)需注意多震型地震的發(fā)生。

圖3 1970 年以來西藏地區(qū)5 級(jí)以上地震年頻次和多震型地震M—t 圖（a）年頻次；（b）M—t 圖Fig.3 M-t diagram of annual frequency of earthquakes with M ≥5 and multiple-mainshock sequence

3.3 地震序列類型空間分布特征

地震序列類型和余震空間分布與斷層性質(zhì)、發(fā)震構(gòu)造位置及規(guī)模、斷層幾何結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)（蔣海昆等，2007）。從1970 年以來西藏地區(qū)地震序列類型空間分布（圖4）來看，孤立型、主—余型地震在西藏全區(qū)分布較均勻，而多震型地震則有較明顯的區(qū)域性。多震型地震主要分布在西藏北部的唐古拉地震帶，西藏中西部申扎—謝通門、尼瑪—改則—仲巴，以及西藏南部的錯(cuò)那地區(qū)。從地震序列類型與構(gòu)造間的關(guān)系來看，孤立型、主余型地震大多發(fā)生在構(gòu)造相對(duì)單一的地區(qū)，而多震型地震大多發(fā)生在構(gòu)造復(fù)雜且存在多組構(gòu)造交匯的區(qū)域。這從一定程度上說明，地震序列類型與地震構(gòu)造及應(yīng)力條件間有一定的關(guān)聯(lián)。當(dāng)一次中強(qiáng)以上地震發(fā)震斷層構(gòu)造運(yùn)動(dòng)特征與震源區(qū)周圍歷史地震基本吻合時(shí)，則此次地震序列類型與歷史地震序列類型相同的可能性較大。所以，基于地震震源位置、地震序列分布、發(fā)震斷層構(gòu)造條件等的類比分析，有助于對(duì)地震序列類型的判定及對(duì)后續(xù)強(qiáng)震進(jìn)行預(yù)測(cè)。

圖4 1970 年以來西藏地區(qū)不同序列類型地震分布Fig.4 Distribution of different types of earthquakes in Tibet since 1970

4 結(jié)論

對(duì)1970 年以來西藏地區(qū)139 組5 級(jí)以上地震序列進(jìn)行梳理，通過對(duì)地震序列類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及其特征的研究，得到以下結(jié)論。

（1）1970 年以來，西藏地區(qū)139 組M≥5.0 地震序列中孤立型53 次，主—余型57 次，多震型29 次。西藏地區(qū)中強(qiáng)以上地震序列以主—余型和孤立型為主，占比合計(jì)約為79.1%。這個(gè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果意味著，在一次中強(qiáng)地震發(fā)生以后，序列類型為主—余型或孤立型的概率較大。

（2）根據(jù)不同主震震級(jí)范圍進(jìn)行序列類型統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，主—余型地震在5.0—5.9 級(jí)地震中占34%，6.0—6.9 級(jí)地震中占58.8%，7 級(jí)以上地震中占100%。由此可見，隨著主震震級(jí)的增加，主—余型地震所占比例逐漸增加，孤立型、多震型所占比例減少。

（3）西藏地區(qū)絕大多數(shù)中強(qiáng)以上地震序列的最大震級(jí)余震在主震后3 個(gè)月內(nèi)發(fā)生，約占93%。其中，1 個(gè)月內(nèi)的占80%，3 天內(nèi)的占57%。

（4）從西藏地區(qū)5 級(jí)以上地震的年頻次和多震型地震的發(fā)震時(shí)間可以看出，多震型地震主要發(fā)生西藏5 級(jí)以上地震活躍時(shí)段，因此在西藏及鄰區(qū)5 級(jí)以上地震頻次較高時(shí)需注意多震型地震的發(fā)生。

（5）從地震序列類型空間分布來看，孤立型、主—余型地震大多發(fā)生在構(gòu)造相對(duì)單一的地區(qū)，而多震型地震則有較明顯的區(qū)域特征，大多發(fā)生在構(gòu)造復(fù)雜且存在多組構(gòu)造交匯的區(qū)域。因此，基于地震序列類型分布和發(fā)震斷層構(gòu)造類比等分析，可以為地震序列類型的早期判定及后續(xù)強(qiáng)震預(yù)測(cè)提供參考依據(jù)。