譚毅培

（中國(guó)地震局地球物理研究所，北京 100081）

（作者電子信箱，譚毅培：oivertan921＠yahoo．com．cn）

歷史地震宏觀烈度資料指史料中對(duì)地震破壞程度的記錄，是研究歷史地震最基本也是最重要的數(shù)據(jù)來(lái)源之一。有儀器記錄地震波形的時(shí)間相對(duì)短暫，對(duì)歷史地震震源參數(shù)的估算為地震活動(dòng)性和地震危險(xiǎn)性分析提供重要的基礎(chǔ)資料。

本研究在分析現(xiàn)有歷史地震震源參數(shù)估計(jì)方法的優(yōu)勢(shì)、不足和應(yīng)用范圍基礎(chǔ)上，利用貝葉斯決策論、模型選擇和多模型統(tǒng)計(jì)推斷的原理和算法，設(shè)計(jì)了一套估計(jì)歷史地震震源參數(shù)的方法。

本研究首先描述初步估計(jì)可能發(fā)震斷層走向的貝葉斯判別方法。此方法依據(jù)貝葉斯最大后驗(yàn)概率原則，直接根據(jù)烈度數(shù)據(jù)點(diǎn)空間分布特征構(gòu)建烈度判別方程，并畫(huà)出方程代表的二次型判別曲線。根據(jù)判別曲線幾何形態(tài)估計(jì)可能發(fā)震斷層走向，無(wú)需先行確定震中位置或震級(jí)等其他震源參數(shù)，計(jì)算過(guò)程具有可重復(fù)性。方法經(jīng)過(guò)設(shè)定走向的數(shù)值恢復(fù)測(cè)試，判別曲線走向中心值估計(jì)結(jié)果較好，參數(shù)估計(jì)具有一定統(tǒng)計(jì)無(wú)偏性。通過(guò)8個(gè)有烈度調(diào)查記錄和波形反演震源機(jī)制解的地震實(shí)例檢測(cè)，在其中7個(gè)震例中估計(jì)結(jié)果可以接受。

本研究借鑒直接擬合烈度數(shù)據(jù)點(diǎn)和枚舉震源參數(shù)的做法，設(shè)計(jì)了估計(jì)歷史地震震源參數(shù)的模型選擇方法。該方法對(duì)震源參數(shù)所有可能的組合進(jìn)行枚舉，采用地震波場(chǎng)模擬計(jì)算轉(zhuǎn)換的理論烈度值，利用模型選擇方法評(píng)估各可能的震源參數(shù)組合模型與歷史破壞記錄推斷的地震烈度數(shù)據(jù)點(diǎn)的擬合程度，對(duì)震源參數(shù)做出估計(jì)。該方法充分考慮到歷史資料相對(duì)稀少對(duì)震源參數(shù)估計(jì)的影響，以多種震源參數(shù)估計(jì)結(jié)果和相應(yīng)權(quán)重值來(lái)定量化表示估計(jì)結(jié)果的不確定性。通過(guò)對(duì)給定震中位置、震源深度和滑動(dòng)角的Bootstrap數(shù)值恢復(fù)檢測(cè)，表明該方法得出的震源參數(shù)估計(jì)結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)一致性和一定的無(wú)偏性。經(jīng)過(guò)2004年美國(guó)Parkfield 6．0級(jí)地震實(shí)例測(cè)試，所得參數(shù)估計(jì)結(jié)果與波形反演結(jié)果基本一致。

本研究將該套方法應(yīng)用于1882年河北深縣6級(jí)地震的震源參數(shù)估計(jì)，基于歷史資料推斷的地震烈度數(shù)據(jù)點(diǎn)，分析認(rèn)為深縣凹陷區(qū)的北西向、東西向和北東東走向斷層對(duì)烈度數(shù)據(jù)點(diǎn)擬合程度接近，三個(gè)走向的斷層都有可能為1882年河北深縣6級(jí)地震的發(fā)震斷層。根據(jù)模型選擇結(jié)果和地質(zhì)資料的綜合分析，東西向的舊城北斷層或何莊斷層，及北東東走向的深西斷層為發(fā)震構(gòu)造的可能性較大。