文亞猛,袁道陽,張 波,3,馮建剛

(1.中國地震局蘭州地震研究所,甘肅 蘭州 730000;2.蘭州大學(xué)地質(zhì)科學(xué)與礦產(chǎn)資源學(xué)院,甘肅省西部礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,甘肅 蘭州 730000;3.甘肅蘭州地球物理國家野外科學(xué)觀測研究站,甘肅 蘭州 730000;4.甘肅省地震局,甘肅 蘭州 730000)

0 引言

傳統(tǒng)的歷史地震研究工作主要是對地震史料進(jìn)行系統(tǒng)搜集、整理、考證和綜合分析,采用將今論古的方法,確定歷史地震的震害特征、重破壞區(qū)范圍、烈度分布和震級等基本參數(shù)[1]。但是由于時(shí)間久遠(yuǎn)、史料記載詳略不一等原因,有些歷史地震的基本參數(shù)確定存在較大的不確定性甚至是錯(cuò)誤的[2]。多年來,有關(guān)學(xué)者一直在探索如何更科學(xué)地確定歷史地震重破壞區(qū)范圍、震級等基本參數(shù)的方法,以檢驗(yàn)是否存在歷史地震位置明顯偏差或遺漏等相關(guān)問題[3-7]。除了傳統(tǒng)的地震史料考證方法之外,利用現(xiàn)代小震活動性資料來探討其與歷史強(qiáng)震之間的關(guān)系就是重要方法之一。研究表明,一次大地震發(fā)生后的數(shù)年內(nèi),大量小震會在發(fā)震斷裂及其附近發(fā)生,形成明顯的小震活動條帶,這一時(shí)間可持續(xù)數(shù)十年甚至數(shù)百年[8-12],經(jīng)過相當(dāng)長時(shí)間的恢復(fù)后,歷史大震震源區(qū)的小震逐漸減少,最后形成小震活動空區(qū)?；谏鲜稣J(rèn)識,秦保燕等[13]曾利用現(xiàn)代小震活動性資料分析小震密集區(qū)或地震空區(qū)來研究歷史大震的震源區(qū)。李宇彤等[14]利用現(xiàn)代小震分布探討了1861年遼寧普蘭店東6級地震的震中位置。王健等[15-16]和Wang等[17]提出了網(wǎng)格點(diǎn)密集值方法,并利用中小地震密集區(qū)結(jié)合野外實(shí)地考察校正了北京地區(qū)公元294年延慶6級地震等歷史疑難地震;張哲[18-19]利用該方法分析了云南昆明地區(qū)的地震密集特征,還進(jìn)一步探討了1833年云南嵩明8級地震震中區(qū)小震密集特征,并對該地震震中位置提出了修訂建議。上述研究將現(xiàn)今地震活動性資料與歷史地震研究相結(jié)合,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)歷史地震研究主要依靠零散史料考證和田野考古的不足,但該研究未深入討論歷史地震區(qū)小震密集活動持續(xù)的時(shí)間,即對其適用條件未進(jìn)行限定。因此,本文將進(jìn)一步研究不同構(gòu)造區(qū)內(nèi)不同震級歷史強(qiáng)震區(qū)的現(xiàn)代小震活動持續(xù)時(shí)間,探討王健等[15]和Wang等[17]提出的小震網(wǎng)格密集值方法的適用條件,使其在檢驗(yàn)和校核歷史地震方面發(fā)揮更大作用。

青藏高原東北隅弧形構(gòu)造區(qū)位于南北強(qiáng)震構(gòu)造帶的北段,處在青藏、鄂爾多斯和阿拉善三大塊體的交匯部位,區(qū)內(nèi)活動構(gòu)造發(fā)育、斷裂新活動性強(qiáng),其構(gòu)造性質(zhì)以逆走滑活動為主,歷史及現(xiàn)代強(qiáng)震頻發(fā),僅8級以上地震就達(dá)3次。同時(shí),該地區(qū)地震監(jiān)測臺網(wǎng)較密,現(xiàn)代小震活動頻繁,地震資料記錄連續(xù)完整,定位精度高,是探討現(xiàn)代小震密集區(qū)與歷史強(qiáng)震關(guān)聯(lián)性的理想地區(qū),也是檢驗(yàn)和進(jìn)一步發(fā)展網(wǎng)格點(diǎn)密集值方法適用條件的有利地區(qū)。

1 研究區(qū)活動斷裂及地震活動概況

本文選取青藏高原東北隅弧形構(gòu)造區(qū)為主要研究對象。該區(qū)活動構(gòu)造體系較為完整、斷裂活動性質(zhì)及其動力學(xué)機(jī)制相似,僅北部銀川地區(qū)為正斷特征,其余地區(qū)以逆走滑活動為主,構(gòu)成了一組向NE方向擠壓擴(kuò)展的弧形斷裂系。其主干活動斷裂包括NWW向的冷龍嶺斷裂、海原斷裂、中祁連北緣斷裂、龍首山北緣斷裂及循化南山斷裂等,NNW向的莊浪河斷裂和牛首山—羅山斷裂,近EW向的桃花拉山—阿右旗斷裂、河西堡—四道山斷裂和香山—天景山斷裂等,NNE向的黃河斷裂、銀川—平羅斷裂、賀蘭山東麓斷裂等(圖1)。上述斷裂中,NWW向和近EW向斷裂多以左旋走滑活動為主,兼具逆斷特征,晚第四紀(jì)構(gòu)造活動性強(qiáng),斷錯(cuò)地貌較清晰;而NNE向活動斷裂以正斷為主,新構(gòu)造活動強(qiáng)烈。該區(qū)曾發(fā)生過多次強(qiáng)震甚至大地震(圖1)。

1:6～6.9級地震和年代;2:7～7.9級地震和年代;3:8級及以上地震和年代;4:1～5級地震;5:城市位置;6:正斷層;7:逆斷層;8:走滑斷層。F1:雅布賴斷裂;F2:桃花拉山—阿右旗斷裂;F3:龍首山北緣斷裂;F4:河西堡—四道山斷裂;F5:民樂—永昌斷裂;F6:祁連山北緣斷裂;F7:冷龍嶺斷裂;F8:拉脊山斷裂;F9:循化南山斷裂;F10:莊浪河斷裂;F11:白銀—白楊樹溝斷裂;F12:馬銜山斷裂;F13:香山—天景山斷裂;F14:海原斷裂;F15:六盤山斷裂;F16:牛首山—羅山斷裂;F17:黃河斷裂;F18:磴口—本井?dāng)嗔?F19：銀川—平羅斷裂。圖1 青藏高原東北隅弧形構(gòu)造區(qū)活動斷裂與地震分布圖Fig.1 Distribution map of active faults and earthquakes in the arc-shaped structural area of the northeastern corner of the Tibetan Plateau

本文地震活動性資料采用甘肅省地震局經(jīng)過小震精確定位的地震目錄,在研究區(qū)域(100.5°～107.3°E,35.0°～40.5°N)共記錄到1級以上地震19 507次(自1970年1月7日至2020年2月22日)。此區(qū)地震震級分布列于表1,地震震中分布見圖1。由表1可知,1.0～1.9級地震約占75.6%、2.0～2.9級約20.7%,兩者合計(jì)占比在96%以上,最大地震震級為6.5。研究區(qū)地震震中分布并不均勻(圖1),具有明顯的分區(qū)分塊特征,存在小震密集區(qū)和稀疏區(qū),密集區(qū)多數(shù)沿活動斷裂或歷史大震震中區(qū)附近分布。上述地震資料滿足網(wǎng)格點(diǎn)密集值方法研究所需的地震活動性資料的精度。

表1 儀器記錄地震震級分布表Table 1 Distribution of earthquake magnitudes recorded by the instrument

2 網(wǎng)格密集值方法簡介

王健等[15-17]提出并發(fā)展了網(wǎng)格點(diǎn)密集值方法。該方法是將研究區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格化,然后把每個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)作為計(jì)算點(diǎn),將一定時(shí)間段內(nèi)發(fā)生在網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)附近的地震事件進(jìn)行數(shù)值化,得到地震事件密集值來表示節(jié)點(diǎn)的密集度,通過對密集度的計(jì)算,繪制出等值線圖,從而具體地表示研究區(qū)的地震頻度和震中分布,進(jìn)而確定地震的密集區(qū)域。計(jì)算方法是:在研究區(qū)內(nèi)以一定的空間間隔劃分網(wǎng)格(圖2),以網(wǎng)格的第j節(jié)點(diǎn)為中心,假定在以R為半徑的范圍內(nèi)對于給定震級Mi和時(shí)段t的地震數(shù)為n,則該點(diǎn)的密集值為:

圖2 區(qū)域網(wǎng)格點(diǎn)密集值法原理示意圖[18]Fig.2 Principle of the method of density at regional grid nodes[18]

(1)

式中:rij為第i個(gè)地震震中距j節(jié)點(diǎn)的距離;Mi為第i個(gè)地震的震級;R為搜索半徑;Δm為歸一化因子,其值等于所選區(qū)域內(nèi)震級的最大值與最小值之差,該值可使不同區(qū)域的計(jì)算具有可比性[15,17-18]。

式(1)的含義是:以地震震中到節(jié)點(diǎn)距離對數(shù)的反比加和來統(tǒng)計(jì)搜索半徑R內(nèi)發(fā)生地震對節(jié)點(diǎn)的貢獻(xiàn)。密集值與地震的次數(shù)成正比,與地震震中和網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的距離成反比,它綜合反映了地震次數(shù)和疏密程度。對距離取自然對數(shù),主要考慮到我國目前地震震中定位精度的實(shí)際情況,適當(dāng)降低距離因子的影響。我國目前地震觀測精度最高為2～3 km,因此規(guī)定rij

3 研究區(qū)中小地震密集值分區(qū)與歷史地震關(guān)系探討

根據(jù)上述方法對資料的要求和研究區(qū)地震資料的實(shí)際情況,本文通過多次對比試驗(yàn)不同的半徑和網(wǎng)格間距,根據(jù)小震密集區(qū)的圖像特征,最終將研究區(qū)內(nèi)1970—2020年1～5級地震按照半徑R=25 km,網(wǎng)格間距為0.02°×0.02°進(jìn)行網(wǎng)格化,同時(shí)求出每個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的值,繪制成圖。根據(jù)密集區(qū)的分布情況,可以將整個(gè)區(qū)域劃分成21個(gè)密集區(qū),作為分析討論其與歷史地震關(guān)系的基礎(chǔ)。

同時(shí),本文收集整理了研究區(qū)內(nèi)歷史強(qiáng)震目錄和多次歷史地震考證的文獻(xiàn)資料和最新研究成果,參考M7專項(xiàng)工作組[20]確定歷史地震重破壞區(qū)的原則和方法及其給出的青藏高原東北隅弧形構(gòu)造區(qū)的多次歷史地震重破壞區(qū)(Ⅷ或Ⅶ度區(qū))范圍(圖3)結(jié)合密集區(qū)分區(qū)來分析其與歷史強(qiáng)震的關(guān)系。

根據(jù)密集區(qū)與歷史強(qiáng)震的對比分析,可將上述地震密集區(qū)分成三類:一類為密集區(qū)與歷史地震重破壞區(qū)能夠較好地對應(yīng),說明歷史地震發(fā)生后其小震活動還在持續(xù),例如1號、3～6號、8號、11號、13～15號、17～18號、20～21號密集區(qū)。另一類為密集區(qū)無歷史地震相對應(yīng),需要對其成因進(jìn)行仔細(xì)分析,例如2號、7號、9～10號、12號、16號、19號密集區(qū)。還有一種情況,就是歷史地震及其重破壞區(qū)周圍無小震密集區(qū)。這是小震活動終止,還是位置有偏差需要具體分析。以下將依據(jù)圖3和圖4來詳細(xì)分析每個(gè)地震密集區(qū)與歷史地震及現(xiàn)代強(qiáng)震重破壞區(qū)在平面分布上的關(guān)系,重點(diǎn)討論不吻合的情況及其原因。

圖3 歷史地震破壞區(qū)圖[20]Fig.3 Map of historical earthquake damage area[20]

1:歷史強(qiáng)震震中;2:城市位置;3:活動斷層;4:小震密集區(qū);5:密集區(qū)等值線。斷裂編號同圖1。圖4 小震密集區(qū)分區(qū)與歷史地震孕震區(qū)分布圖Fig.4 Distribution map of small earthquake-intensive areas and seismogenic areas of historical earthquakes

為了更詳細(xì)地了解歷史地震與小震密集區(qū)之間的關(guān)系,本文將每個(gè)密集區(qū)內(nèi)1970 —2020年之間的地震事件進(jìn)行提取,從時(shí)間軸上分析二者之間的關(guān)系。按照震級(1≤M1<2,同理M2、M3、M4、M5、M6也一樣)分級劃分繪制成圖5。根據(jù)地震發(fā)震時(shí)間連續(xù)情況、密集區(qū)近期是否有5級及以上地震，歷史強(qiáng)震位置等,綜合分析其是否與歷史地震有較好的對應(yīng)關(guān)系。同時(shí)對具有顯著峰值的密集區(qū)域進(jìn)行分析,分析其顯著峰值出現(xiàn)的原因。

3.1 密集區(qū)與歷史地震相對應(yīng)

有歷史地震相對應(yīng)的密集區(qū)有1號、3號、4～6號、8號、11號、13～15號、17～18號、20～21號共14個(gè)密集區(qū),其圖像特點(diǎn)為發(fā)震時(shí)間連續(xù)且無明顯的時(shí)間間斷,每天24小時(shí)的時(shí)間分布統(tǒng)計(jì)也沒有明顯時(shí)段聚集,或者在1970年至今發(fā)生過5級以上地震,在地震發(fā)生前后存在峰值,同時(shí)結(jié)合前人對每次歷史地震或其發(fā)震斷層的研究結(jié)果判斷其與歷史地震的對應(yīng)情況。因?yàn)槊總€(gè)歷史地震和其密集區(qū)都有其不同的特點(diǎn),下面將分別描述每個(gè)密集區(qū)與歷史地震的對應(yīng)情況。

3號密集區(qū)包括1954年民勤7級地震及其重破壞區(qū)。根據(jù)圖像[圖5(c)]及薛丁等[24]的研究結(jié)果,其地震發(fā)震頻次隨著時(shí)間的延長而逐漸降低,無明顯時(shí)間間斷和時(shí)段聚集,因此認(rèn)為3號密集區(qū)形成原因?yàn)?954年民勤7級地震后余震活動的影響。

4號密集區(qū)包含2003年民樂—山丹6.1級和5.8級地震及其重破壞區(qū)。根據(jù)圖像[5(d)]和何文貴等[25]、鄭文俊等[26]及盧育霞等[27]對震區(qū)發(fā)震構(gòu)造的研究結(jié)果,結(jié)合小震活動性分析,在2003年以前地震發(fā)震時(shí)間連續(xù)性差,出現(xiàn)明顯的時(shí)間間斷且在2003年出現(xiàn)明顯聚集峰值,之后頻次逐漸降低,無明顯時(shí)段聚集。綜合分析認(rèn)為密集區(qū)形成原因?yàn)?003年民樂—山丹6.1級和5.8級地震的影響。

5號密集區(qū)包含1986年門源6.4級地震、2016年門源6.4級地震和1540年7.2級地震[28]及其重破壞區(qū),根據(jù)圖像[圖5(e)]及姜文亮等[29-30]、雷東寧等[31]、郭鵬等[32]的研究結(jié)果,1540年、1986年和2016年地震均發(fā)生于冷龍嶺斷裂帶及其附近,三次地震震中相距不遠(yuǎn),其圖像顯示幾次峰值都對應(yīng)著5級以上地震,發(fā)震時(shí)間無明顯時(shí)段聚集。綜合分析認(rèn)為5號密集區(qū)形成原因?yàn)?986地震和2016年地震及其余震的影響,也可能與1540年地震有關(guān),但難以區(qū)分開。

6號密集區(qū)包含1927年古浪8級地震重破壞區(qū),還包括三次6級以上的強(qiáng)余震。根據(jù)圖像[圖5(f)]及謝虹等[33]及侯康明等[34]對歷史地震史料考證和發(fā)震構(gòu)造的研究成果,6號密集區(qū)內(nèi)地震活動頻繁且連續(xù),無明顯時(shí)段聚集,密集區(qū)形成原因?yàn)?927年古浪8級地震及其余震活動的影響。

8號密集區(qū)對應(yīng)1995年永登5.8級地震區(qū)。根據(jù)圖像[圖5(h)]和邢成起等[35]對發(fā)震斷裂的研究結(jié)果分析,地震活動始于1995年永登5.8級地震前后,其后一直很活躍,同時(shí)存在發(fā)震時(shí)段聚集現(xiàn)象,主要集中在每天12～19時(shí)。因此,綜合分析認(rèn)為8號密集區(qū)形成原因?yàn)?995年永登5.8級地震及其余震的影響,可能還受該區(qū)采礦引起的小震活動影響。

11號密集區(qū)包含1990年天祝6.2級地震和1888年景泰6～7級地震及其重破壞區(qū),根據(jù)圖像[圖5(k)]及周俊喜等[36]對發(fā)震斷裂的研究,其地震發(fā)生頻率在一個(gè)較高的水平且連續(xù)性好,無明顯間斷和時(shí)段聚集,出現(xiàn)兩次峰值對應(yīng)著兩次5級以上地震事件。綜合分析認(rèn)為該密集區(qū)為1888年地震和1990年地震兩次地震及其余震的共同影響。

15號密集區(qū)包含1622年固原北7級地震、1306年固原南6級地震和1921年固原6級地震(為1920年海原地震強(qiáng)余震)及其部分重破壞區(qū)。根據(jù)圖像[圖5(o)]及任雪梅等[39]研究結(jié)果分析,地震發(fā)生頻率穩(wěn)定并且有逐漸降低的趨勢,無明顯峰值、時(shí)間間斷和時(shí)段聚集。綜合分析認(rèn)為15號密集區(qū)更可能與震級較大的1622年地震7級地震及其后中強(qiáng)震活動疊加的影響。

圖5 地震頻率隨時(shí)間變化圖Fig.5 Change of seismic frequency with time

18號密集區(qū)內(nèi)沒有歷史地震,根據(jù)圖像[圖5(r)]分析其小震活動時(shí)間連續(xù),在2008年開始變得活躍,之前小震活動較為平靜,而且其發(fā)震時(shí)間主要集中在每天11-21時(shí),具有明顯的時(shí)段聚集,同時(shí)結(jié)合雷啟云等[40]的研究結(jié)果認(rèn)為1739年平羅地震的發(fā)震斷層為賀蘭山東麓斷裂而非銀川隱伏斷裂。綜合考慮認(rèn)為18號密集區(qū)可能受1739年平羅地震及賀蘭山西麓斷裂活動性增強(qiáng)的共同影響,而2008年后出現(xiàn)的兩次小震峰值可能為采礦活動的影響。

20號密集區(qū)包含1976年阿左旗6.2級地震及其重破壞區(qū),結(jié)合圖像[圖5(t)]分析,該密集區(qū)出現(xiàn)在1976年阿左旗6.2級地震震中的兩端,表明地震發(fā)生后在破裂兩端發(fā)生應(yīng)力調(diào)整從而形成密集區(qū),其地震發(fā)生時(shí)間無明顯時(shí)段聚集。綜合考慮認(rèn)為20號密集區(qū)形成原因?yàn)?976年地震的影響。

21號密集區(qū)位于1352年會寧7級地震極震區(qū)附近,根據(jù)圖像[圖5(u)]結(jié)合地震定位誤差分析認(rèn)為,1352年地震附近形成的密集區(qū)應(yīng)為本次地震的影響。

3.2 有密集區(qū)但無歷史地震對應(yīng)

沒有歷史地震相對應(yīng)的密集區(qū)包括2號、7號、9～10號、12號、16號、19號,其地震圖像可分為三類:(a)小震頻率隨時(shí)間變化圖像無明顯的時(shí)間間斷,且每天24時(shí)時(shí)段統(tǒng)計(jì)沒有明顯的聚集時(shí)段,認(rèn)為這是斷裂活動的影響或?yàn)槟炒芜z漏地震。(b)密集區(qū)位于采礦區(qū),小震頻率隨時(shí)間變化圖像連續(xù)性差或出現(xiàn)明顯時(shí)間間斷或時(shí)間聚集,其每天24小時(shí)時(shí)段統(tǒng)計(jì)具有明顯的時(shí)段聚集且正好和采礦活動時(shí)間相對應(yīng),其余時(shí)段沒有或有少量地震發(fā)生。認(rèn)為此情況為采礦活動引起的。(c)密集區(qū)位于采礦區(qū)附近,小震頻率隨時(shí)間變化圖像相對較連續(xù),24時(shí)時(shí)段統(tǒng)計(jì)有明顯的時(shí)段聚集,其聚集時(shí)段與人類采礦活動相對應(yīng),其余時(shí)段也有小震發(fā)生,但其水平相對聚集時(shí)段較低,認(rèn)為此類為活動斷裂影響同時(shí)受到人類采礦活動影響。下面將每個(gè)密集區(qū)按照其不同的性質(zhì)進(jìn)行分析表述。

9號密集區(qū)包含1125年蘭州7級地震、1590年永靖東南6級地震和406年夏官營6級地震及其重破壞區(qū)。根據(jù)圖像[圖5(i)]和袁道陽等[41-42]、宋方敏等[43]和雷中生等[44]對發(fā)震構(gòu)造的研究結(jié)果,結(jié)合該區(qū)小震活動性分析,其地震發(fā)震時(shí)間相對連續(xù),存在明顯時(shí)間間斷和時(shí)段聚集,主要集中在每天10-21時(shí)。綜合分析認(rèn)為其密集區(qū)形成原因可能為1125年7級地震的影響,也可能與馬銜山斷裂活動性增強(qiáng)有關(guān),同時(shí)受到采礦活動的影響。

10號密集區(qū)內(nèi)沒有歷史地震。根據(jù)圖像[圖5(j)]分析,地震發(fā)生時(shí)間有明顯的時(shí)間間斷并且存在明顯的峰值,峰值沒有中強(qiáng)地震對應(yīng)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)密集區(qū)內(nèi)24小時(shí)地震的分布情況,地震時(shí)間集中每天12-21時(shí)之間,其余時(shí)段幾乎沒有地震發(fā)生,綜合分析認(rèn)為密集區(qū)形成原因主要為采礦引起小震活動的影響。

12號密集區(qū)內(nèi)沒有歷史強(qiáng)震發(fā)生。結(jié)合圖像[圖5(l)]分析本區(qū)域內(nèi)發(fā)震時(shí)間連續(xù)性差,有明顯的時(shí)間間斷和時(shí)段聚集,主要集中在每天17-21時(shí),且地震震級都是1～3級小震,綜合分析認(rèn)為12號密集區(qū)為罐罐嶺斷裂距今約1 000年形成地震地表破裂帶[45]的地震活動影響,并且受到采礦活動的影響。

19號密集區(qū)沒有歷史地震,結(jié)合圖像[圖5(s)]分析其地震發(fā)震時(shí)間連續(xù)性好,無明顯時(shí)段聚集,同時(shí)高澤民等[49]通過探槽揭露的最近古地震事件距今已超過萬年,綜合分析其形成原因?yàn)樽雷由轿骶墧嗔鸦顒有栽鰪?qiáng)的影響,也可能為遺漏的某次沒有產(chǎn)生地表破裂的影響。

3.3 有歷史地震但無密集區(qū)對應(yīng)

此外,研究區(qū)內(nèi)的1682年民勤6.2級地震、1820年民勤6.2級地震、1477年銀川西6級地震、1143銀川6級地震和1495年中衛(wèi)東6級地震等中強(qiáng)地震,距今年限分別已達(dá)339年、201年、554年、878年和526年,經(jīng)過分析其與附近的密集區(qū)沒有關(guān)系,可能因?yàn)槠浒l(fā)震時(shí)間距今時(shí)間較長,震區(qū)小震活動已趨于平靜。

3.4 歷史地震與小震密集區(qū)持續(xù)時(shí)間分析

我們將研究區(qū)內(nèi)所有6級及以上歷史地震與密集區(qū)的對應(yīng)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(表2)。從表2可知,研究區(qū)內(nèi)共有6級及以上地震38次,其中,M6(6≤M6<6.9)地震28次,有密集區(qū)對應(yīng)的歷史地震時(shí)間最長的是距今133年的1888年景泰6～7級地震,M6地震沒有密集區(qū)對應(yīng)的最近地震為距今169年的1852年中衛(wèi)西南6級地震。因此,M6地震有密集區(qū)對應(yīng)的年限應(yīng)該在130～170年左右。

表2 歷史地震與地震密集區(qū)關(guān)系表Table 2 Relationship between historical earthquakes and earthquake-intensive areas

M7(7≤M7<7.9)地震事件有7次,有密集區(qū)對應(yīng)的地震事件最早為距今約669年的1352年會寧7級地震。而1125年蘭州7級地震(距今時(shí)間896年)極震區(qū)與小震密集區(qū)大體對應(yīng),但是存在不確定性,因此,M7地震有密集區(qū)的對應(yīng)事件在669～900年左右。

M8(8≤M8)地震事件3次,距今時(shí)間分別為282年、101年和94年,都有密集區(qū)對應(yīng),需要更多的數(shù)據(jù)來探討密集區(qū)的持續(xù)時(shí)間。

根據(jù)上述研究結(jié)果,歷史地震重破壞區(qū)與小震密集區(qū)關(guān)系的總體趨勢是:大多數(shù)密集區(qū)均有歷史強(qiáng)震相對應(yīng),二者之間有較密切的關(guān)聯(lián)性;地震震級越大,密集區(qū)持續(xù)時(shí)間越長。本文擬合出不同震級歷史地震對應(yīng)密集區(qū)可能的持續(xù)時(shí)間并繪制成圖(圖6)。從圖6可知,除了1709年7級地震和1820年6.2級地震存在異常外,其余地震都符合曲線公式。公式為:T=4.38×10-7×M10.91(T為小震密集區(qū)持續(xù)時(shí)間(年);M為歷史及現(xiàn)今強(qiáng)震震級)。

圖6 地震震級與離逝時(shí)間關(guān)系圖Fig.6 Relationship between earthquake magnitude and elapsed time

4 結(jié)論與討論

本文采用小震網(wǎng)格點(diǎn)密集值法對青藏高原東北隅弧形構(gòu)造區(qū)歷史強(qiáng)震與現(xiàn)代中小地震密集區(qū)對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)分析,研究區(qū)內(nèi)共發(fā)生了6級及以上地震38次。其中,M6(6≤M6<7)地震28次,其地震密集區(qū)對應(yīng)的時(shí)間為130～170年;M7(7≤M7<8)地震事件7次,其地震有密集區(qū)的對應(yīng)事件達(dá)到669～900年左右。M8(8≤M8)地震事件僅有3次,即1739年平羅8級地震、1927年古浪8級地震和1920年海原8.5級地震,都有密集區(qū)對應(yīng)(其持續(xù)時(shí)間分別為282年、94年和101年)。由于M8地震事件樣本數(shù)量只有3次且距今時(shí)間最長不到300年,需要更多的數(shù)據(jù)來探討密集區(qū)的持續(xù)時(shí)間。在分析的過程中發(fā)現(xiàn)部分密集區(qū)內(nèi)存在多次地震,其震中位置及年代相距較近,無法確定具體是哪次地震形成的密集區(qū),或者為幾次地震的共同影響。其次部分地震震中相距較近,但年代相距較遠(yuǎn),從圖像及前人對地震史料考證結(jié)果無法確定前一次地震是否對密集區(qū)的形成有所影響。因此需要采取其他方法來區(qū)分,這是本研究方法的局限。

在研究中發(fā)現(xiàn)有小震密集區(qū)卻沒有歷史地震記載的情況,一種可能是存在歷史地震遺漏的情況,另一種可能是該斷裂新活動性的增強(qiáng)。對于這種密集區(qū)需查找歷史文獻(xiàn)和其斷層活動資料,注意其未來發(fā)震風(fēng)險(xiǎn)。

綜合分析得到以下幾點(diǎn)認(rèn)識:

(1) 在21個(gè)密集區(qū)中有14個(gè)密集區(qū)有歷史地震對應(yīng),7個(gè)密集區(qū)無歷史地震對應(yīng),即大約有66.7%的密集區(qū)對應(yīng)歷史地震,表明該方法對多數(shù)歷史地震的有效性。網(wǎng)格點(diǎn)密集值方法可用于校核歷史地震震中位置、重破壞區(qū)范圍等重要參數(shù)。

(2) 歷史地震與密集區(qū)關(guān)系總體上表現(xiàn)為歷史地震震級越大,其小震密集區(qū)持續(xù)活動時(shí)間越長,歷史地震震級與密集區(qū)持續(xù)時(shí)間符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律T=4.38×10-7×M10.91。

(3) 網(wǎng)格點(diǎn)密集值方法可以用于識別歷史大震空區(qū),為預(yù)測未來的大震風(fēng)險(xiǎn)區(qū)提供依據(jù)。其沒有歷史地震對應(yīng)的小震密集區(qū),未來的地震風(fēng)險(xiǎn)值得注意。