现阶段的地震预测预报水平以及四川地区的地震危险性分布及全国其他地区情况简述
摘要:
地震是地质构造运动的一种,是岩石圈释放能量的一种形式,然而它对人类社会的危害却十分巨大。人类为了减少其危害性,千百年来研究地震预报的技术,希望像预报天气一样较为准确的预报地震的来临。但是目前地震预报仍然是人类的一大难题,本文首先针对现阶段地震预报的情况做个叙述,阐述相关的中长期和短期临震预报情况。再根据所述的情况针对我国最近几年来的地震多发区——四川地区的地震危险性作阐述,分析四川几大地震带的危险性情况,另外对M7工作组针对全国其他地方的地震情况和未来地震危险性作了简述,提醒做好相关的预防准备工作和防震措施。
关键词:
地震预报 断裂带 四川 地震危险性
地震预报
总述
研究地震的目的,主要在于掌握地震活动的规律,以便解决地震预报、控制和利用问题,而目前最主要是企图解决地震预报的问题,因为地震分为构造地震,火山地震,冲击地震和人工地震,因为构造地震占据地震的绝大多数且危害性最大,地震预报也是针对构造地震而言的,因此以下谈到的地震均为构造地震。
地震预报,又称地震预测,地震预报要求预测地震的三要素:时间、地点、震级。其科学前提是认识地震孕育和发生的物理过程,包括地球介质物理、力学性质的异常变化。但目前人们对地震成因及其发生规律还知道的很少,主要是因为地震是宏观自然界中大规模的地下深层变化过程,不同于在实验室可控条件下单纯进行的样品试验过程,其影响因素不仅过于复杂,而且还可能有人类未知的因素存在。人们目前还不能深入地球内部直接或间接观测其介质的物理化学状态及其变化过程,而只能做到在地面上进行某些物理量的观测,有时这种观测是不完全或不完善的,甚至也不能确知这种观测的物理量异常变化是否与地震发生真正相关。这就是地震预测研究工作进展缓慢的原因。
目前地震预测研究包括三个方向,即由于地震大部分是发生在地壳中、上层,少数是发生在深入地幔的部位,故认定地震的孕育和发生是属于地质过程,研究地震预测应着重研究地震发生的地质构造特点,这个方向可以称为地震地质方向。另外一个方向是着重地震统计,即运用数理统计方法得出地震发生的规律,特别是地震发生时间序列的规律,这种根据过去推测未来的方法,可称为地震统计方向。还有一个方向是搞地震前兆、认为地震过程属于物理过程,观测地球物理场各种参量及其异常变化,可以找到地震发生的征兆。这个方向称为地震物理方向。但上述三个方向或三个方法,都有其片面性,不可能孤立地从某一个方面来求得地震预测的方法,而必须采取综合观测的方法,才可探索出可以利用的规律。 地震预报的内容包括三个方面,即地震发生的地点、时间和强度(震级)。 地震预报可分为长期预报(预报10年或更长期的地震活动情况)、中期预报(预报数年内的地震活动情况)、短期预报(预报几天到半个月内将要发生的地震)、临震预报(预报24h或几小时内即将发生的地震)。
地震预报的前提:构造地震成因模型
1.弹性回跳理论
这是出现最早、应用最广的关于地震成因的理论,认为地震的发生,是由于地壳中岩石发生了断裂错动,而岩石本身具有弹性,在断裂发生时已经发生弹性变形的岩石,在力消失之后便向相反的方向整体回跳,恢复到未变形前的状态。这种弹跳可以产生惊人的速度和力量,把长期积蓄的能量于霎那间释放出来,造成地震。总之,地震波是由于断层面两侧岩石发生整体的弹性回跳而产生的,来源于断层面。岩层受力发生弹性变形,力量超过岩石弹性强度,发生断裂,接着断层两盘岩石整体弹跳回去,恢复到原来的状态,于是地震就发生了。这一假说虽能较好地解释地震的成因,但对于深达几百公里的地震无法解释,因过去认为在这样深的地方岩石已具有塑性,不会发生弹性回跳。
2.蠕动理论
蠕动又称潜移、潜动。地表土石层在重力作用下可以长期缓慢的向坡下移动,其移动体和基座之间没有明显的界面,并且形变量和移动量均属过渡关系,这种变形和移动称为蠕动;蠕动速率每年不过数毫米至数厘米。岩石中长期蠕动的地段或在活动断层中蠕动占长期活动的百分比较高的地段,由于能量通过长期缓慢的蠕动而逐渐释放,很少发生强烈地震,但是蠕动百分比低的地段容易蓄积能量而突然释放引发大地震。
3.粘滑理论
在地下较深的部位,断层两侧的岩石若要滑动必须克服强大的摩擦力,因此在通常情况下两盘岩石好像互相粘在一起,谁也动弹不了。但当应力积累到等于或大于摩擦力时,两盘岩石便发生突然滑动。通过突然滑动,能量释放出来,两盘又粘结不动,直到能量再积累到一定程度导致下一次突然滑动。实验证明,物体在高压下的破坏形式,是沿着断裂面粘结和滑动交替进行,断面发生断续的急跳滑动现象,经过多次应力降落,把积累的应变能释放出来,这种就叫粘滑理论。
4.相变理论
认为由于岩石在一定的温度和压力下,发生了体积和密度的快速变化,对周围的岩石产生了快速的压力或张力,因而产生了地震。也有人认为深源地震是由于深部物质的相变过程引起的。地下物质在高温高压条件下,引起岩石的矿物晶体结构发生突然改变,导致岩石体积骤然收缩或膨胀,形成一个爆发式震动源,于是发生地震。此理论未能从多方面给出论证,因而未能得到广泛应用。
5.扩容理论
近年来新出现的一种关于地震成因的假说。认为地震发生前,岩石受力达到一定程度就会出现许多细微的裂缝,使体积增大;如果压力进一步加大,地下水渗入并达到饱和,这时岩石即变得易于滑动,如压力继续增加就会发生断裂错动,产生地震。
6.岩浆冲击理论
认为由于岩浆向地壳中的薄弱部位冲击,使地壳破裂和发生运动,产生了地震。如火山熔液的注入,空隙流体压力的增高等均能引起地震。并认为深源地震并不一定伴有断层,可以由岩浆流动所引起。
中长期地震预报
中长期预报是一种对未来几十年内地震战略形势的估计,也是我们能做到的最主要的地震预报方向,其主要根据以下的理论进行预报。
1.地震地质构造分析
①地震一般发生于活动性断裂上,搞清楚活动断层,断裂构造是地震预报的基础。
②地震应力最集中的地方一般处于断裂带最曲折突出的部位,如1970年云南通海M7.7大地震。
③活动断裂的两端是应力发展的部位,容易发生地震,如鲜水河断裂,大地震往往在两端往返跳动发生(1973炉霍M7.6大地震和1955年康定M7.5大地震)
④两条活动断裂交叉点应力容易集中,易发生大地震,如1679年北京平谷M8大地震,1976年河北唐山M7.8大地震。
⑤活动断裂的闭锁段(活动中断的部位)也容易孕育大地震。
⑥断陷盆地的两侧活动断裂容易发生地震,如1556年陕西华县M8大地震,1966年河北邢台M6.8和M7.2的双主震大地震。
2.地震历史资料分析
一般来说因为应力的积累和释放是构造运动的过程,所以一般来说某个地区大地震发生具有周期性,通过历史资料分析可以推断地震的时间和震级分布规律,从而预测未来地震发展。
3.填空理论和填满理论
在活动性构造带内,有时候在一段时间内发生很多小震,并围绕形成一个地震较为平静的地区,这个地区在未来发生一次大震,这叫强震填空理论。如1695年临汾平阳M7.7大地震。
在活动性构造带内,在某区域内发生许多小震,但是没有围绕形成一个空白区域而是全都分布在一块小区域内,未来在这个小区域发生了一次大震,这叫强震填满理论。如1556年陕西华县M8大地震。
4.地震空区理论
这是上个世纪由多名地震学家在不同时期研究不同地区的地震而发现的一个共同规律,它指的是在板块边界带或活动断裂带上,已经较长时间没有发生大地震破裂的段落,其相对于相邻的刚发生大地震破裂的段落可能积累起更高的应力应变,因而成为未来大地震发生的最有可能的地段,这叫地震空区理论。其区别与地震填空理论为地震空区理论是一条活动构造带内在历史记载时间内(几百上千年)中某些地段已经发生大地震,而在中间有没有发生大地震或距离上次大地震已经有较长时间的地段容易积累应力在未来发生大地震,而地震填空为一段较短的时间内(几年或几十年)的小震围出一个地震平静区是未来可能大地震的地方,两者不太一样,其主要区别在于填空理论是适用于中-短期预报,而地震空区理论适用于中-长期地震预报。为了区别两类空区的不同,1979年日本地震学家茂木清夫将在地震空区理论中的空区(板块边界带/活动断裂带上相对邻段已经有较长时间未发生大地震破裂的段落)定义为“第Ⅰ类地震空区”,而将填空理论中的空区(大地震发生前,在其主震震源区的周围发生的较小地震或前序地震围绕成的一个相对平静的区域)定义为“第Ⅱ类地震空区”,后文所述的地震空区均为“第Ⅰ类地震空区”。
5.地震活动性参数
1954年,古登堡和里克特首先提出使用震级―频度的经验公式来描述世界各地区地震活动性的差异,这个公式的常用形式(简称G-R关系)为:lgN(M)=a-bM,式中N(M)是以震级M为中心的小区间(M±△M)在一定时期内发生地震的次数,a和 b是常数,a表示在统计时间、区域内的地震活动水平,b 值表示该地大小地震数的比例关系,大地震数目相对多时,b值则小,b值大小和该地区的介质强度以及应力大小有关。在计算b值时,根据一定时空范围内的地震目录数据,采用最小二乘法或其它数学统计方法确定。1956年他们又提出能量-震级经验公式:lgE=1.5Ms+4.8,E代表地震释放的应变能。于是地震学家提出将b值,a/b值,√E(断裂段单位面积或长度的应变能释放率),以及n(锻炼段单位面积或长度的地震年频度)作为四个地震活动性参数,用来对未来潜在大地震的判定。
6.其他地壳活动参数
①加速矩释放(AMR)
一些研究表明,在一些中强震发生前,在其相关区域内的地震活动的矩释放出现加速的现象。这种地震活动矩释放加速现象可以通过幂指数关系定量描述。这一现象之所以引起人们的广泛关注,原因可归纳为两方面:其一,一些地震学家认为,正如各种介质中的破裂可以看作是一种临界现象,中强地震的产生过程也可看作是一种临界现象,而强震发生前的矩释放加速现象(AMR)可以看成是地震的临界点模型的一个观测证据。其二,AMR在地震预测研究中具有很大的应用潜力。
②地壳水平运动形变场
利用GPS技术,分析各个地面站的水平运动分量,可以做出地壳的运动形变场,找出地壳运动速率大和运动受阻碍和不协调之处,判断地震应变积累地点。
③锁固理论和地震的临界CBS值
锁固理论是中国科学院地质与地球物理研究所秦四清团队提出的概念。
在软流圈热对流为主的驱动力作用下,断层或板块俯冲带运动导致岩石破裂发生地震。当应力水平达到一定程度,断层中强度低的锁固段首先宏观破裂发生标志性地震事件,然后应力向下一个锁固段转移,引起“连锁反应”式的破裂和宏观破裂。当最后一个锁固段发生宏观破裂时,某地震区主震发生;主震后余震活动结束时,该轮孕育周期结束,下一轮孕育周期开张。也就是说某一孕震构造块体内多锁固段按照承载力由低到高的次序依次断裂,在断裂过程中会发生标志性地震和数量众多的预震;当最后一个承载力最高的锁固段断裂时,主震发生;与主震有关的余震活动结束后,一轮地震周期旋回完成。如此,周而复始。因为难以厘定能量积累开始的时间,所以可把两次相邻主震之间的历时定义为地震周期。一方面,由于震级与锁固段的承载力呈正相关,所以每个地震区的标志性地震和显著预震的震级总体上呈增大趋势;另一方面,鉴于震级也与应力降呈正相关,当某个锁固段断裂时受下一个承载力更高的锁固段约束导致应力降受限,故标志性地震的震级可能会出现波动,但某次后续标志性地震(尤其是主震)的震级会回升。
标志性地震的临界CBS值满足如下特定规律:Sf(k)=1.48kSc (1)式中,Sc为第1锁固段体积膨胀点处标志性地震的临界CBS值,Sf(k)为第k锁固段峰值强度点处标志性地震的临界CBS值。由于某一地震区的地震目录通常包含与锁固段脆性破裂无关的地震事件,因此设置最小有效性震级Mv以确定锁固段破裂事件的门槛震级。考虑到第1锁固段体积膨胀点前不小于Mv的地震目录通常不完整,初始CBS误差可能出现,我们导出了如下误差修正公式:∆=[ Sf*(1)-148 Sc*]/0.48 (2)式中,∆为误差值,Sc*和Sf*(1)分别为误差校正前第1锁固段体积膨胀点和峰值强度点处标志性地震的临界CBS监测值。进行误差校正后,可把第1锁固段体积膨胀点处标志性地震的临界CBS值作为已知值,据式(1)可预测后续标志性地震的临界CBS值。
总的来说CBS值是锁固理论中周期性地震下一次主震的一种临界程度的值。
短期地震预报和临震预报的曙光
短期和临震预报是地震预报最困难的方向,地震的发生是瞬时性的,如同一根橡皮筋达到受力极限而绷断一样,而这根橡皮筋在地底深处,人类目前无法直接观测,更不可能准确预知其绷断的时间。但是其濒临破裂前,会有许多相关的异常现象,这些就是地震前兆,分为微观和宏观前兆,抓住这些前兆还是有机会进行地震的距离地震数个月到数小时内的短期预报和临震预报的。
1.地震的微观前兆
微观前兆指的是必须靠专门地仪器长期监测发现的地震前兆。
①地应力异常变化 ②地形异常变化 ③地磁异常变化 ④地电流异常变化 ⑤地下温度异常变化 ⑥重力值异常变化
以上的微观前兆都和地下岩层有关,即在地应力或其他作用下地壳性质的变化。
2.地震的宏观前兆
宏观前兆指的是可以通过人类感官发觉的一些地震前兆。特别注意,地震云是伪科学概念,没有任何任何证据表明云的形态和地震有关,有关地震云的说法得不到支持,下面也不会提到。
①地下水变化异常:包括水位变化,水温变化,水质变化等。
②动物反应异常:有些动物有比人类更灵敏的感官系统,可以发觉地底的异常变化而出现异常反应,如蛇冬眠提前出洞,牛突然不吃草,犬类狂吠不止,鱼类水中翻腾不停等。
③地声:临震前地底岩石摩擦等其他因素发出声响传达到地面,如类似闷雷声,风声,金属碰撞声等。有实验表明应力达到岩石破裂强度一半时候声发射信号就开始显著增加,当破裂进一步发展,声音就由高频向低频变化,有可能被人耳听到或者仪器监测到。
④地光:由于地震活动而产生的发光现象,常在临近强烈地震发生时出现。地光是地震的前兆之一,是地震前夕出天边的一种奇特的发光现象。一般认为,震前低空大气的发光是一种气体放电现象。而有的认为岩石中石英晶体的压电效应能产生强电场;还有的认为地下水流动能产生高电压;更有人认为,火球式的地光是地下逸出的天然气在近地表处的爆发式点燃。最主流解释为:在地震前形成的巨大压力导致火成岩暂时成为“P形”半导体,它们包含能传导电荷的“空穴”,由于挤压过程导致岩石中“过氧族”物质的电离,一些电荷将会达到岩石表面,是这些电荷的聚集,产生了奇怪的发光现象。
⑤地下气体异常:地下气体含量出现异常或地底冒出颜色不明气体等,或地底冒出怪味等。
3.前震型地震
前震-主震型地震表现形式十分复杂,其对主震具有独一无二的预报功能。一般主震发生前夕前震的活动会突然加剧,因而能够较为成功的发出临震预报。
4.短期或临震预报的成功案例
①1975年辽宁海城M7.3大地震
海城地震一般被认为是人类历史上迄今为止,在正确预测地震的基础上,由官方组织撤离民众,明显降低损失的唯一成功案例。海城地震前,中国地震部门曾经作出中期预报和短临预报。早在1970年,全国第一次地震工作会议根据历史地震、现今地震活动及断裂带活动的新特点,曾确定辽宁省沈阳一营口地区为全国地震工作重点监视区之一。1974年6月,国家地震局召开华北及渤海地区地震趋势会商会,提出渤海北部等地区一二年内有可能发生5一6级地震。不久,国务院就批转了国家地震局“关于华北及渤海地区地震形势的报告”。对7个省、市、自治区发布了地震中期预报。1975年1月下旬,辽宁省地震部门提出地震趋势意见,认为1975年上半年,或者1一2月,辽东半岛南端发生6级左右地震的可能性较大。与此同时:国家地震局也提出了辽宁南部可能孕育着一次较大地震。2月4日0点30分,辽宁省地震办公室根据2月1—3日营口、海城两县交界处出现的小震活动特征及宏观异常增加的情况,向全省发出了带有临震预报性质的第14期地震简报,提出小震后面有较大的地震,并于2月4日6点多向省政府提出了较明确的预报意见。4日10时30分,省政府向全省发出电话通知,并发布临震预报。由于震前作出了中期预测和短临预报,省政府和震区各市、县采取了一系列应急防震措施;因而大大减少了人员伤亡。
②1976年云南龙陵M7.3和M7.4双主震大地震
龙陵地震也是根据地震的宏微观异常和前震情况做出了临震预报,并且发出了警报减少了人员伤亡。
③1976四川松潘-平武M7.2震群大地震
1976年春天,从4月份开始四川北部的龙门山断裂到岷江断裂就出现了严重的地磁、地电、气象、水氡等数据异常。因此,在那年5月,国家地震局预测在夏天,松潘平武一带会出现严重的地震。这个信息通过广播电台公开播报给全四川群众,在整个四川引起了轩然大波。大部分居住在楼房里的成都城市人民做出了同样的选择:搭地震棚。根据家中长辈的亲口描述,到6月开始,整个成都空地里,都搭满了密密麻麻的帐篷。没有帐篷的家庭,直接把家里的木头床搬到路中间,四个脚都绑上竹竿,上面绑上蚊帐,外面搭上塑料布,就成了一个个的迷你地震棚。在繁华一点的市区,地震棚堂而皇之地摆在了马路中央,摆在了十字路口,摆在了天府广场,而少量的汽车和公交车只能在夹缝中艰难前行。
最终,在8月16日、22日、23日,松潘平武之间果然连续出现了7.2级、6.7级、7.2级地震。仅有几百人伤亡且大多数人是轻伤。
此次地震的预报成功,赢得了中外地震界和联合国教科文组织的赞誉,在人类防震减灾史上写下了光辉的篇章,成为四川人民和广大地震工作者的骄傲。松潘—平武7.2级地震的预测预报先后获1978年全国科技大会奖、四川省科学大会奖、1979年四川省科技成果一等奖、国家地震局1984年度科技成果一等奖。
④1995年云南孟连M7.3大地震
中短期阶段震中周围中强震密集活跃,由于中小地震的迅速增加,滇西南地区的地震频度、能量、b值曲线均有突出的异常表现。震中周围介质处于非稳态的现象突出。震前共有18个项目、58条前兆观测异常,没有发现长期异常。中期有水位、水氡、水汞、氟离子、钙离子、镁离子、碳酸氢根、二氧化碳、自然电位、地倾斜、短水准、短基线等12个项目、21个台站、27个台项出现异常,中期异常的台项比和台站比分别为 21.95%和52.5%。短期有深井水温、水位、水氡、电导率、碳酸氢根、钙离子、镁离子、水汞、pH值、硫酸根、二氧化碳、流量、地倾斜等13个项目、15个台站、24个台项出现异常,短期异常的台项比和台站比分别为19.5%和37.5%。临震有水位、水氡、地磁Z分量等3个项目、4个台站、4个台项出现异常,临震异常的台项比和台站比分别为3.3%和10.0%。台站比和台项比最高的都是中期异常,临震异常最少。据此分析中期异常的台站多,可能表明分布广,短期异常的台站比比中期减少15%,表明异常在有些台站更为集中。临震异常的项目不多,但除楚雄地磁距震中423km外,其余均在震中250km范围内,据此分析异常开始的时间有逐渐逼近震中的趋势。
据以上情况,孟连地震作了较好的临震预测。
⑤1997年新疆伽师M6以上强震群
1997年1~4月,新疆伽师发生包含7次6级以上地震的强震群,为板内地震所罕见。伽师强震群发生在相对稳定的塔里木盆地中,震区未发现地表断裂,深部构造不甚清楚新疆地震局先后3次对伽师地震的强余震和后续强震作了成功的临震(1周内)预报。当地政府采取有力措施,大大减少了人员伤亡,取得了显著的社会效益和经济效益。
5.短期或临震预报的困难之处
其一为地震时间难以准确预知,实时监测所有断裂带的情况,并且判断其下次突然达到能量承载极限而破裂(就像皮筋被拉到一定程度断裂)时间地点的这种技术对于目前的人类科技能力无法做到。
其二为地震的临震前兆干扰太多,无法判断是否就是真的地震前兆。比如微观前兆或许就是正常的地壳环境变动。而宏观前兆干扰项更多,譬如动物异常有可能是因为天气原因或动物自身原因,疑似的地声可能是天气因素或崩塌或爆破导致,疑似的地光也有可能是太阳风等因素导致。
因此仅仅凭借这些前兆便做出地震来临的判断是不负责的,更别说进行人员疏散和警报了,更容易引起不必要的恐慌和浪费社会资源,或者出现“狼来了”的情况。
地震预报的另一个方向——地震预警
1.地震预警的基本原理
地震预警是由两个速度差决定:地震中破坏力较小的P波(纵波)速度约6km/s>破坏力大的S波(横波)和面波速度约3km/s。电磁波速30000km/s>地震波速5-6km/s。首先放置在各个地震带上的地震监测仪器会在地震发生时候首先监测到P波,随后在S波未到达时候根据P波的波幅等数据初步分析出震级,再根据三个不同地方的仪器监测到地震波到达时间差来分析出震源位置,并且提前于S波到达时对震中附近地区发出预警,而离震中较远的地区则根据电磁波速度远大于地震波的原理在P波到达前便可以将地震预警传达到上述地区。不过其缺陷在于离震中越远的地方预警的时间越多,而受地震影响最严重的中心地区预警时间却十分有限,不容易做出有效的避险措施。
2.我国和日本的地震预警系统及案例
我国的ICL地震预警技术系统是基于加速度传感器的地震预警技术系统,是由成都高新减灾研究所研发的,成都高新减灾研究所在2008年汶川地震后成立,该研究所利用汶川大地震余震资源,致力于地震预警技术研究,已初步掌握了地震预警和烈度速报的核心技术。到2022年底,成都高新减灾研究所与市县应急部门(地震部门)联合建成了延伸至31个省(市、自治区)的全球最大地震预警网,地震预警监测台站增至6300余个,覆盖面积220万平方公里,覆盖我国地震区人口90%(6.6亿人),通过减灾所的努力,我国已形成独具中国特色的世界领先的地震预警体系,其系统平均响应时间、盲区半径、震级偏差等关键核心技术均优于日本,处于世界领先水平,在2013年四川芦山M7大地震,2014云南鲁甸M6.5强震,2017年四川九寨沟M7大地震,2019年四川长宁M6强震,2021年四川泸县M6强震,2022年四川芦山M6.1强震,2022年四川马尔康M5.9和M6双主震强震等地震中都有很好的预警表现。
紧急地震速报系统是日本气象厅于2004年开始试运行,2007年正式投入使用的地震预警系统。紧急地震速报是世界范围内,第一个投入使用、台站密度最高、耗资最多、性能最好的地震预警系统之一。2011年3月11日的东北太平洋冲9.0级地震中,系统分别在地震发生后5.4秒和8.6秒向高度利用者和一般民众发布了地震预警,几乎是在地震波到达陆地的一瞬间,在警报地域居住的居民都收到了警报。其中距离震源较近的岩手县大船渡县(观测震度6弱)获得了12秒的预警时间,摇晃最剧烈的极震区宫城县栗原市(观测震度7,最大加速度约3.8个重力加速度)则获得了18秒的预警时间,而东京都(震度5强)在警报发出1分钟后也感受到了剧烈的摇晃。
四川地区的地震危险性分布
总述
四川作为青藏高原东缘地区,处于我国南北地震带中段。青藏高原是印度洋板块向亚欧大陆板块俯冲的产物,其隆生到一定高度后便很难继续向上生长,应力便向四周拓展,其中东部遭到扬子板块等地块阻挡,在我国西南地区形成了强烈的构造变形带,出现大量的活动断裂构造,是我国地震最频繁地区之一。以下针对四川各个地震带的地震风险预估是根据中国地震局地震预测研究所牵头的M7专项工作组的研究成果作出的中-长期地震预测,该成果成功判断出2013年芦山地震的发震情况。但是鉴于人类地震预测的水平还处于较低水平,有很多还需要去探索的地方,因此后续的结果仍然仅供参考。
三大主要断裂带
1.龙门山断裂带
龙门山断裂带位于青藏高原和四川盆地之间的过渡地带,北起广元南至天全,长约500km,宽约30km,为北东-西南走向。由一系列走向NE,倾向NW的逆冲断裂及其所夹的逆冲岩片构成,断层呈叠瓦状分布,以前山断裂、中央主断裂为主滑面构成的大规模、多级次的冲断推覆构造带,具有强烈的逆冲-走滑作用,具有明显的地震风险。在唐宋代的相关文献中记录了627年龙门山疑似发生了M6.8左右地震,942年疑似在北川的中央主断裂桂溪段发生了一次M7左右地震,1169年后山青川断裂关庄坪段发生了M7左右地震。之后1657年在后山断裂发生了汶川-茂县M6.5地震,1748年中央主断裂都江堰附近发生M6.4左右地震,1958年在北川的中央主断裂上发生了M6.2地震,此后截止到2008年龙门山断裂带中北段没有6级以上强震记载,这也误导了地震专家:一度认为其作为巴颜喀拉块体的边界断裂,由于滑动速率很低且没有任何破坏性地震的历史记录,长期以来被认为是中-低等级地震危险性的断裂。然而突如其来的2008年汶川M8.0特大地震释放了龙门山中北段积累的约两到三千年的地震应力能量,造成严重的地震灾害:在汶川特大地震后,地质专家对龙门山地区重新进行地质考察,认为该构造带在最近六千年内发生了三次八级左右的特大地震,分别在距今5920到5730年,距今3300到2300年和汶川特大地震。得出龙门山断裂带中北段大地震周期约为两千年。因此未来一段时间内,龙门山中北段的地震活动水平虽然受到汶川地震余震影响而处于高位,但是震级不大,普遍会在M3-M5的区间。
龙门山南段属于目前所需要注意的地震危险区,龙门山南段大邑-邛崃-宝兴-天全地区,沿断裂带长度约180-200km,该地区属于地震空区,上一次该地区的大地震得追溯到1327年天全M7.2大地震,以及951年大邑花水湾7级左右地震。此后的1718年在芦山发生了一次M6.4左右地震。虽然近年来2013年和2022年芦山附近发生M7和M6.1两次强震,但是两次地震破裂均未到达地表,即使两次地震具有地震空区的填空性质,但是其破裂尺度远远没有达到龙门山构造带南段的实际破裂水平。据相关的震源和余震机制研究,2013年芦山地震很有可能发生于龙门山断裂带的山前断裂(非前山断裂):大邑断裂上,新开店断裂亦发生同震破裂,而2022年的芦山地震发震断裂为双石-大川断裂和大邑断裂之间的反冲断层上。据此可证明,两次地震中龙门山断裂南段的前山断裂(双石-大川断裂)和中央主断裂(盐井-五龙断裂)均未发生明显破裂。长期积累的应变能可能在这两次地震中仅仅释放了一小部分。据李兵等研究专家在2022年芦山地震后《对龙门山断裂带大邑地震空区地应力状态与地震危险性》一文中表述,其对具有发生地表破裂型地震能力并且具有高地震危险性的双石-大川断裂带两侧各布置1个钻孔(深度分别为1000和500m)进行水压致裂地应力测量工作。利用这些新数据结合Byerlee定律的稳定性分析和已有强震前的应力测量资料进行类比,结果表明,大邑地震空区双石-大川断裂带(大川镇)附近处于高地应力状态,具备了摩擦滑动的必要条件,具有发生中、强震的潜在危险性。而地震活动性参数表明,龙门山断裂南段的大邑-宝兴段有显著的低b值区域,极有可能发生强震。未来该地区的地震风险约有M6.8-M7.4的水平,受影响地区有天全、芦山、邛崃、宝兴、大邑。
2.鲜水河断裂带
鲜水河断裂带位于青藏高原东南缘的四川西部地区,是一条北西走向的弧形左旋走滑断裂带,是四川地区地震活动最强烈的断裂带,北西段由炉霍断裂、道孚断裂和乾宁断裂连接而成,各断裂之间在走向上有10°~15°的偏折,形成向北东突出的弧形;南东段进一步向南偏转,由康定断裂和磨西断裂连接而成。北西段和南东段之间有约20°的偏转角,是一个新破裂的连接区,由大致平行的折多塘断裂和色拉哈断裂等组成,可称为中段。鲜水河活动断裂带北西段的西端与北西西走向的甘孜-玉树活动走滑断裂带相连,其间有一个拉分区;鲜水河活动断裂带南东段的南端与南北走向的安宁河活动断裂带相接。鲜水河断裂带自1700年至今的322年间共发生过8次7级或者7级以上的地震,平均约40年发生一次7级或者7级以上的地震:1700年康定雅拉河M7、1725年康定色拉哈M7.1、1786年四川泸定磨西雅家梗M7.7、1816年炉霍虾拉沱M7.5、1893年道孚乾宁段龙灯M7.2、1904年道孚孔色M7、1923年炉霍仁达-道孚M7.3、1955年康定折多塘M7.5、1973年炉霍雅德M7.6。另外还有多次M6.5以上的强震:1747年炉霍仁达M6.8、1748年康定塔公M6.5、1792年道孚孔色M6.8、1811年炉霍充古M6.8、1967年炉霍M6.8、1981年道孚鲜水M6.9、2022年泸定磨西M6.8。
和龙门山断裂带的休眠很长一段时间一次大震不同,鲜水河断裂带是长期处于活跃期的,并且鲜水河断裂带的强震活动序列呈现前震-主震-余震型地震活动序列,因此未来监测鲜水河断裂带的5级以上地震活动可以对该断裂带未来强震风险有比较明确的了解。目前鲜水河断裂带中-南段四川康定机场—道孚八美—道孚葛卡之间长约100km的区域处于地震破裂的较长轮回区域,属于地震空区,该区域上一次大地震为1893年道孚东南乾宁段龙灯M7.2大地震。近代以来在1972年康定塔公震发生了M5.8震群,可能符合强震填满理论。该区域位于川西重力异常变化梯度带的北部边缘,存在现代以来的小震活动异常低b值段,附近断层有小震空缺段。结合2014年康定发生M6.3和M5.8中强震,以及近年来炉霍白玉等地的中强地震的发生,可以判断上述的康定机场—道孚八美—道孚葛卡之间存在M7-7.3的地震风险。此外,位于三大断裂带(龙门山、鲜水河、安宁河)交汇处的泸定附近,仍可能是应力集中的区域,部分专家认为从汉源汉源湖(大渡河瀑布沟水库)到泸定海螺沟磨西古镇这一区域是三大断裂带应力较为集中的区域(并且还有第四条目前看似暂不活跃的大凉山断裂在参与),未来有可能爆发一次M7-M7.5的大地震。(在本文发布后的2022.9.5泸定磨西附近发生M6.8地震,验证了一定的地震危险性研究,但是此次地震和芦山地震一样,并没有完全缓解泸定到石棉汉源乃至冕宁西昌一带的地震风险,未来该地区的地震风险仍然存在。)
3.安宁河-则木河断裂带
安宁河断裂发育在青藏高原东南缘的横断山脉东侧,该地带构造上属于扬子地台西缘的康滇台背斜,是台背斜轴部南北向构造带的主干断裂之一,北起雅安石棉经过冕宁西昌德昌米易会理,向南方伸入云南大姚元谋一带,长约300多km,北段(石棉至冕宁间)地势构造呈强烈抬升运动,断裂水平位错不明显,地震活动较弱。中段(冕宁至西昌间)为安宁河谷,新构造活动最强。沿安宁河谷东侧的东支断裂全新世至现今该段以抬升差异性升降运动明显。南段(西昌至米易、会理间)新构造活动减弱,以西昌为中心,向南相对抬升。安宁河断裂带南段和会理、攀枝花一带,深部构造复杂。则木河断裂带北起西昌,经普格、宁南,南达云南巧家附近与小江断裂相接,四川境内全长140公里,宽3—5公里。该断裂带北段较窄,南段较宽,与安宁河断裂带并非相交,基本保持斜列关系,与小江断裂带呈斜接,主体由缸窑断裂、大石板-扯扯街断裂、普格-松新断裂、松新-宁南断裂等组成,呈雁列展布。该断裂带形成于印支期,新生代地层受青藏高原地块强抬升运动影响并进一步发展,活动强烈。
安宁河-则木河断裂带历史上发生多次大地震,但是总体活动性并比不上鲜水河断裂带,有记载以来发生的7级以上地震有1480年石棉-冕宁M7.5,1536年冕宁-西昌M7.5,1850年普格M7.5。值得注意的是自上述1480和1536两次7.5级地震后,石棉-西昌段便再未发生7级以上地震,已经形成实际上的地震空区,近代以来冕宁虽然在1913和1952年发生了M6和M6.7级地震,但是并没有完全填满该地震空区。特别是近代以来,西昌-冕宁和冕宁-栗子坪区域出现了M4以上中小地震的活动稀疏段,形成了完全闭锁的断层面。地震活动性参数图像表明,冕宁北部附近和西昌-普格附近都存在异常的低b值区域,表明该区域存在强震的可能性,西昌附近的CBS监测值也表明该地区数值接近临界值,有地震风险,而则木河断裂和小江断裂的斜接处巧家县附近也属于一个地震空区,也需要注意。安宁河-则木河断裂地震预估震级为M7.2-M7.7,受影响的地区有石棉、冕宁、西昌、普格、宁南、会东等地。安宁河断裂南段会理-攀枝花地段于1955和2008年发生了M6.7和M6.1两次地震,该区域内地震活动水平虽然较低,但是仍是需要注意的地区。
川西高原其他区域
1.川滇藏交界区域
川滇藏交界地区主要是金沙江断裂带、理塘断裂带的活动,金沙江断裂带有1870年巴塘M7.2大地震,1989年巴塘M6以上强震群,理塘断裂带有1890年理塘西北M7.1大地震和1948年理塘东南M7.3大地震。而金沙江断裂带巴塘南到云南中甸南的区域一直没有大的地震活动,实际形成了一个地震空区。而理塘断裂带的南段沿着勒曲(河)走向的断裂以及盐源以西的小金河断裂带等部分都存在地震空区,云南宁蒗附近虽在1976年发生了M6以上震群,但是没有彻底释放该处的地震应力,近段时间该地区小震不断,因此这些地震空区或小震群地区仍然有大震风险,预估震级为M7-7.5,影响地区除了盐源外,其他为川藏交界区域和勒曲(河)沿线。
2.大凉山-川滇交界区域
主要是大凉山断裂带、峨边-马边-盐津-昭通断裂带和莲峰断裂带的地震活动,上述地区在1216年发生过绥江西南M7大地震,1974年云南大关M7.1大地震,而峨边-马边地区,马边-雷波地区,以及莲峰断裂带的金阳地区都处于大地震空区范围内。空区内部发生过1970-1973马边震群和1994年沐川M5.7地震,但是地震空区内仍然缺少大地震发生,预估该区域震级为M6.6-M7.2,影响的地区为峨边、马边、雷波等地。
大凉山断裂带十分特殊,作为川滇块体和四川盆地之间差异运动的协调断裂系的组成部分之一,却遭遇和汶川大地震前龙门山断裂带一样的命运:因为没有任何历史的大地震记录、看起来断裂活动性相对于西支则木河断裂似乎更弱因而长期被忽视。对大凉山断裂带古地震历史的了解的不足,给正确认识区域的地震危险性带来了很大的不确定性。而新的研究表明该断裂具有产生6.5级地震的能力,并积累了与7.6级地震相当的能量,指示大凉山断裂带南段及周边区域具有较高的地震危险性。预估大凉山断裂地区的地震震级为M6.8-M7.6,影响范围为石棉、甘洛、越西、昭觉、布施等地。
3.川青甘交界区域
主要是青海玛沁东部,甘肃玛曲、迭部、舟曲、四川若尔盖九寨沟地区,该地区同样属于地震空区和低b值区域,预估震级为M7.3-M7.7。本地区主要是东昆仑断裂带的影响,作为巴颜喀拉地块北边界,东昆仑断裂百年来的破裂长度已经足够大,但其从青海玛沁到四川松潘以北的东昆仑断裂带(包括塔藏断裂等)中强以上地震平静时间已经达到1500年以上,特别是玛沁-玛曲段,未来发震可能性高。
4.阿坝北部区域
主要是岷山断裂带,龙日坝断裂带、马尔康松岗断裂构造。
岷山断裂带由南坪—维古断裂、松潘断裂、岷江断裂、虎牙断裂、松坪沟断裂等构成,历史上发生过1713年茂县北M 7.2大地震和1933年叠溪M7.5大地震,1976四川松潘-平武M7.2震群大地震,2017年九寨沟M7大地震。历史上也发生过多次M6的强震,其中岷江断裂北部和龙日坝断裂带一起构成了红原-松潘地震空区,该空区有M7左右地震风险。马尔康地区主要是龙日坝断裂和松岗断裂交叉部分,该部分处于巴颜喀拉块体内部,地震活动强度不会太高,历史上有1989年马尔康东南M6.6强震和2022年马尔康西北M6震群。
四川盆地内部区域
1.龙泉山断裂带
龙泉山断裂带位于成都平原东侧,北起中江,南到乐山,龙泉山的隆起是由于龙门山造山带负荷加剧,导致成都盆地内部岩石圈弯曲下沉后均衡调整的产物。新的研究结果显示龙泉山断裂带已经过了活动最强烈的成长期,进入了相对稳定的定型期,与龙门山构造带相比较,龙泉山断裂带的变形程度和断裂活动性都远远低于龙门山构造带,由此推测龙泉山断裂带不太可能发生M6以上强震。龙泉山及周边地震活动的空间分布不均匀,断裂活动对龙泉山断裂周边的地震孕发具有一定的控制作用。历史上研究区曾多次中小地震,但破坏性地震仅发生一次,表明龙泉山断裂是具有发生中强地震能力的地震构造。然而在龙泉山断裂带地表处形成了断裂传播褶皱,使得断裂的滑动量大部分由传播褶皱吸收,发生大地震的可能性很小,结合构造模拟实验结果认为潜在地震能力在5.5级左右。但该断裂带为一区域性断裂,做为新构造单元划分的边界之一,并且也具备发生中强地震的构造条件,所以认为其最大发震能力预估为M6-M6.5,一般活动为M3-4,影响地区有中江、金堂、龙泉驿、仁寿、青神、乐山。
其有记录的最大地震是1967年仁寿县大林M5.5地震,最近的有2002年仁寿县高家M4.6地震、2020年青白江区人和M5.1地震,以及2022年的乐山M3.2震群。
2.蒲江-新津断裂
该断裂南段沿成都平原南端的总岗山(亦称长秋山)西坡延伸,构造型式与龙泉山断裂类似,断层面主体东倾,总岗山地块沿断裂向西逆冲。该断裂进入成都平原中央以及成都主城区后,隐伏于巨厚的岷江等河流冲积扇的砂砾层之下。该断裂的活动性也较弱,其滑动速率每年约0.03至0.05毫米,与龙泉山断裂相似。有记录的最大地震是1962年洪雅M5.1地震,历史上还有1734年蒲江M5地震,1943年成都主城区M4.5地震,2022年丹棱M4.3地震等。该断裂最大发震能力预估为M5.5-M6.0,一般活动为M3-4,影响地区为广汉、成都城区、新津、蒲江、洪雅等地。目前的成都市区建筑基本都可以满足预防该断裂的地震。
3.荣县-威远断裂带
荣县-威远断裂带也叫做犍为-资中断裂带,荣县-威远断裂带西南起自四川乐山犍为县,经荣县,威远县,直至资中县东南和内江市西北之间的区域。 该区域地质构造褶皱基底为威远隆起花岗岩基底,埋深3—4 km,地表出露的地层主要是三叠纪上统须家河组至侏罗纪中统上、下沙溪庙组砂岩。短轴鼻状褶曲群上发育一些逆冲断层,NE向荣县—威远隐伏基底大断裂从此地区通过;该断裂位于威远穹窿(又称荣威穹窿,地貌总面积约642平方公里,是四川唯一的三叠纪地质整体出露区域,也是全球最大的穹窿地貌区)南侧,是自流井凹陷向威远隆起过渡的边界断裂,西起犍为金石井镇,向东经荣县、威远至内江银山镇,全长约200km,2018-2019年该断裂带曾经频繁活动,2019年月24日、25日四川荣县接连发生M4.7、M4.3、M4.9地震,2019年9月8日四川内江威远县M5.4地震和2019年12月18日内江资中县M5.2地震。
该断裂的最大发震能力为M5.5左右,一般活动为M3-4,影响地区为犍为、荣县、威远、资中。
4.华蓥山断裂带
华蓥山断裂带位于四川盆地和云贵高原的交界,华蓥山断裂带是四川境内最长的断裂带之一,华蓥山断裂带西南起自四川宜宾市高县附近,经宜宾市市区,南溪区,富顺县,泸县,隆昌市,重庆荣昌区,永川区,江津区,璧山区,大足区,铜梁区,北培区,渝北区,合川区,华蓥市,邻水县,大竹县,渠县,达州市,宣汉县直至万源市附近。华莹山断裂带全长接近600千米,在重庆市西侧还有多条分支断裂呈现平行分布,根据官方历史地震数据显示1500年以来华蓥山断裂带上唯一一次6级以上的地震就是2021年9月16日四川泸州市泸县M6地震,而1500年以前未记载有6级或者6级以上地震记录。该断裂主要活动性为西南段,而中北段的活动性不强。中北段最大地震为的1986年邻水M3.5地震。南段历史上还发生了1610年高县M5.5地震,1892南溪M5地震,1896年富顺M5.8地震,1959富顺M5地震。而在重庆境内的地震活动主要集中在荣昌,1989年渝北附近也发生过M5.2M5.4左右地震。
该断裂最大发震能力为M6-M6.5,一般活动为M3-4,而且主要影响地区为南部:宜宾、富顺、南溪、泸县、隆昌、荣昌。
5.珙县-兴文断裂带
珙县-兴文-古蔺断裂,该断裂经过珙县长宁兴文叙永古蔺。当然该地区断裂细分的话很复杂,主要有:一是北东方向的大地湾断层;二是东东北向的瓦房山断层。三是北西向的大佛崖断层,东北侧尚有多条断层分布。这些断层分布在长宁背斜内部或一旁,最近几年活动频繁。该断裂近年来最大地震是2019年6月17日长宁M6.0地震。该断裂属于板块内断裂,虽然地震比较频繁,但是发生M6.5以上地震可能性极小,基本上不存在这种应力积累。
该断裂最大发震能力为M6,一般活动为M3-5,影响地区为长宁、兴文、叙永、古蔺。
全国其他地区地震情况简述
以下内容也是中国地震局地震预测研究所牵头的各大省区地震局参与的M7专项工作组的研究成果作出的中-长期地震危险性预测,这里只是做个简述,
华北地区
华北地区经历上个世纪50-70年代的地震活跃期后,目前暂时处于较为平静的阶段。华北地区地震带主要有
山西构造带:512年山西代县M7.2大地震、1038年山西沂州M7.2大地震、1102年山西太原M6.5强震、1303年山西洪洞M8大地震、1626年山西灵丘M7大地震、1683年山西原平M7大地震、1695年山西临汾平阳M7.5~8大地震
河套地区构造带:849年内蒙古包头东部M7.7大地震、1926年内蒙古毕克齐M6强震、1976年和林格尔M6.2强震、1996年内蒙古包头M6.4强震
张家口-渤海构造带:1057年北京大兴M6.8强震、1484年北京居庸关M6.8强震、1720年河北沙城-涿鹿M6.8强震、1665年北京通州M6.5强震、1679年北京平谷M8大地震、1730年北京昌平M6.5强震、1976年河北唐山滦县M7.8M7.1双震大地震、1976年天津宁河M6.9强震
河北平原构造带:777年辛集M6.2强震、1882年深州-深泽M6.1强震、1966年河北邢台M7.2双主震、1068、1144、1967年河北河间周期性M6.5强震
郯庐地震构造带:1597年渤海M7大地震,1668年山东郯城M8.5特大地震、1888年渤海湾M7.5大地震,1969年渤海M7.3大地震、1975年辽宁海城M7.3大地震
磁县-菏泽地震带:1830年河北磁县M7.5大地震、1937年山东菏泽M7大地震
等组成。
目前根据地震空区理论、地震活动性参数b值图像、AMR现象分析等工作,对华北地区的以下部分作出了中长期地震风险预测:
晋冀蒙交界地区:大同南到涿鹿西,包括怀仁、怀安、天镇、阳高、大同一带。
渤海湾地区:包括历史上多次发生地震的渤海地区。
雄县-大城地区:包括雄县、霸县、文安、静海、大城一带。
石家庄-邯郸地区:包括石家庄邢台邯郸及其中间的县市。
侯马北-运城东地区:包括襄汾、侯马、闻喜、夏县、运城一带。
冀豫交界区:包括菏泽-大名-汤阴-新乡一带。
上述地区存在一定的地震破裂空区、低b值区、加速矩释放异常,存在一定的中长期地震风险。
预估震级为M6.5-M7.5不等,与当地断裂构造规模有关。
陕甘宁地区
陕甘宁地区是南北地震带北段地区,是我国地震活动比较剧烈的地区,主要有以下构造带:
渭河地震构造带:1501年陕西朝邑M7地震,1556年陕西华县M8特大地震
东祁连山-六盘山构造带:1219年宁夏固原M7大地震、1306年宁夏固原开城7.2级大地震、1540年青海门源M7大地震、1561年宁夏红寺堡东部M7.3大地震、1622年宁夏同心-海原M7大地震、1709年宁夏中卫M7.5大地震、1888年甘肃景泰M7大地震、1920年宁夏海原M8.5特大地震、1927年甘肃武威古浪M8特大地震,1954年甘肃山丹M7.3大地震、1954年甘肃民勤M7大地震、2022年青海门源M6.9强震
银川-吉兰泰断陷带:1143年和1447年宁夏永宁灵武M6.7和M6.5强震、1739年宁夏银川平罗M8特大地震、1976年乌海西北M6.2强震
陇中盆地构造带:1125年甘肃兰州M7大地震、1352年甘肃定西会宁M7大地震、1590年甘肃永靖M6.7强震
秦岭构造带:743年甘肃天水M7.2大地震、1573年甘肃岷县M6.8强震、1654年甘肃天水礼县M8特大地震、1718年甘肃天水甘谷M7.3大地震、1879年甘肃武都文县M8特大地震、1936年甘肃康乐M6.7强震、2013年甘肃岷县漳县M6.6强震
目前根据地震空区理论、地震活动性参数b值图像、AMR现象分析等工作,对陕甘宁地区的以下部分作出了中长期地震风险预测:
同心-灵武地区:主要包括吴忠、红寺堡、中宁、同心地区。
天祝-大靖地区:主要包括景泰、天祝、古浪之间的地区。
秦岭西段地区:主要包括了卓尼、临潭、合作、临夏、渭源、康乐、和政等地。
六盘山南段和秦岭东段交汇区:主要是平凉、天水、宝鸡间形成的三角区域,包括华亭、陇县、清水、张家川、千阳等地。
内蒙古磴口-五原区:主要有巴彦淖尔、临河等地。
预估震级为M6.2-M7.6不等,与当地断裂构造规模有关。
云南地区
云南地区作为南北地震带南段,同样地震活动剧烈,主要有以下地震带:
滇东地震带(主要是小江断裂带活动):1500年云南宜良M7.1大地震、1606年云南建水M6.8强震、1713年云南寻甸M6.8强震、1725年嵩明M6.8强震、1733年云南会泽东川M7.8大地震、1789年云南华宁M7大地震、1799云南石屏M7大地震、1833年云南嵩明-杨林M8特大地震、1887年云南石屏M7大地震、1913年云南峨山M7大地震、1919年云南华宁-弥勒M6.5双主震、1966年东川M6.5强震、1970年云南通海M7.7大地震、1974年云南大关M7.1地震,2014年云南鲁甸M6.5强震
金沙江-元江地震带:1515年云南永胜M7.7大地震、1652年云南弥渡M7大地震、1680云南楚雄M6.7强震、1925年云南大理M7大地震、1481-1951年云南剑川四次周期性M6.6强震、1962年云南南华M6.5强震、1996年云南丽江M7.0大地震、2021年云南大理漾濞M6.4震群
滇西南地震带 :1941年云南耿马大寨M7大地震、1941年云南勐海澜沧M7大地震、1950年云南勐海M7大地震、1952云南澜沧M6.5强震、1976年云南龙陵M7.3和M7.4双主震大地震、1995年云南孟连M7.3大地震、1988年云南澜沧-耿马M7.6M7.2双主震大地震、2011年缅甸M7.2大地震、2011-2014年云南盈江M6震群
目前根据地震空区理论、地震活动性参数b值图像、AMR现象分析等工作,对云南地区的以下部分作出了中长期地震风险预测:
小江断裂带区域:北段巧家-东川南之间主要包括巧家、会泽、东川、寻甸,南段的通海南部、建水、元阳北部一带。
元谋-楚雄-易门区域:包括了元谋、牟定、楚雄、双柏、易门地区。
红河中南段区域:包括南涧、镇沅、景东、新平、元江、红河、元阳、河口。
宾川地区:覆盖祥云、宾川一带。
中甸断裂-小金河断裂地区:包括德钦县、梅里雪山、香格里拉、玉龙雪山、宁蒗一带。
大盈江断裂和瑞丽地区:包括腾冲、芒市、瑞丽、梁河一带(本身应该包含盈江但是盈江在工作完成后的于2011-2014年连续发生6级左右地震而填空排除)。
预估震级为M6.6-M7.6不等,与当地断裂构造规模有关.
西北地区
西北地区作为青藏高原北缘地区,受到印度洋板块推挤,构造活动强烈,具有强烈地震的发生背景,主要有以下构造带:
北天山构造带:1716年新疆昭苏M6.5强震、1812年新疆尼勒克M8特大地震、1842年新疆巴里坤M7大地震、1906新疆昭苏伊犁河谷M7.3大地震、1906年新疆沙湾-玛纳斯M7.7大地震,1914年新疆巴里坤-木垒哈萨克M7.5大地震、1931年新疆富蕴M8特大地震,1944年新疆新源东北M7.2大地震、1965年新疆乌鲁木齐M6.6强震、2017年新疆精河M6.6强震
南天山构造带:1893年新疆新河M6.7强震、1902年新疆阿图什M8.2特大地震、1927年新疆和静巴音布鲁克M6.8强震、1949年新疆库车M7.3强震、1959年新疆阿克苏边界M6.7强震、1961年新疆伽师M6.8强震群、1983年新疆乌恰托云M6.7强震群、1991年新疆柯坪M6.4强震、1996-97年新疆伽师M6.8强震群、2003年新疆伽师-巴楚M6.8强震、1969-2005年新疆乌什三次周期性M6.5强震、2020年新疆伽师M6.4强震
西昆仑山构造带:1895年新疆塔什库尔干M7大地震、1902年新疆皮山南M6.8强震、1944年新疆阿克陶西南M7大地震、1955年新疆乌恰边境M7双主震大地震、1985年新疆乌恰-疏附M7.4大地震、1996年新疆和田地区昆仑山口M7.1大地震、2008年乌恰西边境M7大地震,2008年新疆于田地区M7.3大地震
东昆仑-巴颜喀拉山构造带:1320年四川德格甘孜石渠交界M7.7大地震、1738年青海玉树M7.5大地震、1854年四川德格马尼干戈M7.8大地震、1866年四川甘孜M7.3大地震、1896年四川石渠奔达M7.3大地震、1902年青海M6.9强震、1937年青海玛多北M7.5大地震、1947年青海达日西南M7.7大地震、1963年青海M7大地震、1977-1987青海茫崖三次周期性M6.7强震、1990年青海共和M7.0地震、2001年青海昆仑山口可可西里M8.1大地震、2010年青海玉树M7.1大地震、2021年青海玛多M7.4大地震
阿尔金-西祁连山构造带:1430年阿尔金山脉新疆青海交界处M7.8大地震、1609年甘肃酒泉红崖堡M7.3大地震、1785年甘肃玉门M6.7强震、1932年甘肃玉门昌马堡M7.6大地震、1933年新疆若羌-且末M6.8强震、1993新疆阿尔金山脉M6.6强震、2003年德令哈M6.6强震
目前根据地震空区理论、地震活动性参数b值图像、AMR现象分析等工作,对西北地区的以下部分作出了中长期地震风险预测:
南天山西段区:柯坪、阿克苏、乌什、皮羌一带。
南天山中段区:拜城一带。
南天山东段区:库尔勒-兴地一带。
北天山中段区:主要是伊犁盆地北缘地区。
其他值得注意区域:博格达-鄯善一带、乌恰以西一带、阿克塞-肃北-玉门一带、甘肃青海交界的肃南-祁连-海北-刚察-海晏一带,昆仑山口-玛多一带、柴达木盆地德令哈-乌兰一带,玉树以西到-治多-可可西里东南一带。
东南沿海
东南沿海地区作为环太平洋地震带延伸,仍然有一定的强震风险。
主要强震有1600年广东南澳沿海M7大地震、1604年福建泉州沿海M7.5~8大地震、1607年福建泉州M6~7强震、1605年海南琼山M7.5大地震、1878年南海北部M6.5强震、1918年广东南澳M7.3M6.7双主震大地震、1951年台湾花莲M7.1M7.3双主震大地震、1994年台湾海峡M7.3大地震、1999年台湾南投集集M7.6大地震。
东南沿海目前最主要关注的还是福建漳浦-厦门沿海的滨海断裂带,根据地震空区,异常低b值、GPS测量应力积累、重力变化测量分析、该地区有M7左右的地震风险存在。
另外是台湾地区,作为环太平洋地震带组成的部分、地震情况十分活跃,岛内断裂的潜在地震能力为M7.5-M8,而台湾以东洋面俯冲带上的潜在地震能力为M8-M9。
西藏地区
西藏作为和亚欧板块和印度洋板块碰撞直接影响的地区,地震活动十分剧烈,是我国特大地震发生最多地区之一。但是因为地质和地球物理基础调查研究薄弱,历史地震资料不完整,现代地震监测能力差、地壳形变与重力流动观测不足等因素导致对其地震危险性的研究不足,下面仅仅根据其现有活动构造,有限的InSAR研究结果和部分历史地震资料来做的危险区判断,作一些参考。
部分历史地震资料:1806年西藏错那M7.5大地震、1833年西藏聂拉木M8特大地震、1871年西藏错那-洛扎M7.5大地震、1883年西藏普兰M7大地震、1950年西藏察隅-墨脱M8.6特大地震、1951年西藏当雄M8特大地震、1952年西藏当雄东北M7.5大地震、1997年西藏玛尼M7.9大地震、2008年西藏改则M6.9强震、2008年西藏当雄M6.6强震、2015年尼泊尔-西藏日喀则吉隆县M8.1,M7.1,M7特大地震、2017年西藏米林M6.9强震
中长期地震预测:
嘉黎断裂带东部空段:包括那曲东部、当雄东部、嘉黎、林芝、波密、察隅。
日干配错、格林错空段:包括改则以东、尼玛等地。
喀喇昆仑南侧危险区:包括日土、噶尔、札达、革吉西、普兰。
喜马拉雅中段危险区:包括仲巴、萨嘎、吉隆等地。(由于2015尼泊尔-吉隆大地震的发生,该危险区基本上可以排除)
喜马拉雅东段危险区:包括定结、岗巴、康马、江孜、浪卡子、洛扎、措美、错那等地(喜马拉雅中东段大地震在未来发生最大震级可以达到M8.5以上,参考1950察隅-墨脱大地震)
成果地图制图(粗略)
将以上地震危险区粗略标记在地图上便得到如下地图,注意,因为是粗略标记,所以仅做参考,此外在几个红圈相隔较为近的地区也是有可能发生较大地震的(特别是对于四川地区的几个连成一片的断裂带),并且由于目前人类研究水平有限,不代表未被划入危险区的地方就不可能发生大地震,也不代表划入危险区的地方一定会发生大地震,都只是概率问题。西藏地区资料不完善,仅上文提供了参考区域,没有在图中划分危险区,台湾地区由于长时间处于地震活跃区,因此没有划定危险区。
中-长期大地震危险性参考粗略地图(M>6.5)
参考文献:
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【6】付小方,等.汶川大地震同震断裂及地震地质灾害【M】.科学出版社,2011
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