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一、中国大陆动力环境
中国大陆位于地中海-喜玛拉雅地震带与太平洋地震带之间,长期受到太平洋板块、印度洋板块、菲律宾板块的积压和俯冲,使中国大陆处于几个板块共同作用的力场内,并在中国大陆周边形成了四个敏感触角地带,即兴都库什-西天山、缅甸弧、东北深震区-日本海沟和台湾地区(图1)。
1900年以来,中国大陆及台湾地区共发生7.0级以上强震123次,在空间分布上表现为西强东弱,主要分布在青藏块体
图1 中国大陆周缘四个动力触角
及其周缘、新疆北部的天山地震带、南北地震带、华北地区和东北深震区(图2)。有研究资料表明,缅甸弧、兴都库什地区强震活动与大陆西部强震活动有关联。台湾地区与东北深震区强震活动与大陆东部地震活动联系密切。
进入21世纪,中国大陆西部相继发生了2001年昆仑山口西8.1、2008年新疆于田7.3、四川汶川8.0和2010年青海玉树7.1等一系列强震,显示了印度板块对中国大陆的挤压作用在增强。而中国大陆东部中强地震异常平静,尤其是东部的大华北地区。针对这一情况,我们对近期中国大陆西部强震活动对东部的大华北地区地震形势的影响做进一步分析。
图2 1900年以来中国大陆及台湾地区7.0级以上地震震中分布图
二、中国大陆西部强震活动对大华北地区的影响
按构造地块的划分,以南北构造带为界(东经105°),将中国大陆分为东、西两部分。地质学研究结果认为,印度板块向北俯冲、推挤是我国西部块体褶皱运动和变形的根源,也是中国大陆西部地震频发的主要动力来源。在其作用下,青藏高原在近南北向压缩、抬升、地壳增厚的同时,存在着东西向的延伸,并推挤东邻块体,将作用力传递到中国东部地区,其中最大的向东滑移发生在青藏亚板块。这一结果与GPS观测结果是一致的。由此可见,西部块体向东滑移所引发的强震,对我国东部地震形势会产生重要影响。
统计资料表明,中国大陆强震呈现西多东少、西强东弱的特征,两地区强震以 9:1的比例分布。1900年以来,我国西部发生Ms≥7.3级地震34次,大华北地区Ms≥5.5级地震60次。对比两地区M-t图(图3),发现二者在时间上都呈现同期活跃和平静的特征。两地区都存在4个活动时段,西部地区活动时长12±5年,平静时长14±5年。大华北地区活动时长14±6年,平静时长10±4年。从时间上看,大华北地区强震活越期明显提前于大陆西部3-6年(表1)。
图3 中国大陆西部Ms>7.3级与大华北Ms>5.5级M-t图对比
表1 大陆西部与大华北地区强震活动时段统计表
区域、震级
活动特点
活跃时段1
活跃时段2
活跃时段3
活跃时段4
。。。
西部
Ms≥7.3
起始时间
1920-1937
1947-1955
1969-1976
1995-2008
?
(己平静
4年)
持续时间
17
8
7
13
地震个数
9
9
6
7
最大地震
8.5
8.6
7.8
8.1
大华北
Ms≥5.5
起始时间
1917-1937
1944-1952
1966-1983
1989-1999
?
(己平静
15年)
持续时间
20
8
17
10
地震个数
17
6
29
8
最大地震
7.0
6.8
7.8
6.4
在第一活跃时段内,两地区地震活动分别持续了17、20年,大华北地区地震活动提前于西部3年并同时结束。第二时段两地区的地震活动均持续了8年,大华北地区地震活动提前于西部3年。第三时段两地区地震活动分别持续了7、17年,大华北地区地震活动提前于西部3年,结束却比西部晚7年。第四时段两地区地震活动分别持续13、10年,大华北地区地震活动提前于西部6年,结束比西部提前10年。第四次活跃结束至今,大华北地区5.5级以上地震已平静了13年(达到统计最大值),西部7.3级以上地震也平静了4年。综合大华北地区5.5级以上地震长时间平静和其活跃期提前于西部的规律,认为大华北地区很可能会在未来1-2年内迎来下一个中强地震活跃时段。
从空间分布上看,第一时段西部强震主要分布在青藏块体北部和东部边缘。大华北地区地震则主要分布在鄂尔多斯块体周缘、郯庐地震带(图4)。第二活跃时段西部地区强震主要分布在青藏块体东南缘。大华北地区地震活动主要集中在郯庐地
图4 中国大陆西部与大华北地区第一时段地震活动空间分布
震带,鄂尔多斯块体周缘无中强地震发生(图5)。第三活跃时
段西部地区强震活动较分散,主要分布在南北地震带南端和青
藏块体内部,且强度较弱。大华北地区地震活动集中在鄂尔多斯块体周缘、河北平原地震带和环渤海地区。(图6)。第四活跃
图5 中国大陆西部与大华北地区第二时段地震活动空间分布
图6 中国大陆西部第三时段地震活动空间分布
时段西部强震主要分布在巴颜喀拉地块边缘。大华北地区地震活动分布在鄂尔多斯块体周缘(图7)。对比前四次活跃,大华
图7 中国大陆西部第四时段地震活动空间分布
北地区的鄂尔多斯块体周缘有三次出现不同程度的活跃。认为在即将迎来的下一个大华北地区中强地震活跃时段,发震地点很可能会在鄂尔多斯块体周缘地区。
综合以上分析认为:中国大陆西部特大地震的活动与大华北地区中强地震活动在时间上具有准同步性,目前华北5.5级以上地震平静已达历史统计最大值,未来大华北地区新一轮中强地震活跃时段即将到来。
中国大陆位于地中海-喜玛拉雅地震带与太平洋地震带之间,长期受到太平洋板块、印度洋板块、菲律宾板块的积压和俯冲,使中国大陆处于几个板块共同作用的力场内,并在中国大陆周边形成了四个敏感触角地带,即兴都库什-西天山、缅甸弧、东北深震区-日本海沟和台湾地区(图1)。
1900年以来,中国大陆及台湾地区共发生7.0级以上强震123次,在空间分布上表现为西强东弱,主要分布在青藏块体
图1 中国大陆周缘四个动力触角
及其周缘、新疆北部的天山地震带、南北地震带、华北地区和东北深震区(图2)。有研究资料表明,缅甸弧、兴都库什地区强震活动与大陆西部强震活动有关联。台湾地区与东北深震区强震活动与大陆东部地震活动联系密切。
进入21世纪,中国大陆西部相继发生了2001年昆仑山口西8.1、2008年新疆于田7.3、四川汶川8.0和2010年青海玉树7.1等一系列强震,显示了印度板块对中国大陆的挤压作用在增强。而中国大陆东部中强地震异常平静,尤其是东部的大华北地区。针对这一情况,我们对近期中国大陆西部强震活动对东部的大华北地区地震形势的影响做进一步分析。
图2 1900年以来中国大陆及台湾地区7.0级以上地震震中分布图
二、中国大陆西部强震活动对大华北地区的影响
按构造地块的划分,以南北构造带为界(东经105°),将中国大陆分为东、西两部分。地质学研究结果认为,印度板块向北俯冲、推挤是我国西部块体褶皱运动和变形的根源,也是中国大陆西部地震频发的主要动力来源。在其作用下,青藏高原在近南北向压缩、抬升、地壳增厚的同时,存在着东西向的延伸,并推挤东邻块体,将作用力传递到中国东部地区,其中最大的向东滑移发生在青藏亚板块。这一结果与GPS观测结果是一致的。由此可见,西部块体向东滑移所引发的强震,对我国东部地震形势会产生重要影响。
统计资料表明,中国大陆强震呈现西多东少、西强东弱的特征,两地区强震以 9:1的比例分布。1900年以来,我国西部发生Ms≥7.3级地震34次,大华北地区Ms≥5.5级地震60次。对比两地区M-t图(图3),发现二者在时间上都呈现同期活跃和平静的特征。两地区都存在4个活动时段,西部地区活动时长12±5年,平静时长14±5年。大华北地区活动时长14±6年,平静时长10±4年。从时间上看,大华北地区强震活越期明显提前于大陆西部3-6年(表1)。
图3 中国大陆西部Ms>7.3级与大华北Ms>5.5级M-t图对比
表1 大陆西部与大华北地区强震活动时段统计表
区域、震级
活动特点
活跃时段1
活跃时段2
活跃时段3
活跃时段4
。。。
西部
Ms≥7.3
起始时间
1920-1937
1947-1955
1969-1976
1995-2008
?
(己平静
4年)
持续时间
17
8
7
13
地震个数
9
9
6
7
最大地震
8.5
8.6
7.8
8.1
大华北
Ms≥5.5
起始时间
1917-1937
1944-1952
1966-1983
1989-1999
?
(己平静
15年)
持续时间
20
8
17
10
地震个数
17
6
29
8
最大地震
7.0
6.8
7.8
6.4
在第一活跃时段内,两地区地震活动分别持续了17、20年,大华北地区地震活动提前于西部3年并同时结束。第二时段两地区的地震活动均持续了8年,大华北地区地震活动提前于西部3年。第三时段两地区地震活动分别持续了7、17年,大华北地区地震活动提前于西部3年,结束却比西部晚7年。第四时段两地区地震活动分别持续13、10年,大华北地区地震活动提前于西部6年,结束比西部提前10年。第四次活跃结束至今,大华北地区5.5级以上地震已平静了13年(达到统计最大值),西部7.3级以上地震也平静了4年。综合大华北地区5.5级以上地震长时间平静和其活跃期提前于西部的规律,认为大华北地区很可能会在未来1-2年内迎来下一个中强地震活跃时段。
从空间分布上看,第一时段西部强震主要分布在青藏块体北部和东部边缘。大华北地区地震则主要分布在鄂尔多斯块体周缘、郯庐地震带(图4)。第二活跃时段西部地区强震主要分布在青藏块体东南缘。大华北地区地震活动主要集中在郯庐地
图4 中国大陆西部与大华北地区第一时段地震活动空间分布
震带,鄂尔多斯块体周缘无中强地震发生(图5)。第三活跃时
段西部地区强震活动较分散,主要分布在南北地震带南端和青
藏块体内部,且强度较弱。大华北地区地震活动集中在鄂尔多斯块体周缘、河北平原地震带和环渤海地区。(图6)。第四活跃
图5 中国大陆西部与大华北地区第二时段地震活动空间分布
图6 中国大陆西部第三时段地震活动空间分布
时段西部强震主要分布在巴颜喀拉地块边缘。大华北地区地震活动分布在鄂尔多斯块体周缘(图7)。对比前四次活跃,大华
图7 中国大陆西部第四时段地震活动空间分布
北地区的鄂尔多斯块体周缘有三次出现不同程度的活跃。认为在即将迎来的下一个大华北地区中强地震活跃时段,发震地点很可能会在鄂尔多斯块体周缘地区。
综合以上分析认为:中国大陆西部特大地震的活动与大华北地区中强地震活动在时间上具有准同步性,目前华北5.5级以上地震平静已达历史统计最大值,未来大华北地区新一轮中强地震活跃时段即将到来。