地震的时空特征
在山东半岛城市群地震活动研究区,从公元前70年到2005年有记录。
在山东半岛城市群地震活动研究区,从公元前70年到2005年有记录。
山东半岛城市群地区地质生态环境与可持续发展研究
7-7.9级地震24次,其中7-7.9级地震2次,6-6.9级地震6次(其中6级地震2次在研究区内,但不在山东半岛城市群8个直辖市所辖区域内),5-5.9级地震10次,4.7-4.9级地震6次。从1970到10月的1到2005年2月的1这36年间,本研究区仪器记录到ML≥2.0的地震有1736次,其中M ≥ 5.0 ~ 5.9的地震有3次。历史上这一带最大的地震是公元前70年诸城、长乐7级地震和1548渤海海峡7级地震。该地区自1970年以来最大的地震是1992年发生在青岛东南海域的5.3级地震。从以上地震来看,山东半岛城市群地区是历史上6级以上强震的多发地,其中潍坊市发生7级地震1次,山东半岛城市群地区地质生态环境与可持续发展研究。
M = 1次地震;烟台市发生7级地震1次;威海市辖区发生6级以上地震1次;青岛东南海山东半岛城市群地质生态环境与可持续发展研究
发生了1次M = 0的地震。山东半岛城市群八市所辖地区或附近发生过5 ~ 5.9级破坏性地震,表明该地区是地震活跃区。1970以来的地震仪器记录表明,山东半岛城市群地区继承了历史地震活动的基本特征,是中小地震和震群的高发区,平均每年约发生3级以上地震10次,4级以上地震1次,地震活动问题不容忽视(见摘要图10)。二、山东地区地震活动的空间分布特征
山东位于华北南部,北北东、北西-北西向两组地震带中有多组涉及或穿过山东省,地震活动服从华北的一般活动规律。空间分布也具有与大区域一致的主要特征,即震中分布的分带性和集群性。以下是对这两个特点的详细分析。
1.地震分布区划和地震带(区)的划分
4.75级以上地震的历史分布图可以很好地显示地震的分带性(图2-2)。山东地区可分为五个地震带(区),描述如下:
1)沂沭地震带:贯穿山东中部,南起江苏郯城、新沂,北至莱州湾。地震沿东北部的沂沭断裂带主断层及其西北部的分支分布,属于郯庐地震带的中段。该地区历史上发生过两次7级以上地震,其中郯城8.5级地震1668,为强震活动带。其主要特点是地震烈度高、频率低、重复周期长,地震明显受断裂带控制。
2)辽考地震带:位于鲁西,南起河南兰考,北至聊城、禹城。地震沿东北聊城-兰考断裂带分布,是华北平原地震带的东缘。历史上发生过1级7级地震和数次6级以上地震,是山东内陆继沂沭带之后的又一个强震区。该区地震活动的主要特点是中强地震的重复性、地震序列衰减慢、波动大。
图2-2山东沿海(公元前70 ~ 1990年)主要活动断裂及4.75级以上地震分布
3)蓬莱-威海地震带:位于胶东半岛北部及其海域,沿渤海-蓬莱-威海断裂带的西北部。东南起威海南部,西北至天津附近的渤海湾,是华北地区怀来-京津-烟台地震带的东段。该带历史上曾发生过4次7级以上强震,但都发生在庙岛群岛以西海域,东部仅发生过中等地震和一些中小震群。因此,该带可以庙岛群岛为界分为两段。西段是强震多发段,东段是中小震群多发段。这两段的地震活动特征是不同的。
4)惠民-临朐地震带:位于山东北部,夹在沂沭、辽考地震带之间,东南起青州、临朐,西北至惠民,主要沿西北方向的宜都断裂分布。历史上没有发生过7级以上的强震,但6级左右的中强地震较多,所以是中强地震带,很少发生中小震群。中强地震的特点是成组(对)发生,即一次地震后,间隔半年至1 ~ 2年或2 ~ 3年又发生一次地震,然后转为平静,孤立地震似乎更多。
5)济宁-临沂地震带:位于山东省中南部,东南起临沂、苍山、枣庄,西跨济宁至巨野、盐城,为东南-西北地震带。与沂沭地震带相交的苍山-尼山、新泰-蒙阴两条北西向活动断裂,西部一些北西向、东西向、南北向的小型构造从中穿过,地表切割比较破碎,容易形成一些应力集中点,多数发生中小地震,最大地震为6级。另外,黄海地震带北段位于山东东部,史料记载不全,对山东省区影响不大。
从地震带的走向可以看出,它们主要沿两个方向发展,即NNE向和NW-NW向,与现代活动断裂走向一致,受活动断裂控制,与区域应力场方向协调,表明地震活动是山东半岛城市群现代构造活动在NE-NE向压应力和NW-NW向拉应力作用下的延续或表现。
这两个方向的地震带(现代弱地震可以进一步划分)相互交汇,形成一个破碎的网络,相互影响、相互作用,有时从东到西,有时从南到北,形成了该地区独特的地震活动动态图像。
2.历史地震区地震分布的聚集性和地震的长期活动性
除了明显的条带状和网状分布特征外,地震震中也有集群,有三个集群有明显的中强地震。
一个是菏泽附近地区,在不到一平方英里的范围内发生了78次5级以上地震。这里是1937 M7地震的震中,位于现代活动断层——辽考带的南端。自1937以来,共发生4次M > 5级地震,震中相对集中。震中集群的原因可能是由于该地区现代构造活动强烈,且该地区多组断层交汇,结构复杂,容易快速积聚能量,形成重复地震。
二是淄博附近,这里中强地震的丛集性很高,但这些地震主要发生在1484之前,1484之后丛集现象不明显。
三是胶东东北部沿海丛带区,震中主要为带状丛带,与西北和东北构造交汇、构造活动强烈有关,也可能与历史地震区长期地震活动有关。
第三,地震活动的时间分布特征
1.地震发生时间的节律
(1)地震的周期性
地震在时间轴上的分布是非均匀的,表现出相对活跃期和相对平静期交替的韵律特征。根据M ≥ 6地震的相对烈度,华北地震区(34 ~ 42 N,107 ~ 124° E)自公元1000年以来大致可分为四个地震活动期;第一个活动期从公元1000年前的某个时间开始到1068年,第二个活动期是1209 ~ 1368年,第三个活动期是1484 ~ 1730年,第三个活动期是18655年。山东半岛城市群地区地震的时间分布受华北地震区地震韵律特征的制约,也具有一定的周期性。
图2-3显示了公元1000年以来山东半岛城市群及其邻近地区的地震M-T图。从图中可以看出,华北地区地震活动的第一、第二时段只有少量的5级地震活动。第三、四期发生6、7级地震。
图2-3山东半岛城市群及邻区MS≥4.7级地震的M-T图。
(2)地震的幕式活动
研究表明,在200-300年尺度的地震活动期中,可进一步划分为若干个约20-20年的地震活跃期和间隔120-20年的相对平静期。这种过去一二十年的阶段性地震活动,是未来一二十年地震预测的主要依据。由于幕式地震活动一般与地震区或大规模地震活动带的特征有关,而山东半岛城市群地区主要属于郯庐地震活动带,因此本文重点分析对该地区地震活动影响最大的郯庐地震带的幕式地震活动特征。需要注意的是,燕山-渤海地震带与郯庐地震带部分合并,为避免重复统计,不考虑作为独立的地震统计单元。
利用有序样本的聚类分析方法(又称最优分割法),对郯庐地震带第三、第四活跃期的地震活动场景和静态场景进行了划分,结果见汇总表2。各种幕布活动的特点如下:
地震活动第三阶段,郯庐地震带共发生7次活动幕,平均持续时间约13年,发生5级以上地震约5次,平均每次释放应变能10.59×107J 1/2,其中第三、四、七幕为强震活动幕。在此期间,有六个平静的场景,每个场景平均持续约16年。5级以上地震仅发生0.33次,地震释放应变能0.04×107J1/2。地震活动第四期,已发生7幕,每幕平均持续9年左右,5级以上地震约4次,每次释放的平均应变能为5.53×107j 1/2;在此期间,每一次平静景象平均持续14年,仅发生5级以上地震0.65,438+06次,释放的地震应变能仅为0.02×107J 1/2。对比两个时期的幕式活动可以看出,后期每次活动幕的持续时间更短,应变释放能也降低。
可以认为,郯庐地震带第三、四期地震活动的幕式地震活动具有可比性和相似性。考虑到华北地震区的整体活动情况,预测第四次地震活动期仍可能有一两个活动场景,持续活动几十年。
2.山东半岛城市群对华北地震幕式活动的参与。
在上述分析的基础上,讨论华北地震区山东半岛城市群地区地震的幕式活动,有助于深入了解山东半岛城市群地区地震的时间分布特征。
(1)山东半岛城市群及其邻近地区与华北地区幕式地震活动的关系
从山东半岛城市群地区与华北地震幕式活动的统计关系来看(见《摘要》表3),山东半岛城市群及其附近地区是华北地震活动第三、第四幕式活动的积极参与者。在第三活跃期,华北地区最大地震发生了三幕,其中第七幕震级为812的郯城地震是华北地震第三活跃期最大地震。第四次地震活动中,华北最大地震1集,次大地震1集。也就是说,在华北第三次地震活动的幕式活动中,约1/3幕最大地震发生在山东半岛城市群及其附近的外围地区。在华北地震带第四活跃期,还出现了华北最大地震和第二大地震的景象,说明该地区的地震活动在华北地震活动中确实占有重要地位。
(2)山东半岛城市群及其附近地区在华北大地震高潮中的活动位置。
华北地区第三、第四次地震活动活跃期后期,连续发生7级以上大地震。在这一过程中,山东半岛城市群及其周边地区也发挥了重要作用。地震活动第三阶段,大震序列为:1668山东郯城,M812地震→1679河北三河和北京平谷,M8地震→1683山西平原,M8地震→1695山西临汾,M8地震。地震活动第四期,大地震连续发生过程如下:1966邢台7.2级地震→1969渤海7.4级地震→1975海城7.3级地震→1976唐山7.8级地震。因此,在华北历次地震中,山东半岛城市群及其附近地区的地震危险性不容忽视。