新疆地区地震目录最小完整性震级和台网科学布局研究

李志海 蒋长胜 黄 瑜 王宝柱

1）中国乌鲁木齐830011新疆维吾尔自治区地震局

2）中国北京100081中国地震局地球物理研究所

新疆地区地震目录最小完整性震级和台网科学布局研究

李志海1）蒋长胜2），黄 瑜1）王宝柱1）

1）中国乌鲁木齐830011新疆维吾尔自治区地震局

2）中国北京100081中国地震局地球物理研究所

地震目录的最小完整性震级Mc是地震学中最基础、最重要的研究内容之一，也是地震观测台网效能评估的关键.本文对构造活动剧烈、地震活动水平高、台站地理分布复杂的新疆地区开展Mc研究，试图为该地区的地震危险性评估和台站科学布局等研究提供参考资料.基于新疆地震台网发展的5个阶段划分，采用基于G－R关系的交互式分析方法，研究了Mc的空间分布特征；采用多参数方法研究了分区的Mc时间演化特征.结果表明，新疆地区Mc的空间分布存在较大的非均匀性，天山地区监测能力较好，西昆仑地震带等地区相对较低.对于地震台网的不同发展阶段，尤其是“十五”数字地震台网运行以来，天山地震带、阿尔泰地震带Mc可达ML1.5—2.0，台站相对稀疏的西昆仑地震带北段可控制在ML2.0左右.此外，利用新疆地区1988年以来的经过数字化整理的地震观测报告，考察了Mc与震中距和台站张角的关系，讨论了台网科学布局和提升地震监测能力的科学途径.结果表明，通过增加近台数量和台站－事件张角上的密度，仍是提升新疆地区地震监测能力的有效途径.

最小完整性震级 地震监测效能 震级－频度分布

引言

由于地震台站空间分布的非均匀性，以及震相数据信噪比的时空复杂变化和定位过程中观测数据使用的人为选择性等各种因素，即使“最好的”地震目录也存在监测能力的非均匀性和不一致性（Woessner，Wiemer，2005）.最小完整性震级Mc的一个微小变化，例如ΔMc＝0.1时，引起地震数目的变化可能达到（在b＝1的情况）25%；如果ΔMc＝0.3时，引起地震数目的变化则可能达50%.对Mc的科学评估，是大多数地震活动和地震危险性分析中最关键的因素之一.例如，根据地震发生率的瞬态变化研究与应力、应变的相关联的地震静态和动态触发现象（Gombergetal，2001；Stein，1999），地震定标率研究（Knopoff，2000；Main，2000），时间相依的地震危险性分析（Wiemer，Wyss，2000），以及余震序列研究（Enescu，Ito，2002；Woessneretal，2004）等等.

此外，Mc也是衡量地震观测台网监测能力、进行科学布局的重要指标.尽管现在已有利用已知的地震事件（例如核试验或人工爆破）对台网定位结果进行“标定”（郭飙等，2002），不同台网定位结果的对比（Wüsteretal，2000；孟玉梅等，2001），使用统计算法评价其“优化”的程度（Rabinowitz，Steinberg，1990；Doufexopoulou，Korakitis，1992；Bartaletal，2000），以及利用重复地震的分布和间距小于1km的假定描述监测能力空间分布（蒋长胜等，2008）等等.但一方面，由于“标定”事件位置固定、覆盖范围有限，台网比对和统计算法无法给出监测水平的小尺度空间非均匀性，重复地震方法依赖于重复地震事件的分布等等所限，难以全面客观地给出整个区域地震台网监测范围内的地震监测效能的评估；另一方面，随着地震观测系统的不断发展和监测效能的提高，模拟到数字、台站分布密集程度提高等多阶段跨越式发展所带来监测效能时空分布的非协调性显著，而数字地震观测历史有限，上述各种方法也难于描述这种监测效能的长期变迁历史.因此，基于震级－频度分布、满足古登堡－里克特（G－R）关系计算Mc的统计地震学方法仍是解决上述问题的最有效途径.

新疆尤其是南北天山地区构造运动强烈、地震活动水平高，地震观测历史悠久，是我国最主要的地震活动区.自20世纪70年代开始现代地震观测以来，尤其是2007年“十五数字地震观测网络”项目的完成，地震观测系统得到长足发展.全面、客观地开展新疆地区有现代地震观测历史以来的Mc研究，是进一步提高该地区地震监测能力和进行地震危险性分析的重要基础.本研究将采用基于震级－频度分布和G－R关系的交互式分析方法，研究该地区1970年以来Mc时空分布特征，采用“最大曲率”（maximum curvature－method，简写为MAXC）方法和拟合度分别为90%和95%的拟合优度（goodness－if－fit test，简写为GFT）方法分析分区的Mc时间演化，为地震观测台网科学布局和地震监测能力的提高提供科学参考.

1 研究方法

基于地震目录和统计地震学的Mc计算方法大体上可分为两类：一类是假定震级不小于Mc的地震在震级－频度分布上满足G－R关系（Gutenberg，Richter，1944），即

并认为这些地震的记录是完整的（Wiemer，Wyss，2000；Cao，Gao，2002；Marsan，2003；Woessner，Wiemer，2005；Amorèse，2007）.上式中，N是≥M的累积地震数，a和b为常数，当震级－频度分布中能够最好地满足G－R关系时对应的最小起始震级即为Mc.就具体方法而言，根据确定最小起始震级的方法不同，现有方法包括“完整性震级范围”（entiremagnitude－range，简写为EMR）方法（Woessner，Wiemer，2005），“最大曲率”MAXC方法，以及拟合度分别为90%和95%的GFT方法（Wiemer，Wyss，2000）等.

另一类是“基于概率的完整性震级”（probability－based magnitude of completeness，简写为PMC）方法（Schorlemmer，Woessner，2008）.该方法基于区域地震震级定义和震相观测报告，计算每个台站对全部地震在时空上的检测能力，给出概率表示的震级Mp的空间分布.由于PMC方法对观测资料、台站布设历史、采用的震级－距离衰减关系等要求较高，操作上具有一定难度（Nanjoetal，2010），因此本文将采用基于G－R关系的统计地震学方法进行研究.

在基于G－R关系的统计地震学方法中，前人更多关注最小起始震级的确定，在高震级端则考虑不多.实际上，由于数据有限，在例如Mc空间分布特征等研究中，观测到的地震震级－频度分布往往会在高震级段出现对G－R线性关系的偏离，对Mc的确定产生影响.这种高震级端相对G－R关系拟合结果偏少和偏多的情况分别对应地震的亚临界状态和超临界状态（Main，1996）.因此，不但需要对网格化空间格点逐一核对震级－频度的分布、G－R关系拟合情况，还需考虑震级上限的合理选取问题.为此，本研究采用了基于G－R关系的交互式分析方法.其具体步骤如下：

1）在给定时空范围内对震级－频度分布进行线性最小二乘拟合，采用交互式操作，选定初始的完整性震级上限Mmax0和下限Mmin0.

2）分别在高于和低于Mmax0和Mmin0增选5个震级档，两两组合限定震级－频度分布范围，并进行最小二乘拟合，计算各种组合对应的拟合均方根残差RMS.

3）选择RMS最小值对应的最小完整性震级上限Mmax1和下限Mmin1，此时Mc＝Mmin1.此外，在分区的Mc时间演化特征研究中，由于各构造分区的空间限制小、地震数据相对较多，研究中同时使用了“最大曲率”MAXC方法和拟合度分别为90%和95%的GFT方法.其中MAXC方法是将震级－频度分布曲线的一阶导数的最大值对应的震级作为Mc，而GFT方法是通过搜索实际和理论震级－频度分布下的拟合度百分比来确定Mc.由于同时采用90%和95%的拟合度GFT方法，这里分别称为GFT－95%和GFT－90%以示区别.通过设定优先级为GFT－95%＞GFT－90%＞MAXC，选取可计算且优先级高的Mc结果作为最终结果.该方法这里被称为多参数方法.

2 观测资料和研究区

2.1 新疆地震观测台网

随着1970年9月新疆地震队的成立，新疆地震观测台网进入快速发展阶段（朱令人等，2002），固定台站从1970年的2个发展到2009年的63个.图1给出了新疆地区1970年以来固定地震观测台站数量和地震年发生率的时间变化.由图1可见，年发生率随着台站数量的增加而增加，表明台网监测能力的提高与台站数量增加有较大关系.但图1中个别年份的年发生率仍存在较大起伏，可能与地震活动水平的起伏有关.例如1974年、1997年地震数量的大幅度增加与1974年巴里坤MS7.0地震，乌恰MS7.3地震，以及1997年伽师7次6级以上的强震群的发生有关.

图1 新疆地区1970年以来固定地震观测台站数量和地震年发生率的时间变化Fig.1 Temporal variation of seismic station number and annual earthquakes in Xinjiang region since 1970

由图1可见，新疆地震台网的发展大致可分为5个发展阶段：第一阶段，1970—1977年快速发展阶段，台站由2个增加到17个，空间上主要集中分布在乌鲁木齐附近和南天山中东段，如图2a所示；第二阶段，1978—1987年加密阶段，台站由20个增加到31个，该阶段南、北天山地震带的台网得到了加密，如图2b所示；第三阶段，1988—2000年台网优化阶段，在国家地震局组织的“七五”、“八五”、“九五”台网建设中，新疆地震台网逐渐走向正规化，先后进行了“北天山重点监视区”与“南天山重点监视区”的台网优化建设，使得天山中东段地震监测能力得到较大提高，如图2c所示；第四阶段，2001—2006年大规模数字化改造阶段，模拟仪器逐渐被数字化仪器替代，监测能力大大提高，如图2d所示；第五阶段，2007—2009年的数字地震台网优化阶段，由于“十五”地震台网正式运行，新疆台网的布局方式得到优化，定位精度得到明显改善，如图2e所示.

图2 新疆各阶段地震观测台站分布（a）1970—1977年；（b）1978—1987年；（c）1988—2000年；（d）2001—2006年；（e）2007—2009年Fig.2 Seismic stations for every development period in Xinjiang region（a）1970to 1977；（b）1978to 1987；（c）1988to 2000；（d）2001to 2006；（e）2007to 2009

2.2 新疆地区地震目录和地震活动分布

新疆区域地震目录始自1970年，地震定位方式在1970年1月—1988年3月主要用手工交切方式，1988年4月以来开始用计算机定位（王海涛等，2007），技术方法不同致使地震定位精度有所差异.地震目录在震级上主要使用地方震震级ML，由于历史原因都被转成MS震级，转换公式沿用了经验公式①郭履灿.1971.华北地区的地方性震级ML和面波震级MS经验关系.全国地震工作会议资料：1－－10.：

该震级尽管为中国华北地区区域地震的经验公式，但当时在全国其它地区也兼用（国家地震局震害防御司，1990）.目前，地震目录中1970—1989年部分仅存有转换后的MS震级，1990年以来的地震目录同时兼有ML与转换的MS震级.为便于计算、分析，本文使用公式（2）将地震目录中1970—1989年的地震震级统一转换成ML震级，并与1990年以来的地震目录拼合后使用.对于Mc空间分布特征，本文以新疆维吾尔自治区省界以外50 km包围区域为研究区.此外，由于地震活动分布和台站布设的区域差异较大，本文还将考察不同区域的Mc时间变化特征，为地震台网科学布局的分区策略研究提供参考.基于朱令人等（2002）利用地震动参数区划、地质构造和地震活动进行的地震带划分，本文将新疆地区划分为5个分区：阿尔泰地震带、北天山地震带、南天山地震带、西昆仑地震带和东昆仑—阿尔金地震带，如图3所示.

图3 新疆地震密度分布和地震带划分Ⅰ.阿尔泰地震带；Ⅱ.北天山地震带；Ⅲ.南天山地震带；Ⅳ.西昆仑地震带；Ⅴ.东昆仑—阿尔金地震带Fig.3 Earthquake density and seismic zones in Xinjiang regionⅠ.Altai seismic zone；Ⅱ.Northern Tianshan zone；Ⅲ.Southern Tianshan zone；Ⅳ.Western Kunlun zone；Ⅴ.Eastern Kunlun－－Aerjin zone

1970年1月—2009年12月，新疆及周围50km范围内共记录178 808次0级以上地震.其中ML0—0.9地震34 668次，ML1.0—1.9地震69 852次，ML2.0—2.9地震56 003次，ML3.0—3.9地震15 144次，ML4.0—4.9地震2 783次，ML5.0—5.9地震305次，ML6.0—6.9地震45次，ML7.0—7.9地震7次，ML8.0—8.9地震1次.从图3给出的地震密度分布图可见，天山地区地震发生率较高，其中乌鲁木齐地区、博格达峰附近、普昌断裂附近、乌恰地区地震密度最高.

3 最小完整性震级Mc的空间分布特征

为研究Mc的空间分布特征，采用0.2°×0.2°对研究区进行网格化，挑选以网格格点为圆心、半径r＝40km范围的地震进行基于G－R关系的交互式分析方法计算.对地震数少于50次的网格不进行计算.

图4给出了基于G－R关系的交互式分析方法的示例（对应39.00°N，77.00°E的网格点）.其中，图4a为震级－频度分布和Mmax0与Mmin0的确定示意图，图4b为各种Mmax0与Mmin0组合对应的RMS分布.由图4b可见，当Mmin0＝ML1.3和Mmax0＝ML4.0时RMS有最小值，由此可判定Mc＝ML1.3.由图还可看出，在小样本事件的Mc分析中，如果不考虑高震级段Mmax0的选取，Mc的结果将存在较大差别（当Mmax1固定为最大震级ML4.9时，Mc＝ML1.1）.

图4 基于G－R关系的交互式分析方法示例（a）震级－频度分布和Mmax0与Mmin0的设定；（b）RMS在Mmax0与Mmin0坐标中的分布Fig.4 Demonstration of"alternation method"based on G－R relation（a）Magnitude－frequency relation and determination of Mmax0and Mmin0；（b）Distribution of RMS in coordinate of Mmax0versus Mmin0

图5a给出了1970年以来新疆地区Mc的空间分布.由图可见，Mc由南至北、由西至东逐渐减小，其中天山地震带Mc最小，这与地震台网分布的密度相一致.而台站密度不高的阿尔泰地震带Mc较小可能有两部分原因：一是邻近乌鲁木齐地震台网、监测能力得到一定程度提高；二是该地区有很多大型煤矿，由于低信噪比情况下难于准确分辨人工爆破与天然地震，部分小震级爆破可能被混入地震目录致使Mc偏小.西昆仑Mc较大是与该地区台网稀疏分布直接相关.东昆仑—阿尔金地震带由于地震活动水平较低，可计算的空间网格点较少，且Mc最大，实际上该地区自1970—2007年一直未布设固定台站，2008年以来仅新建3个地震台站，监测能力非常有限.

图5b—f为不同时段新疆Mc的空间分布，各时段的划分与图2相一致.由图可见，新疆地区Mc随着时间推移逐渐减小，其中天山地震带变化最为明显.1970—1977年，天山中东段Mc在ML3.0左右，乌鲁木齐地区可达ML2.5左右，这与单新建等（1996）研究结果相近；乌什附近Mc在ML2.5左右，与1971年该地区架设乌什固定台和阿合其流动台有关；西昆仑地区Mc约为ML3.5左右，与该地区台网非常稀疏相一致.1978—1987年，天山地震带地震监测能力有所提高，Mc在ML3.0以下，其中乌鲁木齐和乌什附近区域Mc可达ML2.0左右.1988—2000年，经过台网优化，天山地区台网监测能力大大提高，大部分区域的Mc在ML2.0—2.5之间；西昆仑地区Mc降低至ML3.0左右，其中，喀什地区在ML2.5左右，这与西昆仑中北段新架设了塔什库尔干台有关；阿尔泰地震带最小完整性震级在ML2.5以下，乌鲁木齐附近台网对该地区地震监测能力贡献较大.2001—2006年，经过数字化改造，天山地区Mc可达ML2.0左右，西昆仑地震带Mc在ML2.5左右.2007年“十五”数字地震台网运行以来，天山地震带、阿尔泰地震带Mc在ML1.5—2.0之间；西昆仑地震带北段可以控制在ML2.0左右.

图5 新疆不同时段Mc的空间分布（a）1970—2009年；（b）1970—1977年；（c）1978—1987年；（d）1988—2000年；（e）2001—2006年；（f）2007—2009年Fig.5 Spatial distribution of Mcfor every development period in Xinjiang region（a）1970to 2009；（b）1970to 1977；（c）1978to 1987；（d）1988to 2000；（e）2001to 2006；（f）2007to 2009

4 最小完整性震级Mc的分区时间演化分析

对阿尔泰、北天山、南天山、西昆仑和东昆仑—阿尔金5个地震带，分别采用多参数方法分析Mc时间演化特征.计算中根据各地震带地震数的不同调整地震事件窗口，并滑动计算.5个地震带分别采用了700，2 000，3 800，3 200次和500次地震作为事件窗.为最终给出研究区域较为合理的Mc的时序变化，这里按照GFT－95%＞GFT－90%＞MAXC的优先级选择每次滑动计算结果，选择后的Mc如图6中标注为Mc－Best的黑色曲线所示.

图6 新疆各地震带1970年以来Mc的时间演化（a）新疆地区；（b）阿尔泰地震带；（c）北天山地震带；（d）南天山地震带；（e）西昆仑地震带；（f）东昆仑—阿尔金地震带Fig.6 Temporal variation of Mcin every seismic zone of Xinjiang region since 1970（a）Xinjiang region；（b）Aletai seismic zone；（c）Northern Tianshan zone；（d）Southern Tianshan zone；（e）Western Kunlun zone；（f）Eastern Kunlun－－Aerjin zone

下面对1970年以来新疆地区整体和5个地震带的结果进行分析.从图6a来看，新疆地区整体的Mc呈逐渐下降趋势，以1995年和2006年为界，Mc时间演化大体分为3个阶段：①1970—1995年Mc约为ML3.0—4.0；②1996—2006年Mc约为ML2.0—3.0；③2007—2009年Mc约为ML1.0—2.0.这种Mc的变化与新疆台网的发展有较大关系，其中1995年是新疆南、北天山地震台网优化后正式运行阶段，而2007年则是新疆“十五”台网正式运行阶段.

图6b是阿尔泰地震带Mc的时序变化曲线.由图可见，1985—2006年Mc约为ML2.0—3.0，2007—2009年约为ML1.0—2.0.由图6c的北天山地震带Mc时序曲线可见，1970—1995年Mc在ML2.0—3.0左右，1995年以来基本可达ML1.0—2.0.从图6d南天山地震带Mc时序曲线可见，1970—2005年Mc在ML2.0—3.0，2006年以来基本在ML1.0—2.0之间.从图6e的西昆仑地震带Mc时序曲线可见，1970—2005年Mc在ML3.0—4.0之间，2006年以来在ML2.0—3.0之间.从图6f的东昆仑—阿尔金地震带Mc时序曲线可见，该地震带Mc基本在ML3.7左右.由于2008年以来3个新建台站的运行，新疆地区地震监测能力均可达ML3.0左右.

5 台网科学布局讨论——震中距、台站张角与Mc的关系

当地震观测台网建设达到一定规模，台网科学布局研究就成为进一步有效提升地震监测能力的关键.目前，台网科学布局研究主要以数值仿真模拟（巩思园等，2010）等方法为主.但对地震观测台网的数据产品，例如地震观测报告、震相拾取精度等的分析，实际上是监测效能评价和寻找科学布局方案的最直接、有效的途径.

新疆地震台网的地震观测报告在2006年9月之前均采用纸介质记录，2008年在中国地震局监测预报司“中国大陆7、8级大地震中长期危险性预测研究”专项资助下，新疆地震局对1988年以来用计算机进行定位的地震观测报告进行了数字化整理，共整理出108个台站记录86 350次地震的1 053 089条震相数据.本研究将利用1988－01－01—2009－12－31的新疆地震台网地震观测报告，通过对震中距D和台站张角φ与Mc的统计分布关系，讨论新疆地震台网科学布局问题.

赵仲和（1983）对北京台网监测能力研究结果表明，单台监测能力与震中距存在正相关关系.Wiemer和Wyss（2000）对美国阿拉斯加地区和日本Mc的研究结果表明，Mc与震中距D存在线性关系，且随D的减小而降低.对于新疆地震台网，本文分别考察了Mc与计算所用相同网格内的震中距平均值¯D和最小震中距平均值¯Dmin的关系，如图7所示.结果表明，Mc与¯D和¯Dmin均有较好的线性关系，其中Mc与¯Dmin的线性关系斜率相对较大.由此可见，减小¯D尤其是¯Dmin仍是提升新疆地区地震监测能力的主要途径.Wiemer和Wyss（2000）的研究还表明，当Mc向小震级端趋近到一定程度，由于地震噪声水平的影响，Mc与震中距D的关系将不再显著.而图7中这种线性关系尚未“失效”的结果也表明，新疆地区地震监测能力尚有进一步提升的空间.此外，相对于美国阿拉斯加地区和日本，新疆地区的地震观测台网仍处于发展的中期阶段.

图7 Mc与计算网格的震中距平均值¯D（a）及最小震中距平均值¯Dmin（b）的关系Fig.7 Relation between Mcand average value of epicenter distance（a），average value of minimum epicenter distance（b）in every calculation grids

台站张角φ同样是描述地震台网监测能力的重要指标，φ被定义为相邻两台站对事件的夹角，其数值范围为0—360°.这里分别统计了Mc与相同网格内所有地震的台站最大张角平均值以及台站最大张角和次大张角之和的平均值的分布，如图8所示.由图8a可见，Mc与仅当左右时才成明显的线性关系，即相当于台站对事件的有效覆盖角度＜140°时，通过增设台站并缩小台站φmax可降低Mc的大小.由图8b可见，Mc与的线性关系明显，表明在缩小φmax的同时还需同时缩小φsec才能有效降低Mc，这实际上相当于增加台站在台站张角φ上的密度.由此可见，适当加密台站仍然是新疆地区提升地震监测能力的有效途径.（a）及最大张角与次大张角之和平均值（b）关系

图8 Mc与台站最大张角平均值Fig.8 Relation between Mcand average maximum station coverage azimuth（a），and average sum of the maximum and the secondly maximum azimuth coverage（b），in every grids

6 讨论与结论

本研究详细介绍了新疆地区1970年以来的地震观测发展历史、现状，对新疆地震台网台站布设记录进行了清理.根据台站数量与地震年发生率关系，将台网的发展分为5个阶段，采用基于G－R关系的交互式分析方法，分别研究了5个时段的Mc空间分布特征；采用多参数方法研究了分区的Mc时间演化特征.此外，利用数字化整理的新疆地区1988年以来的地震观测报告，考察了Mc与震中距平均值¯D和最小震中距平均值的关系，以及Mc与台站最大张角平均值台站最大张角和次大张角之和的平均值的分布，讨论了台网科学布局和提升地震监测能力的科学途径.

研究结果表明，新疆地区Mc的空间分布存在较大的非均匀性，天山地区监测能力较好，西昆仑地震带等地区相对较低.对于地震台网的不同发展阶段，尤其是“十五”数字地震台网运行以来，天山地震带、阿尔泰地震带Mc可达ML1.5—2.0，台站相对稀疏的西昆仑地震带北段可控制在ML2.0左右.此外，采用按照GFT－95%＞GFT－90%＞MAXC的优先级设定的多参数方法，对阿尔泰、北天山、南天山、西昆仑和东昆仑—阿尔金5个地震带的Mc时间变化特征进行了分析，相关结果可为各地震带开展地震危险性分析等工作提供参考.

对Mc与震中距D和台站张角φ关系的研究表明，Mc与均有较好的线性关系，其中Mc与和的线性关系最为明显.由此表明，无论是增加近台数量还是增加台站在台站张角φ上的密度，仍可有效提升新疆地区地震监测能力.

在Mc计算中本文采用了交互式的统计地震学方法.该方法考虑了在地震数量有限情况下高震级段引起的Mc计算不确定性.但由于是基于G－R关系的统计地震学方法研究，相关结果仍需与其它计算方法的结果进行对比分析.实际上，采用不同原理的计算方法得到的Mc之间仍可能存在一定偏差（Nanjoetal，2010）.对Mc的时、空特征分析结果表明，一些台站密度不高的地区Mc反而较小，这可能是观测资料和资料处理的区域非均一性可能影响Mc的结果.例如不同区域、子台网对小震级单台定位的信噪比阈值采用不同标准等，因此在地震危险性分析中尽量使用较小Mc的情况下，这些复杂性仍需考虑.此外，由于计算方法依赖于地震事件数目是否足够，一些地震活动率较低地区未得到计算结果.在分区的Mc的时间演化研究中，由于是基于定量结果的定性讨论，具体的Mc数值仅能反映区域的平均结果.这些都是本研究中的局限.

本研究得到了中国地震局“全国7级地震与地震形势跟踪组”工作专项支持，新西兰GNS的Matthew Gerstenberger博士和日本东京大学Kazuyoshi Nanjo博士在研究方法上提供了指导，在成文和研究过程中得到了王海涛研究员的大力指导，马宏生博士、邵志刚博士、周龙泉博士和张浪平博士对本文提出诸多有益建议.作者在此谨表谢意.

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李志海 新疆维吾尔自治区地震局高级工程师.2004年中国地震局兰州地震研究所固体地球物理专业毕业，获硕士学位.一直从事数字地震学与地震活动性预测研究工作.美国地球物理学会（AGU）、新疆地震学会会员.

Minimum magnitude of completeness for earthquake catalogue and scientific layout of seismic stations in Xinjiang region

Li Zhihai1）Jiang Changsheng2），Huang Yu1）Wang Baozhu1）
1）EarthquakeAdministrationofXinjiangUygurAutonomousRegion，Urümqi830011，China
2）InstituteofGeophysics，ChinaEarthquakeAdministration，Beijing100081，China

The minimum magnitude of completeness（Mc）is a fundamental and important parameter for earthquake study.It is also a key factor for evaluating detection ability of a seismic network.In the Xinjiang region with intense tectonic movement earthquakes frequently occur and geographic distribution of seismic stations is complicated.The analysis ofMccan provide useful information for seismic risk evaluation and scientific layout of seismic stations in this re－gion.For the 5development periods of Xinjiang seismic network we examinedMcspatial distribution in each period by using G－R relation analysis，and investigated temporal variation ofMcdistribution for every seismic zone by means of multi－parameter description.The result shows that theMcdistribution is spatially inhomogeneous and seismic monitoring capability is rather good for Tianshan region，but it is poor for western Kunlun and other regions.For different period of seismic network development，especially since the establishment of digital seismic network during the“10thfive year project”，theMcisML1.5—2.0in Tianshan and Altai seismic zone，and isML2.0in northern region of western Kunlun seismic zone.Besides，the relation betweenMcand station－epicenter distance，and azimuthal coverage of stations，are studied based on the data from seismological observation reports in Xinjiang region since 1988，and the scientific approach of optimizing seismic network and advancing seismic monitoring capability are discussed.It is assumed that adding short epicenter distance stations and improving azimuthal coverage of stations are necessary for advancing seismic monitoring capability in Xinjiang region.

minimum magnitude of completeness；seismic monitoring capability；magnitude－frequency distribution

10.3969/j.issn.0253－3782.2011.06.007

P315.3＋2

A

李志海，蒋长胜，黄瑜，王宝柱.2011.新疆地区地震目录最小完整性震级和台网科学布局研究.地震学报，33（6）：763－－775.

Li Zhihai，Jiang Changsheng，Huang Yu，Wang Baozhu.2011.Minimum magnitude for a complete earthquake catalogue and scientific layout of seismic stations in Xinjiang region.ActaSeismologicaSinica，33（6）：763－－775.

国家自然科学基金青年基金项目（40804010）和中国地震局地震行业专项（200708020）资助.

2010－11－18收到初稿，2011－03－30决定采用修改稿.

e－mail：jiangcs＠cea－igp.ac.cn < class="emphasis_bold">网络出版时间

时间：2011－09－29 17：02

http：∥www.cnki.net/kcms/detail/11.2021.P.20110929.1702.002.html