华北地区5级地震平静现象研究

李栋梁，翟正宏，管延新

（潍坊市地震局，山东 潍坊 261041）

0 引言

2006年7月4日文安5.1级地震打破了1999年11月29日岫岩5.6级地震以来华北地区5级地震持续79个月的平静期，而后至2012年12月底华北地区又有79个月没有发生5级以上地震。当前华北地区5级地震平静还可能持续多长时间，是地震活动趋势研究需要解决的问题之一。

1 资料及方法

本文所指的华北地区为34～42°N、108～124°E地区，这是华北地区地震区的主体地区，主要包括北北东向郯庐地震带、华北平原地震带、汾渭地震带以及与它们复合交汇的北西向燕山—渤海地震带。使用《中国历史强震目录（公元前23世纪—1911年）》［2］、《中国近代地震目录（公元1912—1990年，MS≥4.7）》［3］和国家地震科学数据共享中心的目录提供的1990年后的数据，选取1484年以来M≥5级地震，剔除其中大震的直接余震。图1给出华北地区公元1980年1月—2013年1月M≥5级地震的M-t图，这是本文分析的基础资料。

图1 1980.1.1-2013.1.31华北地区M-t图（34°—42°N、108°—124°E，M≥5级）Fig.1 M-t map of North China from Jan.1，1980 to Jan.31，2013.（34°—42°N、108°—124°E，M≥5）

按地震发生自然顺序，依次求取M≥5级地震的时间间隔，按地震活动期、平静期分别分析其平均时间间隔和最大时间间隔。由于华北地区地震活动期内又可以进一步划分为地震活动幕和平静幕［4］，为深入探讨地震幕之间地震时间分布的细节，对活动期中每个地震活动幕最后一次M≥5级地震与随后一个地震活动幕的第一次M≥5级地震（含平静幕里发生的地震）的时间间隔（以下简称幕间地震时间间隔）也进行了计算分析。考虑历史地震资料的时间记载精度和地震活动趋势的需要，时间间隔单位取为月。

2 华北地区5级以上地震的时间间隔特征

2.1 华北地区5级以上地震时间间隔特征

华北地区M≥5级地震时间间隔计算结果见表1。

（1）1484—1730年（即华北地区第三活动期），首发M≥5级地震为1484年2月7日北京居庸关一带级地震，最后一次M≥5级地震为1730年山东邹平东5级地震，期间所有M≥5级地震的平均时间间隔为21.2个月。最大时间间隔为146.5个月，其相邻的2次M≥5级地震是1642年6月30日山西安邑6级地震及1654年9月15日山东莘县级地震。该活动期中活动幕的幕间地震平均时间间隔为90.3个月。

（2）1731—1814年（即华北地区第三活动期与第四活动期之间的平静期），首发M≥5级地震为1736年12月25日北黄海5级地震，最后一次M≥5级地震为1814年2月4日河南汤阴、浚县级地震，期间所有M≥5级地震的平均时间间隔为59.3个月。M≥5.0级地震最大时间间隔为212.2个月，其相邻的2次M≥5级地震是1772年3月1日河北灵寿5级地震及1789年11月7日陕西潼关5级地震。

表1 华北地区M≥5级地震时间间隔表

应当说明，在这个地震平静期内，华北地区地震时序有一个发展过程，在1731—1805年期间，华北地区仅发生10次M≥5级地震，最大地震只有级，平均90.1个月才发生1次5级地震，但在平静期的后期，即1805年至1815年10月23日山西平陆地震前的10年里，华北地区5级地震出现明显的活化现象，发生级地震7次，地震平均时间间隔仅为18.9月，已达地震活跃期的水平。这一现象似乎意味着，如果在地震平静持续数十年后出现5级地震活化现象，特别要注意发生6级以上地震的可能，并预示新一轮活动期即将开始。

因此，以90.1个月作为该地震平静期M≥5级地震的平均时间间隔才是比较合理的。

（3）1815—2012年，华北地区第四活动期内，首发M≥5级地震为1815年8月5日天津5级地震，最后一次M≥5级地震为2006年7月4日河北文安5级地震，期间所有M≥5.0级地震的平均时间间隔为14.5个月。M≥5.0级地震最大时间间隔为209.4个月，其相邻的2次M≥5级地震是1835年6月6日山东平阴5级地震及1852年11月17日山东沂水东北5级地震。该活动期中活动幕的幕间地震平均时间间隔为81.9个月。

（4）如果考虑华北地区500多年来总体情况，在1484—2012年的529年期间，华北地区所有M≥5.0级地震的平均时间间隔为19.9个月，比华北地区第三活动期略短，较第四活动期稍长，这是华北地区500多年来M≥5.0级地震频次的总体平均水平，但在1484—1730年、1815—2012年2个地震活动期的M≥5.0级地震的平均时间间隔为17.8个月。

2.2 时间间隔的分析与讨论

（1）在1484年以来的500多年分时段的M≥5地震的平均时间间隔有明显差异，其中1731—1814年平静期期间的M≥5级地震平均时间间隔（90.1个月）约是1484年以来2个地震活动期M≥5级地震平均时间间隔（17.8个月）的5.1倍。说明华北地区5级以上地震确实存在三百年左右尺度的活动—平静、强弱起伏轮回韵律性。

（2）在同一活动期中，活动幕的幕间M≥5级地震平均时间间隔（86.4个月）约是2个地震活动期M≥5级地震平均时间间隔（17.8个月）的4.9倍，说明在同一活动期中，华北地区M≥5级地震也不是平稳发生的，确实还存在次一级的约一二十年左右尺度的强弱起伏的轮回韵律性，也就是地震幕式活动。2个活动期中活动幕的幕间地震平均时间间隔（86.4个月）是地震平静幕大体的平均时间。

（3）华北地区第三、第四活动期中活动幕的幕间M≥5级地震平均时间间隔（86.4个月）与1731—1814年平静期里单次M≥5级地震平均时间间隔（90.1个月）非常接近。本文认为，90个月可以作为华北地区M≥5级地震异常平静的标志性时间，即如果华北地区地震异常平静达到或接近90个月，则在未来数年内可能出现新一轮的持续一二十年的M≥5级地震活动。

但是，需要指出，2个活动期的相邻2次地震间最大时间间隔分别为146.5、209.4个月，在1731—1814年的平静期里相邻2次地震间最大时间间隔为212.2个月，则差异并不明显，显示地震时序的复杂性，说明以M≥5级地震异常平静进行未来地震趋势预测具有不确定性。

3 当前华北地区地震趋势分析

根据以上华北地区500多年来包括2个地震活动期和其间地震平静期的M≥5级地震时间间隔特征，试从当前华北地区5级地震的持续平静现象入手，对华北地区的地震趋势做初步分析。

（1）目前，华北地区M≥5级地震平静时间（79个月）明显超过1484—1730年和1815年以来2个地震活动期所有M≥5级地震的平均时间间隔（分别为21.2、14.5个月）。这意味着，华北地区目前发生5级以上地震的可能性已经很大。

（2）但是目前华北地区M≥5级地震平静时间，尚明显低于1484年以来2个地震活动期和1个地震平静期M≥5级地震的最大时间间隔（分别为146.5、209.4、212.2个月），因此，华北地区目前M≥5级地震平静也有延续的可能。

（3）华北地区当前M≥5级地震的平静时间已接近华北地区M≥5级地震异常平静的标志性时间（90个月），因此当前地震平静幕已经处于后期，未来数年内有可能进入新一轮的地震活动幕，在一二十年内发生数次或多次M≥5级地震。

（4）在本文完成后，2013年1月23日在辽宁省辽阳市灯塔市和沈阳市苏家屯区交界地区发生5.1级地震。为了探讨这次地震的预测含义，选取1960年1月以来有仪器记录的地震资料作分析（图2）。

图2 1960.1—2013.1华北地区M-t图（34～42°N、108～124°E，M≥5级）Fig.2 M-t map of North China from January，1960 to January，2013（34～42°N、108～124°E，M≥5）

这次地震距离上次地震（2006年7月4日河北文安5.1级地震）79.6个月，符合500多年来经历2个活动期的华北地区M≥5级地震时间间隔统计特征，属于时间间隔较长的情况。而2006年7月4日河北文安5.1级地震距离上次地震（1999年11月29日辽宁岫岩5.6级地震）79.2个月，虽然2者时间间隔近似相等，但对未来地震趋势估计的指示意义可能有差别。

多数学者认为，1966年以来，华北地区经历1966—1983、1989—1999的活动幕，二者之间（1984—1988）为平静幕。1989年11月19日山西大同6.1级地震是华北地区上一轮活动幕开始的地震，其最后一次M≥5级地震是1999年11月29日岫岩5.6级地震，之后又进入平静幕。2006年文安5.1级地震属于平静幕中偶然发生的中强地震，是在华北地区3、4级中小地震偏低的背景下发生的。2013年1月23日发生的辽阳市灯塔市和沈阳市苏家屯区交界地区5.1级地震，则是在2008年汶川8.0级地震和2011年日本东北部海域9.0级地震后，华北地区3、4级中小地震活动增强的背景上发生的，例如，此前于2012年5月28日在唐山7.8级老震区发生了4.8级地震即是标志性事件。如果从算起，至2013年1月23日辽阳市灯塔市和沈阳市苏家屯区交界地区5.1级地震，当前的平静幕已经持续了169.2个月，已超过华北地区地震活动期中平静幕的平均持续时间（151.9个月），所以这次地震后，华北进入新的地震活动幕的可能性增大。

地震主体活动区域具有一定的相对稳定性，鉴于本活动期华北地区的地震主体活动区域在其中北部地区，因此仍应特别注意在燕山—渤海地震带以及郯庐地震带、华北平原地震带、汾渭地震带中北部新的5、6级地震发生的可能。

4 基本结论

（1）华北地区1484以来平静期内单次M≥5级地震平均时间间隔是地震活动期中所有M≥5级地震平均时间间隔的4.8倍，同时，地震活动期里活动幕的幕间M≥5级地震平均时间间隔约是地震活动期M≥5级地震平均时间间隔的4.6倍。因此，华北地区三百年时间尺度和一二十年时间尺度的地震起伏活动的韵律性是客观存在的。

（2）华北地区500多年的统计结果表明，活动期中活动幕的幕间M≥5级地震平均时间间隔（86.4个月）与平静期里单次M≥5级地震平均时间间隔（90.1个月）非常接近。因此，以90个月作为华北地区M≥5级地震异常平静的标志性时间是合理可行的。

（3）近期，华北地区M≥5级地震平静时间已连续2次达79个月，而自1999年11月29日辽宁岫岩5.6级地震至今，华北地区地震平静幕已经超过其平均持续时间，华北地区开始进入新的地震活动幕的可能性较大，尤其应注意中北部地震相继发生5、6级地震的可能。

［1］黄玮琼，李文香，曹学锋.中国大陆地震资料完整性研究之一——以华北地区为例［J］.地震学报，1994，16（3）：273-280.

［2］国家地震局震害防御司.中国历史强震目录［Z］.北京：地震出版社，1995.

［3］中国地震局震害防御司.中国近代地震目录［Z］.北京：中国科学技术出版社，1999.

［4］马宗晋，傅征祥，张郢珍，等.1966-1976年中国九大地震［M］.北京：地震出版社，1982，189-204.