我拿什么献给你，邢台地震五十年？

李钦祖

(河北省地震局，石家庄 050021)

我拿什么献给你，邢台地震五十年？

李钦祖

(河北省地震局，石家庄 050021)

笔者回顾了邢台地震50年来自己对地震预测的深刻认识，总结出我国板内地震不同于板缘地震的研究特色，指出应尽快建立板内地震学，以期提炼出板内地震的本质特征，为我国的地震预测研究可持续发展贡献力量。

邢台地震；板缘地震；板内地震

0 引言

邢台地震以来的50年，作为经历过地震活跃期的地震工作者，终其一生对地震预测的所思所想、所疑所猜，可能比他当时发表论文时表达的思想更深刻，只是尚未证实是对是错。已故者，其想法没来得及证明是对是错，以未竟之事变为烟云，实在可惜。健在者，最好把想法以某种形式记录保存下来，无论是对是错，供后来者继续探索时参考，或继承发展，或补充修正，让其“可持续”，可能更有意义。

对地震的研究探索能够“可持续”，是最节约的。张衡历经10年，于公元132年研制成候风地动仪，并于公元134年成功记录到地震，为什么候风地动仪失传了？历史地震资料，为什么有些地区丰富，有些地区贫乏？有保存有传承，才可持续；无保存，无传承，就归零。可持续是节约，归零后从头来是浪费。发表的论著、交流的报告、存档的资料，都可作为可持续的一种形式。我就是本着这个理解，把自己从事地震工作的一些体会和想法，献给我有幸终生身处的中国地震界，献给我度过难忘时光的河北省地震局，献给邢台地震50年和唐山地震40年纪念，更是诚心诚意留赠给未来勇于探索、勇于创新的年轻地震工作者。

1 地震成因

我们这一代地震工作者，亲历了许多地震，对地震序列虽有很多切实感受，但却尚未形成科学认识。现在就面临着一个突出问题：如果今天在邢台或唐山老震区发生1次4.0～5.0级地震，应当怎么判断它是余震还是新发地震？目前尚无判断地震序列是否已结束的标准。它还属于不属于主震后的那个序列，是不是余震?

描述一次地震的基本参数包括：发震时刻，震源位置(经纬度、深度)，震级；描述地震的运动学参数可以用最佳双力偶解表达：2个节面的走向、倾角、滑动角，各应力主轴的方位、倾角；描述地震破裂过程可以用1组参数：破裂方向，破裂速度，破裂长度，错距，地震矩，应力降等。1次地震是1个事件，1个地震序列是由大量事件组成的1个集合。描述这种集合，尚无确定参数可以使用。地震学家们应该建立1组描述地震序列的参数：序列的空间范围，持续时间，地震数量，主震及余震的震级构成，等等。这组参数的建立将标志着人们对地震序列认识的成熟程度。如果地震序列参数尚未建立起来，恐怕一直都说不清楚邢台、唐山这2个地震序列。

目前关于地震成因的机理研究基本上以板块构造学说为中心。板块学说创立50年来，取得了辉煌成就，被世人普遍接受。板块学说的实质是研究板块边缘的学说。板块边缘即板块与板块的接触地带，板块间的接触关系有4种：转换断层、俯冲、拉张、碰撞。转换断层上的地震主要表现为断层的大规模水平错动，震级大，断裂的破裂长度大，破坏程度和灾情就严重，典型的例子就是美国的圣安德烈斯断层(图1)。关于它的研究成果最多，包括弹性回跳理论、地震断层成因学说、震源机制、地震破裂的位错理论、一系列震源参数的测定方法，等等。这些理论构成了现今地震学的主要内容，大多地震学教科书都是讲授这套理论的，我们一直认真学习这套理论，毫不怀疑地接受这套理论。俯冲带上的地震，震级也比较大，主要特征是震源深度可以延伸很深，最大深度约700 km多，这类地震的发生往往会引起海啸，日本地震学家曾提出粘滑模型解释俯冲带上地震的发生机制；板块拉张边界上的地震，震源深度较浅，震级较小，震灾较轻；板块碰撞带上的地震比较复杂，较突出的是震源深度分布表现出分层性。碰撞使地壳变厚，陆地抬升。我国除西藏地区接近印度洋板块与欧亚大陆板块的碰撞带外，其他地区都被划在板内。

图1 圣安德列斯断层标识牌(a)与太平洋板块与美洲板块的分界(b)

板块学说认为板内介质均匀完整，不会有强烈的相对运动。板块学说没有解释板内为什么也发生那么多强烈地震。板内地震在板块学说里是受冷落的，这是板块学说还不够完善的地方。既然把全球划分为几大板块(图2)，那就应当板缘地震、板内地震都予以充分研究。

图2 全球板块构造与震中分布(1963—1998年)

2 我国地震研究的特色

对于发生在转换断层板块边缘带上的地震，板块学说强力地支持地震断层理论。但对于发生在我国的板内地震，有些地震符合断层理论，有些是勉强符合，有些则不符合。

我第1次感受到板缘地震与板内地震的差别，是1982年在伯克利加州大学做短期访问时，分析1979年凯奥蒂湖地震序列与1976年唐山地震序列所得到的结果，有很多差别。但当时不能深刻地理解这种差别，琢磨了好几年，才领悟到这些差别非同小可。通过2个地震序列的对比，梳理出4条主要差别，并把它们作为圣安德列斯断层上地震比中国大陆板内地震破裂过程简单的证据。此结果1991年交流于IUGG会议，1992年发表于地球物理学报[1]，并且1995年申请到一项国家自然科学基金课题“板内地震序列与板缘地震序列的特征差异”。

此后，研究思路有所扩展。为什么板缘地震的破裂过程比板内地震的破裂过程简单？自然会联想到板块划分，板缘类型，板缘与板内的区别，等等。越联想越感觉到，以往遇到的有些现象，不能用断层学说较好地解释。我个人从事的研究领域有限，这类性质的现象，可能还有不知多少是我未曾闻、未曾见。所以，作为抛砖引玉，现仅将自己接触过的现象做一罗列，主要有以下一些重要现象。

1)地震等震线的形状，我国西部“瘦长”者多，东部“肥胖”者多。1932年12月25日甘肃昌马7.6级地震的等震线，可作为前者的代表；1966年3月8日邢台6.8级地震的等震线，可作为后者的代表[2]。

2)地震序列的余震分布区，我国西部“瘦长”者多，东部“肥胖”者多。1970年通海地震序列可作为前者的代表，邢台地震序列可作为后者的代表。地震序列的持续时间，我国西部的大多偏短，东部的大多偏长，有的超长。通海地震序列可作为偏短的代表，邢台地震序列或许能做超长的典型。我国地震的P波初动求出的断层面解，一般都含有20%～30%矛盾初动符号。地震序列中的震源机制解，随时间、地点都是变的，一致性较差。整个序列震中分布散成一片，虽有相对密集，但并非被大断层穿成串。

3)我国大地震的群发形式，很少表现为沿大断层的迁移，而主要表现为成组活动。最新的例证是，2008年5月12日四川汶川8.0级地震、2010年4月14日青海玉树7.1级地震、2014年2月12日新疆于田7.3级地震这一组地震活动。汶川地震破裂是NE向的，长度约300 km多，但其后并未在破裂延伸方向上发生大地震，玉树地震、于田地震是在汶川地震的NW方向发生的。

4)我国大地震与断层的关系：①有明显的断层，如1920年海原8.5级地震，1932年昌马7.6级地震，1970年通海7.7级地震，1973年炉霍7.6级地震，2008年汶川8.0级地震等，虽然有断层，但与转换断层上同等震级地震的断层相比，断层长度小、错距小；②有多条断层，如1976年龙陵7.4级地震；③有的断层太小，与震级不匹配，如1976年唐山7.8级地震；④有的沉积覆盖层太厚，有无断层不清楚，如1966年邢台7.2级地震；⑤有的地震找不到对应的断层。如1967年河间6.3级地震，1974年昭通7.1级地震，1975年海城7.3级地震，1989年大同震群，1998年张北6.2级地震。据一位目击者说，1980年前后，美国艾伦教授访华时，听说中国有的地震无断层，表现出惊讶、不可思议，彼岸的人也感受到了彼此地震的差异。

3 讨论与结论

前述这些现象表明，我国的地震活动作为板内地震，成因机理比较复杂。有些地震，特别是西部地区，破裂长度大、等震线和余震区“瘦长”、余震少且衰减快，可以用二维破裂面上的位错模式来描述。而东部地区，破裂长度不大甚至找不到破裂面痕迹，等震线和余震区“肥胖”，这显然表示地震不是在二维的平面上、而是发生在三维空间中的体破裂。整个体内破裂，要恢复到平衡状态，就须经过比面破裂更长的调整时间，因此余震多且衰减慢。有些地震，处于上述2种极端情况之间的折中形式，等震线和余震区具有优势长轴方向，但有些偏胖，大体上符合断层面模型，却又不同程度地表现出某些偏离，对应得比较勉强。西部地区地震的破裂方式也表现出复杂性，如云南腾冲地区、思茅地区和四川马边地区的地震，以及前面提到的昭通地震，都表现出体破裂的特征。P波初动求出的震源机制解中出现矛盾初动符号，地震序列中震源机制解随时空有变化，也都表明各个地震的实际破裂过程远不如断层面模型表述的那样简单、纯粹，而是有所偏离。

第2部分主要总结了我国大地震在总体上表现出的某些宏观特征。这些特征表明，中国大地震在总体上也具有“体”的性质。例如：刁桂苓等通过研究1989年10月大同震群135次小震的可信震源机制解，发现震源机制解各参数的空间取向分布较离散，表明由众多小震震源机制解确定的破裂方向呈现多样性，展现出震源体动态扩展、“处处”破裂的特征，震源体内的多次破裂没有沿一个断层面扩展，而是表现为一种体破裂的过程[3]。还有一个现象，令我印象深刻。国内地震文献中，研究区域应力场和地震序列应力场的论文很多。1993年，《地震学报》编辑部曾对《地震学报》1979—1992年发表的论文进行过分类统计，其中关于应力的论文数排行第4。国外地震文献中，有关应力场的论文很少。造成这个差别的原因可能是，国外普遍认为地震的发生以及表现出的特点主要由断层决定；而国内学者认为由应力场和比断层更复杂的构造共同决定。

综上所述，板内地震比板缘地震，特别是比转换断层上的地震，成因机制和破裂过程要复杂得多。断层滑动是转换断层上地震的发震模式，但不是所有地震的单一发震模式。板内地震可能不存在统一的发震模式，某些板内地震，不同程度地符合断层面震源模型；但另一些板内地震，则不能用沿断层面做简单滑动的破裂面模型来解释，而是表现出体破裂(在三维的体积内发生的破裂)之特征，需用新的理论来解释。我国的地震学者应彻底地研究我国地震的特点，尤其是它们与板缘地震的差别，以期提炼出板内地震的本质特征，取得充足的观测事实和研究成果之后，尽快建立板内地震学。

[1] 李钦祖，Bruce A B.1979年加州凯奥蒂湖地震序列震源机制分析：美国加州地震比中国大陆地震破裂过程简单的证据[J].地球物理学报，1992，35(2)：160-173.

[2] 国家地震局地震区划图编委会.中国地震综合等震线图(1∶4000000)[M].北京：地震出版社，1991.

[3] 刁桂苓，于利民，宁杰远，等.1989年大同震群的体破裂特征[J].地球物理学报，1993，36(3)：360-368.

What Can I Take to You, The 50th Anniversary of the Xingtai Earthquake?

LI Qin-zu

(Earthquake Administration of Hebei Province, Shjiazhuang 050021, China)

The author reviews his deep understanding of earthquake prediction in the past 50 years since the Xingtai earthquake; summarizes the unique research characteristic of intraplate earthquake in our country that is different from the plate-boundary earthquake; points out that we should establish intraplate seismology as soon as possible to extract the essences of the intraplate earthquake activity so as to contribute strength for our country's earthquake prediction research.

Xingtai earthquake; plate-boundary earthquake; intraplate earthquake

李钦祖.我拿什么献给你，邢台地震五十年？[J].华北地震科学，2017，35(1):78-80，84.

2016-10-28

李钦祖(1936—)，男，山东临清人，研究员，主要从事地震学研究.

P316

A

1003-1375(2017)01-0078-03

10.3969/j.issn.1003-1375.2017.01.013