中国大陆东部中 弱活动断层潜在地震最大震级评估的震级 频度关系模型.doc

中国大陆东部中_弱活动断层潜在地震最大震级评估的震级_频度关系模型.doc中国大陆东部中 - 弱活动断层潜在地震
最大震级评估的震级
- 频度关系模型
闻学泽 1 ) 徐锡伟 2 )
锋 1 )
610041
夏彩芳 1 )
龙
1)四川省地震局,成都
2)中国地震局地质研究所,北京 100029
摘要
中国大陆东部中- 弱活动断层小区的震级- 频度关系符合特征地震模式,其指数函数部
分(即 G - R 关系)的最大截距震级 a / b明显偏小于当地的特征震级 M C 。为了能利用参数 a / b间接
估计断层小区潜在地震的最大震级,文中发展了综合历史与现代地震资料建立断层小区长期震级-
频度关系的方法,计算出 130个断层小区按 t = 500 a归算的 G - R 关系参数 at / b值。分析表明,断层小区已发生的最大地震震级 M m ax与 at / b值呈正相关,且随着 at / b值的增大,最大地震震级 M m ax的上
限呈现较平整、单调上升的特点。已基于这种特点分别建立起华北、华东—华中、华南与东南沿海三
大区域的最大地震震级上限 M m u - at / b值关系的 3 个经验公式,作为利用 at / b值估算断层小区潜在地震最大震级的经验模型。文中应用新发展的方法与模型估计了若干断层小区的潜在地震最大震
级。研究还揭示出中- 小震群、余震和触发型地震序列、人为诱发地震等现代异常地震活动以及最小
完整性震级的确定等均对断层小区的 at / b值计算有影响。
关键词
中- 弱活动断层断层小区 G - R 关系潜在最大地震震级评估
中图分类号: P315. 5
文献标识码: A
文章编号: 0253 - 4967 ( 2007 ) 02 - 0236 - 18
0 引言
中国大陆东部广泛分布着两类与破坏性地震有关的断层: 1 )中等或偏低速率活动的全新世断层,有强震或大地震发生,但往往覆盖于第四系之下; 2 )无全新世甚至晚更新世活动地质地貌证据的断层,但发生过非地表破裂型的中- 强震甚至强震。这两类断层具有不同程度的现代地震活动,或可从大地形变测量上反映出不同程度的现代运动。前一类断层可定性称为中等活动断层,而后一类可称为弱活动断层。虽然可基于破裂分段模式利用震级- 破裂尺度经验关系(W e lls et a l. , 1994; 龙峰等, 2006 )对部分中等活动断层的潜在地震最大震级进行估计,但往往由于第四系覆盖(例如华北平原)或者由于探测与调查资料的局限性难以应用这种方法。而对于弱活动断层的潜在地震最大震级,《中国地震活动断层探测技术系统技术规程》(以下简称
《规程》) (中国地震局, 2005 )中已规定:不能采用震级- 破裂尺度的经验关系进行估计,因为这类断层已至少有 104 ~105 年没有发生过显著规模的滑动或破裂事件,反映所处的动力学条件不足以使断层面产生较大尺度的摩擦滑动的成核过程。
〔收稿日期〕 2007 - 01 - 30收稿, 2007 - 04 - 20改回。
〔基金项目〕国家发展与改革委员会发改投资“城市活断层试验探测”项目( 20041138 )资助。
本文将上述“中等活动断层”和“弱活动断层”合称为“中- 弱活动断层”。合理可靠地评估
中国大陆东部中- 弱活动断层的长期地震危险性,是一个既有重要现实意义、又相当困难的问题,需要多方探索。本文试图以华北、华中—华东、华南与东南沿海三大区域为试验区,从历史
与现今地震活动性的定量分析入手,探索由长期稳定的古登堡- 李克特震级- 频度关系( G - R
关系)参数评价中- 弱活动断层小区的潜在地震最大震级的可能性,并初步发展相应的评估模型与方法,给出应用的例子。最后,分析并讨论若干可能影响 G - R 关系参数计算结果的因素。
1 区域性与断层单段的震级- 频度关系及其用于预测的问题
中国地震局( 2005 )颁布的《规程》中,推荐了若干种估计中- 弱活动断层潜在地震最大震级的方法,其中,包括由目标区或工作区的历史及现今地震的震级- 频度关系外推的方法。然而,如何进行外推呢?
古登堡和李克特( Gu tenbe rg and R ich te r, 1956 )由大区域的地震活动性统计发现的震级- 频度关系可简称为 G - R 关系,其反映区域性的震级≥M 地震的累积次数 N (M )是震级 M 的指数函数:
= 10a - bM
N (M )
( 1 )
式( 1 )中, a 和 b为与区域有关的经验常数。 G - R 关系是地震学的基本定律之一,已广泛应用
于地震活动性、地震区划以及地震预测研究中(Mogi, 1962; Conne ll, 1968; Scho lz, 1968 , 1997; Pacheco et a l