0 引言

2019年12月5日8时2分，在河北唐山丰南区（39.31°N，118.04°E）发生M_L 4.9地震，震源深度10 km，唐山、天津、北京部分地区均有明显震感。

自1976年唐山7.8级地震以来，唐山地震老震区余震序列衰减基本正常，余震强度、频度随时间逐渐减弱。此次M_L 4.9地震是唐山地震老震区余震序列衰减过程中的又一次显著活动。

1 地震地质背景

2019年12月5日唐山M_L 4.9地震震中位于唐山地震老震区的西区，属于中朝准地台（Ⅰ级构造单元）、华北断拗（Ⅱ级构造单元）、黄骅台陷（Ⅲ级构造单元）的东北段，构造上位于燕山沉降带与华北大凹陷接合部位的华北平原沉降带冀中拗陷部位。唐山地震老震区是由NE向的宁河断裂、丰台—野鸡坨断裂、唐山断裂及NW向的滦县断裂—乐亭断裂、蓟运河断裂围限的一个菱形块体，且中、新生代活动强烈（张肇诚，1990）。1976年7月28日唐山发生7.8级地震，震后约3.5 h、15 h，分别在震区西区的蓟运河断裂发生了宁河6.2级地震，东区的滦县—乐亭断裂发生了滦县7.2级地震（张素欣等，2017）。此次唐山M_L 4.9地震发生在唐山断裂、蓟运河断裂、宁河—昌黎断裂的交汇部位，震中距蓟运河断裂约2 km，距宁河—昌黎断裂约3 km。有历史记录以来该区域共发生3次5级以上地震，其中，6级以上地震2次，为1976年7月28日、11月15日天津宁河6.2级、6.9级地震（图 1）。

2 发震背景 2.1 唐山地震老震区地震活动规律

自2000年以来，唐山地震老震区共发生M_L≥4.0地震23次，其中，M_L 4.0—4.9地震21次；M_L 5.0—5.9级地震2次（表 1）。采用传统的余震时序分析法对2000年以来唐山M_L≥4.0地震序列进行强度和发震时间间隔分析（图 2）。

由图 2可见，自2004年以来，唐山地震老震区M_L≥4.0地震呈现2年左右的准周期特征，准周期约为22—26个月，同时兼有双震特征（张跃刚等，2013）。但2015年9月14日河北昌黎M_L 4.8地震扰乱了2年左右的准周期特征，随后2015—2016年呈现9个月的发震韵律周期，而此次唐山M_L 4.9地震打破了唐山地震老震区M_L≥4.0地震长达3年多的平静。由此可见，随着时间的推移唐山地震老震区余震活动强度有所起伏，M_L≥4.0地震的发震时间间隔随着时间的推移也有起伏，最大发震时间间隔也逐渐加大。

本文选取2000年之后的M_L≥3.0地震，按照历史上划分的唐山地震老震区3个区域，即东、中、西区来分析地震的发震规律（图 3）。由图 3可见，唐山地震老震区东—中—西3个区域中等地震具有一定的同步性，大部分4级地震前中小地震较活跃，而此次M_L 4.9地震前出现了中小地震活跃—平静—发震的过程。

2.2 唐山地震老震区b值、缺震曲线

在唐山地区（39.167°—40.167°N，117.333°—119.333°E），将b值高于均值线1倍均方差作为异常。以往震例显示，在b值高值回落过程中容易发生中强地震，2017年10月以来b值出现高值回落，此次M_L 4.9地震就发生在高值回落中。将缺震曲线低于1倍均方差作为异常。自1992年以来，共出现8次异常，在低值或低值回升过程中发震的对应了7次（组）M_L≥4.3地震，对应率0.88。缺震曲线出现长趋势性低值变化，2019年10月缺震曲线开始加速上升，在上升过程中发生此次M_L 4.9地震（图 4）。

3 与1976年唐山7.8级地震间的关系

1976年7月28日唐山发生7.8级地震，震后约3.5h、15h，分别在主震区西南部的宁河发生6.2级余震，东北部的滦县发生7.1级余震，震区的西区在同年11月15日发生6.9级余震，1977年5月12日再次发生6.2级余震（张宏志等，2008）。仲秋等（2012）通过对数线性回归和理论计算，从不同角度求取并讨论了1976年唐山7.8级大地震的余震持续时间为70—140 a。据此，唐山M_L 4.9地震仍为唐山7.8级地震所触发的余震。

唐山地震老震区存在着明显的差异，可以将其划分为唐山7.8级主震震中所在的中区、滦县7.1级余震震中所在的东区和宁河6.2级余震震中所在的西区，它们分别与马瑾等（1980）给出的唐山、滦县、宁河等3个应力集中区相对应，此次唐山M_L 4.9地震震中位于宁河区。杨雅琼等（2016）采用构造应力场均匀性的分段方法将唐山7.8级地震序列的发震断层分为宁河、唐山、滦县和卢龙等4个子段，宁河子段最大主应力呈近EW向，最佳应力张量与唐山7.8级主震对唐山断裂两端点所产生的引张应力场的作用方式一致。震源的位置、大小和形态都与区域断裂带的分布有密切的关系，NE向唐山断裂带被NWW向、NW向断裂带所切割，形成了唐山、滦县、宁河等3组构造断裂闭锁，并沿着相应断裂及其附近逐渐积累应力能（刘蒲雄等，2011）。因此，此次地震活动具有继承性，主要受区域构造应力场和断裂构造的控制。

1976年唐山7.8级地震后，应变能大量释放，主震后的余震活动，在空间上往往超过主震断层的破裂尺度，在时间上随着发震断层自身形变的渐趋平缓，断层活动平静时间变长，余震发生率随时间的推移而逐渐下降，唐山地震老震区4级以上地震越来越少。

余震的孕育过程与断层结构的不均匀性、地壳内部的应力状态等有关，断层孕育区的摩擦和应力松弛及蠕滑等都可能引发余震。余震触发的力学机制一般可归纳为主震后区域“闭锁”断层或主震断层“闭锁”部分进行应力的重新加载，其加载源可以来自同震滑移所造成的局部或区域应力场应力扰动变化，也可以来自断层震后形变和震后松弛的作用（解孟雨等，2018）。

唐山M_L 4.9地震打破了唐山地震老震区M_L≥4.0地震长达38个月的平静。根据河北省地震局地震台网中心收录的2016年10月1日至2019年12月5日唐山地震老震区的地震目录，选取M_L≥1.0的天然地震，共计1 152次地震，得到震中分布图（图 5）。

由图 5可见，余震密集带分布集中、较规则，边界清晰，在图 5中将余震密集带划分为5个带，即卢龙北东带、滦县7.1级地震断层面滦县北西带、唐山7.8级地震断层面北段唐山—滦县带、唐山7.8级地震断层面南段唐山—宁河带、宁河6.9级地震断层面宁河北西带。此次唐山M_L 4.9地震震中位于唐山7.8级地震断层面南段唐山—宁河带与宁河6.9级地震断层面宁河北西带的交汇处，其前震震中主要沿N30°E向唐山7.8级地震断层面南段的唐山—宁河带分布，在空间上这些前震震中更靠近较强余震发生的地方，此处可能是构造的闭锁部位。1976年唐山7.8级地震发生后，应力急剧调整，岩层平稳蠕滑而发生较强余震。随着应力集中点附近应变能持续释放，在断层的其他部位也可能出现断层蠕滑。当发震断层缓慢滑动时，断层上某些部位出现卡住，这些地方被称为发震断层的闭锁段，直到构造应力的积累足以冲破闭锁部位，发生晚期较强的余震。这可能就是此次M_L 4.9地震发生的过程。

4 结论

（1）唐山M_L 4.9地震是1976年唐山7.8级地震的晚期余震。总体来看，唐山地震老震区余震序列逐渐衰减，但余震强度有所起伏，M_L≥4.0地震的发震时间间隔随着时间的推移也有起伏，最大发震时间间隔逐渐加大。

（2）晚期余震主要发生在唐山7.8级地震主震和强余震的破裂面上，其应力能为主震和强余震未释放的剩余能。

（3）现今唐山地区地震活动具有继承性，主要受唐山地震老震区的构造环境和断裂模式控制。

（4）大量中小地震是随机发生的，震级并不高，聚集的能量也不大，但反映出唐山地震老震区的断层还在持续活动。