空区图像是地震预测研究中常用的传统方法之一。空区这一概念最早由梅世蓉(1960)提出,作者认为6级及以上地震发生前若干年,通常会出现不同强度地震环绕大震震中分布的特殊状态,形成地震包围的“空白区”,空白区内地震活动性低,空白区外活动性较高。Fedotov(1965)首次用现代地震科学原理阐明了地震空区的概念,并提出用地震空区预测板缘地区8级大震的危险区。
Mogi(1979)提出2类地震空区的概念:第一类地震空区是指地震带上大震破裂空段;第二类空区指的是缺少中小地震的空区,即:在强震发生前震源区及其周围小震活动突然减少的现象,国外通常称为“地震平静”,国内称为“孕震空区”。孕震空区实际上是孕震体的地面投影,是应变能在局部地区高度集中的体现,由于孕震体边缘应力强度因子增大,裂缝易于丛集,并发生失稳扩展,从而形成小地震的围空现象。其出现在背景空区之内和背景空区形成之后,处于背景空区的收缩过程之中。韩渭宾等(1989)的研究指出,在孕震空区后期,伴随地震活动的增强,空区内有可能发生“逼近地震”和“显著地震”。孕震空区形成的区域地震平静图像及其动态演化分析,是长期地震预测研究的重要方面。
2 研究内容基于中国地震台网MS≥3.0地震目录,绘制2021年5月22日玛多MS 7.4地震前MS≥3.0地震空间分布图像(图 1),对震前由较小震级地震形成的第二类地震空区,即孕震空区进行研究,其中该空区内1980年以来M—t图见图 2。
由玛多MS 7.4地震前MS≥3.0地震空间分布图像(图 1)可以看到,自2018年5月6日青海称多MS 5.3地震之后,青藏高原东北缘地区出现明显围空,除该空区之外,青海地震局在震前还提出3、4级空区嵌套和2个显著背景异常,即青海地区长时间6级地震平静(56个月)和5级地震平静(26个月),青藏高原东北缘平静现象明显。该空区在2021年玛多MS 7.4地震发生前3年开始,形成时间为2.5年,空区内地震显著平静,2020年12月24日青海玛多MS 4.2地震打破地震平静,半年后发生玛多MS 7.4地震。分析认为,该地震空区符合对空区的定义,属于由较小震级地震形成的第二类地震空区,即孕震空区;而玛多MS 4.2地震是玛多MS 7.4地震前的逼近地震,2个地震震中相距44.7 km,玛多MS 7.4地震发生后空区解体。
对该地区历史震例进行回溯,由1980年以来空区内MS≥3.0地震的M—t图(图 2)可以看到,1995年12月18日玛多MS 6.1地震之前该围空存在,持续时间同样为2.5年,被空区内3级地震打破后1.6年发震,说明该空区具有一定重复性。但是2000年9月12日兴海MS 6.6地震之前,该空区并未出现,由于兴海MS 6.6地震与2次玛多地震地处不同构造,因此同一空区没有形成相同的围空现象。
4 结束语玛多MS 7.4地震前形成的MS 3.0地震空区说明,空区内断裂缝合带具有孕育大地震的能力,大地震发生前出现的空区与平静异常是显著异常指标。结合历史地震,研究大地震前空区与平静异常的演化过程,在地震预报中具有重要意义。
韩渭宾, 江道崇, 杨虹, 等. 借助R-t、D-t图结合震中分布图在四川地区圈定空区的研究[M]//国家地震局科技监测司. 地震预报方法应用研究文集: 地震学专辑. 北京: 学术书刊出版社, 1989: 25-40.
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梅世蓉. 中国的地震活动性[J]. 地球物理学报, 1960, 9(1): 1-19. |
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Mogi K. Two kinds of seismic gaps[J]. Pure Appl Geophys, 1979, 117: 1 172-1 186. |