0 引言

以往研究表明，华北地区前兆异常和中强以上地震沿各地震构造带集中发生，华北地区90%以上的M_s≥5.0地震发生在断裂带及其附近^[1-3]。因此只有将前兆异常空间分布与构造活动性背景有机结合起来，才有可能减少该区前兆异常动态演化图像分析和强震危险区判定中的盲目性。而要实现前兆异常空间分布与构造活动背景的有机集合，首先要对各断裂、构造区(带)的活动性及其强震危险性给予客观的评价^[1-3]。孙士宏等^[4]在“八五”地震预报攻关研究中，曾以断裂产状、活动习性和活动速率的调查结果，结合断裂的强震平均复发间隔、构造应力的多项评估与综合评判，对首都圈地区部分活动断裂的强震危险度做了类别划分。但是受客观与技术条件及认识能力的限制，要全面、准确地获取上述评估中所需要的有关断裂的产状、活动习性等数据，特别是隐伏活动断裂的有关资料是极其困难的。为此，郑文俊等^[1]提出以近30年2级以上(M_L≥2.0)地震的累计频次和近千年来5级以上(M_s≥5.0)地震年发生率的空间分布及其与构造活动背景的关系为依据，考察和评估各构造区(带)的活动性与地震危险性。

本文主要以1980年以来辽宁地区的M_L≥2.0地震的累计频次和1900年以来M_s≥5.0地震年发生率的空间分布及其与活动断裂构造背景的关系为依据，考察和评估省内主要断裂的活动性与地震危险性。通常，小震活动在空间上具有较大的随机性，但小震在空间上分布密度的差异大体上可反映各构造区(带)的应力水平与现今构造活动的基本程度。而强地震活动受区域应力水平的制约和深部构造的控制，因此分析长时间的强地震年均发生率的空间分布与断裂展布的关系，有利于揭示断裂构造带(段)的活动强度与地震危险性^[1]。综合以上两方面，可对辽宁地区主要断裂的现今活动性和地震危险性做初步的评估。

1 辽宁地区主要活动断裂构造(带)

辽宁省及其附近地区断裂构造发育，根据断裂的展布特征，主要将辽宁地区的断裂划分为近EW向、NE NNE向、NW向和近NS向四组，其中以NE NNE向断裂最为发育。据万波等^[5]的研究和整理，辽宁及其附近地区具有一定规模(长度大于50 km)、切割较深、活动性较强的区域性断裂约42条(图 1)。其中，对中强震有控制作用的断裂主要有赤峰—开原断裂、营潍断裂、下辽河平原3条断裂(牛居—油燕沟断裂、辽中断裂、台安断裂)、依兰—伊通断裂(沈阳—四平段)、金州断裂、浑河断裂、海城河断裂、鸭绿江断裂、朝阳—北票断裂、嫩江—八里罕断裂、柳河断裂以及熊岳—庄河NW向构造带、普兰店—长海NW向构造带等。

2 主要构造活动性量化评估 2.1 资料处理与图像合成

考虑到最小完整性震级^[6]，选用1980年以来辽宁地区(38°－44°N，119°－126°E)M_L≥2.0地震资料(不计余震)做空间滑动扫描，窗长为1°× 1°，步长为0.5°×0.5°，得到近40年的辽宁地区M_L≥2.0地震的累计频次空间分布与活动断裂的叠加图。在此基础上，得到基于活动断裂的辽宁地区M_L≥2.0地震年均频次空间分布(图 2)。

2.2 M_L≥2.0地震频次空间分布区的构造活动性分析及量化评估

由基于活动断裂的辽宁地区M_L≥2.0地震年均频次空间分布如图 2所示，1980年以来辽宁地区M_L≥2.0地震主要集中在营口—海城—岫岩和庄河以及金州一带。下面分别对辽宁地区主要断裂构造(带)近40年的M_L≥2.0地震频次分布及其构造背景情况做一简单分析。

海城河断裂(F₈)  海城河断裂为全新世活动断裂。断裂处在胶辽台隆区内，太古宇、下元古界广泛出露，走向NW向，地表有平行该断裂展布的康家岭断裂和王家堡子断裂等次级断裂。1975年7.3级地震后，依据构造地裂缝带、前震和余震分布等确定该隐伏断裂南东至偏岭，北西至旗口，长70 km，地表未见其形迹。从5.5 km长的地震裂缝带的排列和扭动方向判断，该断裂为左旋错动的产物^[7-9]。1900年以来，该断裂及其附近先后发生1975年海城7.3、1978年营口5.9和1999年岫岩5.4级地震^[10]，1980年以来记录M_L≥2.0地震约3 659次，年均频次约92次，空间展布与海城河断裂走向一致，形成密集的NWW向小震活动条带。深部地球物理探测表明，海城震源区中地壳存在明显的低速-高导层^[11-12]。该区为辽宁地震活动的“老震区”，海城河断裂是未来发生中强地震的主要部位。

金州断裂九寨—盖州北段和熊岳—庄河断裂(F₅和F₃₉)  该区构造上处在金州断裂、熊岳—庄河断裂的交汇部位。金州断裂为晚更新世活动断裂，熊岳—庄河断裂为中更新世活动断裂。熊岳—庄河断裂为金州断裂的共轭构造，发震构造以熊岳—庄河断裂为主。金州断裂总体上控制了这一地区的地震活动、构造演化和地貌地形^[13]，区内熊岳盆地发育。地震活动沿金州断裂和熊岳—庄河断裂形成NNE向和NW向的地震条带^[5]，在熊岳地区密度较大，且发生过1940年熊岳5.75级地震，1980年以来M_L≥2.0地震年均频次为20~30次。因此，该构造区(带)为辽宁地震活动水平较强的区域，存在发生中强震的危险。

朝阳—北票断裂和北票—凌源断裂(F₁₈和F₂₁)   朝阳—北票断裂为晚更新世活动断裂，北票—凌源断裂为前第四纪活动断裂。朝阳—北票断裂是主要的发震构造并控制了这一地区的地震活动，区内发育黄花营子、朝阳、冯杖子等一系列小型盆地。历史上419年发生过朝阳5.5级地震，近40多年来断裂附近发生M_L≥2.0地震平均每年约6次，为辽宁省地震活动集中区之一。

浑河断裂和苏子河断裂(F₆和F₃₀)  浑河断裂派生分支构造发育，在浑河断裂北侧，发育若干走向NE、略向NW凸出的分支断裂(如北三家子断裂、北大岭断裂)及NW向伸展的张性断裂(如下甸子沟断裂)。因此，浑河断裂是一条具有不同活动方式的复合断裂。浑河断裂沈阳—抚顺段最新活动时代为中更新世以前，晚更新世以来没有活动，抚顺—清原段晚更新世以来可能有活动，清原—草市段晚更新世以来活动不明显。1980年以来M_L≥2.0地震年均不到1次，为辽宁省构造活动性较弱的地区之一。

由此可见，辽宁地区M_L≥2.0地震累计频次和年均频次的空间展布与活动断裂的发育程度密切相关，而且与构造活动程度相一致。因此，根据图 2中辽宁地区M_L≥2.0地震年均频次的空间分布，将辽宁地区主要构造区(带)的现今构造活动程度划分为4类。

1) 将活动断裂不发育且1980年以来累计M_L≥2.0地震频次几十次(7~100)，即年均地震活动为0~2次的地区，划分为构造活动性弱的地区。如浑河断裂、苏子河断裂和太平哨断裂附近，也就是清原、新宾、桓仁和宽甸一带。

2) 将活动断裂比较发育且1980年以来累计M_L≥2.0地震频次为100~300次，即年均地震活动为5~7次的地区，划分为具有一定构造活动的地区，简称活动区。如朝阳—北票断裂和北票—凌原断裂及其附近，也就是朝阳、阜新和金州一带。

3) 将受活动断裂(带)控制的地区或不同走向断裂的交汇部位，其M_L≥2.0地震累计频次为300~1 000次，即年均地震活动为10~30次，划分为构造活动性较强的地区。如金州断裂九寨—盖州北段和熊岳—庄河断裂及其附近，也就是盖州、熊岳和灯塔地区。

4) 将活动断裂的特殊部位，特别是活动断裂的交汇部位，其1980年以来M_L≥2.0地震频次≥1 000次，年均频次达30次以上，划分为强活动区。如海城河断裂及其附近，也就是营口—海城—岫岩地区。

在上述基于断裂的辽宁各构造区活动程度划分的基础上，进一步对各类活动区赋予相应的构造活动性量化参数(表 1)，主要依据M_L≥2.0地震年均频次由高到低依次将断裂构造分为强活动区、较强活动区、一般活动区和弱活动区，并分别赋予其量化参数0.4、0.3、0.2和0.1，从而建立辽宁地区构造活动性量化评估的数值空间分布图像。在此基础上，可获得基于M_L≥2.0地震年均频次的辽宁地区断裂活动性标度的直观分布图(图 3)。

3 断裂带地震危险性量化评估

根据1900年以来辽宁地区M_s≥5.0地震自然发生率的空间分布与断裂构造的展布关系，分析研究各断裂构造(带)的地震危险性，即主要以历史强震活动来评估断裂构造活动性及现今地震危险性，进而为辽宁地区中长期地震趋势预测与年度危险区判定提供活动断裂(带)的地震危险性背景。

3.1 资料处理与图像合成

选用1900年以来辽宁地区(38°—44°N，119°—126°E)M_s≥5.0地震资料做空间滑动扫描，窗长为1°× 1°，步长为0.5°× 0.5°，得到辽宁地区M_s≥5.0地震的累计频次分布和活动断裂分布叠加图(图 4)。

在此基础上，通过下列公式^[14]可预测未来t年发生k次5级(或6级)地震的概率P_k:

式中，t=3，k=1, v为M_s≥5.0地震年均发震概率，由此可得到辽宁地区主要活动断裂未来3年至少发生1次M_s≥5.0地震的发震概率及其空间分布(图 5)。在此基础上，可分析辽宁地区M_s≥5.0地震发生率空间分布与活动断裂的关系，进而对未来3年各构造活动性及地震危险性进行定量评估。

3.2 辽宁地区主要活动断裂未来3年M_s≥5.0地震发震概率及其地震危险性分析

据中国M_s≥5.0地震目录统计，1900年以来辽宁及邻区共发生M_s≥5.0地震19次(不计余震)，其中5.0~5.9级11次，6.0~6.9级6次，7.0~7.9级2次，如表 2。由这些地震可计算出未来3年辽宁地区M_s≥5.0地震的发生概率，其发生率的数值范围为0.000~0.172，各档发生率出现点数及所占比例情况见表 3。由表 3可见，未来3年辽宁省发生M_s≥5.0地震概率在15%以上的点只有4个，空间分布位于海城河断裂和金州断裂九寨-盖州北段的交汇部位及其附近，这些地区(海城和盖州及其附近)是未来3年M_s≥5.0地震活动的高危区, 这与郑确等^[13]的研究结果相符。发生率在5%~15%之间的点有15个，主要位于柳河断裂和赤峰—开原断裂的交汇处，以及庄河断裂、鸭绿江断裂等活动断裂比较发育的地区及其附近，这些地区是未来3年辽宁省M_s≥5.0地震的主要活动区，期间发生M_s≥5.0地震的概率较高。发生率为2.6%的区域多数位于活动断裂附近，这些地区是1900年以来M_s≥5.0地震频次不高或震级强度不高的地区。发生率为0%的地区一般位于活动断裂不发育的地区，这些地区1900年以来无M_s≥5.0地震发生或频次和活动强度均不高。

基于上述认识，根据辽宁地区M_s≥5.0地震的发生概率，将主要活动断裂未来3年发生M_s≥5.0地震的危险性划分为4档，分别赋予相应的地震危险性及评估参量(表 3)，并依据危险性的高、较高、一般、低分别以红色、橙色、黄色和绿色标度，最终得到基于活动断裂的M_s≥5.0地震发震概率空间标度结果(图 6)。

4 结论与展望

本文基于辽宁地区主要活动断裂的几何特征和空间展布，通过对1980年以来辽宁地区M_L≥2.0地震的累计频次和1900年以来M_s≥5.0地震的年发生率的空间分布及其与活动断裂构造背景关系的研究，获得了基于地震学的省内主要断裂和构造区(带)的活动性与地震危险性的初步评估结果。

1) 辽宁地区主要构造断裂活动性较高的有：海城河断裂、金州断裂九寨—盖州北段、朝阳—北票断裂等；辽宁地区未来3年发生M_s≥5.0地震危险性较高的断裂依次有：海城河断裂、金州断裂、熊岳—庄河断裂、鸭绿江断裂及赤峰—开原断裂与柳河断裂交汇处等。

2) 在判定区域地震危险性和城市地震风险时，除了依据前兆异常的空间分布，还应充分考虑区内主要构造(断裂)的活动性与地震危险性。

该评估结果可为辽宁地区地震风险评估模型构建和灾害预测提供基础资料和参考。上述结果是单纯基于历史地震和现代小震获得的，实际上开展地震构造的危险性评估需要对地质构造进行详细、系统的调查和研究，同时结合卫星和航空遥感影像解译、探槽、古地震等，这方面国内学者已做了大量的研究^[15-17]。因此，未来需通过多学科多方法的综合研究，才能更为准确地给出辽宁地区地震构造的危险性判定结果。