地震活動性

地震活動性（Seismicity）是指一定區域內一定時期的地震活動特性，包括地震的時間、空間分布特點和地震頻度、地震強度的變化。研究地震活動性，主要是根據地震觀測系統測定的（或歷史資料中記載的）地震發生的時間、空間位置（震中和震源深度）和強度（震級或震中烈度）等基本參數並研究這些參數之間的相互關係。另外，也有人把震源參數的變化（如地震矩、應力降、破裂性質和震源機制解等的變化）作為地震活動性的一項研究內容。

基本介紹

• 中文名：地震活動性
• 外文名：Seismicity
• 含義：一定時期的地震活動特性
• 包括：地震的時間
• 描述內容：描述地震的地理分布
• 學科：固體地球物理學

主要特徵

地震活動性是指所有地震活動時空分布等特點的總稱。 主要包括地震頻度、地震強度、地震活動圖像、地震活動周期性、地震圍空、地震條帶、波速比、b值、前震活動、餘震活動等。對它的研究可為地震成因研究和地震預報提供依據，對於研究地質構造活動、地殼運動以及地球構造等都具有十分重要的意義。隨著電子計算機、遙感技術等的套用，地震活動性研究不斷深化，其套用範圍更加廣泛。

早期研究

早期的地震活動性研究側重於描述地震的地理分布和分析地震活動的區域特徵。20世紀中葉以後，提出了地震預測的研究課題。人們為了尋找大地震的前兆，在地震活動性研究中也著重分析考察大地震前後中小地震的時空圖像。

地理分布

地震活動的地理分布是不均勻的，某些地區地震活動相當強烈，而在另一些地區，地震活動很弱。表示地震活動地理分布最常用的方法是將地震發生的地點和強度標示在圖上，繪製震中分布圖。從震中分布圖上可以看到，大地震往往只在某些特定的地區發生。地震活動頻繁而強烈的區域稱為地震區；許多大地震群集的狹長地帶，稱為地震帶。

區域特性

區分不同地區或地帶內一定時期大小地震頻度的比例關係。1944年，古登堡和里克特（C.F.Rich-ter），首先提出使用震級－頻度的經驗公式來描述世界各地區地震活動性的差異，這個公式的常用形式為：lgN(M)=ɑ-bM，

式中N(M)是以震級M為中心的小區間（M±△M)在一定時期內發生地震的次數；ɑ和 b是常數，ɑ表征在統計時間、區域內的地震活動水平，b值表示該地大小地震數的比例關係，大地震數目相對多時，b值則小，b值大小和該地區的介質強度以及應力大小有關。古登堡等對全球地震統計得到：在環太平洋島弧地帶，ɑ和b值均高；大陸內部，ɑ、b值較低。一個地區地震活動性的強弱也可以用單位時間內單位面積所放出的地震波能量來衡量。1958年，蘇聯的里茲尼欽科（Ю．В．Ризничeнко）提出用地震活動度（單位面積內發生相當於地震能級10爾格的地震數）來表示一定地區內不同地點地震活動性的相對強度。因此可結合地質構造特徵或震源機制解所顯示的斷層錯動性質的構造應力場，表征區域地震活動特性。

中國地震活動構造圖

分布圖像

大地震發生前，在震中區或較大區域內，有中小地震出現某種特徵性的圖像，並以此作為大震的前兆來看待。這些特徵性的圖像，可能是地殼內部岩體應力狀態變化的一種反映。仔細分析大震前的地震活動圖像，有助於了解地震孕育過程，以及估計未來地震發展趨勢。

時間分布 　

大地震前中、小地震活動逐漸增強，同時b值降低，在大震臨近發生時，中、小地震又出現暫時的平靜。最簡單表示大震前後地震時間序列的方法是繪製M-t圖，即在時間軸（t）上畫出一系列豎線表示發生一系列地震，豎線的高度表示震級（M）的大小。與此類似的還有 N-t圖和E-t圖，分別表示地震頻度和能量隨時間的變化。貝尼奧夫（H.Benioff）建議用應變能釋放曲線（唙-t圖，又稱蠕變曲線）表示地震的時間序列，其優點是可以藉此估計地震序列的未來發展趨勢。地震時間序列的一般特點是，在一定地區內，地震活動的起伏性和周期性，地震活動的活躍期和平靜期常交替出現。地震活動沒有嚴格的周期性，但一定地區內大地震相隔若干年有重複發生的現象。例如中國1679年河北省三河、平谷大地震和1976年唐山大地震，時間相隔約為300年，與華北全區地震活動的重複期相吻合。在地震預報實踐中，有用數理統計方法從地震活動的時間序列中提取和分析地震周期，模擬某區帶內地震發生的成叢模式等。

空間分布

大地震震中周圍，中、小地震密集發生，形成環狀，而中心部分形成地震空區，也有的中、小地震排列成帶狀，或者形成兩個交叉的條帶，未來的大地震有可能在條帶的交叉點附近發生。日本茂木清夫發現，在相繼發生一系列大地震的某些地震帶上，若存在尚未發生大地震的空段，未來的大地震便可能在此活動帶的空段上發生。有些地區，大地震的震中互相連結，往往構成一定形式的網路狀分布；在另外一些地區，大地震的震中有向一定方向遷移或者在某個空缺部位發生的現象。這些地震活動圖像的形成和其構造環境有關，可能反映區域構造應力作用過程，這些地震圖像的變化趨勢，也可能為地震預報提供信息。

全球分析

60年代世界標準地震台網（WWSSN）建立以後，才能較準確地測定全球的中等強度以上的地震，為全球地震活動性的研究積累了更為全面的資料。

對人類危害最大的是淺源大地震，據阿部勝征等人1980年統計，自1897～1977年的81年間全球共發生了震級（圖1)）的地震139次，1900～1952年期間平均每年發生震級（圖1）的地震為2.1次，在這期間共發生震級Ms≥8.5的特大地震4次。1953～1977年間全球大地震的頻度比前50年明顯的低，平均每年為1.2次。近25年來全球發生的特大地震是1960年智利地震和1964年美國阿拉斯加地震，震級分別為Ms=8.3，Ms=8.4。1976年中國唐山地震的震級為Ms=7.8，也被列入世界特大地震之列。

圖1

圖1

全球特大地震每年不過1～2次，而Ms>3.5的地震約有幾萬次，表表示平均每年全球發生各個震級區間的地震數及其相應的地震能量。通常地震震級每提高1級，地震次數約增加6～7倍。對於Ms>8級的地震並不是按比例數遞降，而是急劇減少，這也許是由各地區岩石所能承受的最大強度決定的。

全球地震分布　 1954年，古登堡和里克特利用當時積累的近50年的儀器觀測資料，全面地論述了全球的地震活動性。後來，隨著資料的日益積累，對全球地震活動情況有了更為明確的認識，全球震中分布圖是美國海岸和大地測量局1961～1967年繪製的。全球地震分布和全球板塊構造有著密切的關係，地震主要分布在板塊匯聚帶和擴張帶上。

環太平洋地震帶　地震主要集中在太平洋周圍巨大的太平洋板塊與周圍的大陸板塊碰撞交接處。這裡分布著大部分淺源大地震和中深源地震，以及幾乎全部深源地震。地震分布從太平洋最北部的阿留申群島向東西兩個方向伸展；西經堪察加、千島群島到日本，向南繞菲律賓海板塊分成東西二支；西支經琉球群島、台灣、菲律賓和蘇拉威西，東支經小笠原群島、馬利亞納到澳大利亞以北的紐幾內亞島、新赫布里底，而後經紐西蘭與南太平洋相接；由阿留申群島向東經阿拉斯加、加利福尼亞、墨西哥、加勒比海以東，再向南經秘魯到智利。

環太平洋帶上的淺源大地震的能量釋放約占全球總釋放能量的75%，中深源和深源地震約占90%，其中尤以日本、堪察加和南美的智利一帶為最強。這裡不僅集中著大量淺源地震，中深源和深源地震也很活躍。這兩個地區釋放的地震能量分別占全帶地震能量的20%以上。

整個環太平洋帶上，中深源地震比較普遍，而深源地震只分布在紐西蘭、新赫布里底、紐幾內亞島、巽他群島、蘇拉威西和棉蘭、菲律賓一帶，日本海到中國的吉林省也有深源地震分布。全球最深的地震深達 700公里左右，只在薩摩亞群島、巽他群島、蘇拉威西和棉蘭記錄到。

地中海-南亞地震帶　 又稱歐亞地震帶。這條帶西起大西洋中的亞速爾群島，東到印度尼西亞。這裡分布著除環太平洋帶以外的大部分淺源大地震和其餘全部的中深源地震。淺源地震釋放的能量約占全球淺源地震總能量的20%左右，中深源地震能量占11%。自有近代地震儀器記錄以來，這裡僅觀測到一次5級的深源地震，1954年3月29日發生在西班牙南部，震源深度在600公里以上。這一地震帶上的中深源地震在某些地區分布比較集中，如緬甸弧、興都庫什、羅馬尼亞的弗朗恰、愛琴海、義大利的西西里島北部等地區；淺源地震分布在一個相當寬的地帶內，常常在兩個碰撞帶的南北兩側，在寬達1000多公里範圍內均有地震頻繁發生，這和環太平洋帶上的地震分布在一個狹窄地帶上有著顯著的差別。麥肯齊（D.P.McKenzie）曾解釋引起大陸內廣闊地震分布的兩個可能原因：一是大陸地區有眾多的老斷層，後來重新活動；另一個原因是大陸板塊的岩石比海洋板塊具有更多的矽鋁質、富矽酸成分（如花崗岩類），在低溫條件下更容易發生形變。在整個歐亞地震帶內，地震活動最強的地方為帕米爾和阿薩姆地區，這裡的地震不僅頻度高，且強度大。1897年和1950年分別在印度阿薩姆和中國察隅、墨脫一帶發生8.6級世界罕見的特大地震。

地震活動性

全球斷裂帶地震帶　某些地震活動主要集中在裂谷帶內。震源深度均在30公里以內，沒有深源和中深源地震，到現今記錄到地震的最高震級為7.5級，頻度也較低。裂谷在大陸、海洋和陸、洋過渡地帶都有。

①大陸斷裂帶　有東非裂谷、貝加爾裂谷、萊茵地塹裂谷等。這是大陸內部地殼破裂的地方，常與第四紀甚至近代火山活動相伴隨。東非裂谷中地震活動性最強的是西裂谷帶，在20世紀初期有過強烈的地震活動，在坦噶尼喀湖南部1910年12月13日發生過Ms=7.3級地震，以後這一裂谷帶上只有6級左右的地震，且都集中在盧安達一帶。蘇聯貝加爾裂谷也是大陸內部有名的地震帶，20世紀最大的地震是1957年 6月27日發生在貝加爾湖東北端，震級為Ms=7.5的地震。1862年1月12日在貝加爾湖南部也曾發生過Ms=7.5的地震。歐洲萊茵地塹的地震活動性是不高的，近200年來有8次震級Ms=5.0～5.4的地震，記錄到的最大地震發生在1911年10月16日，Ms=6.25。盆地山脈裂谷帶是美國西部的重要地震帶，歷史上發生過多次7～7.5級的地震。

②洋脊裂谷帶　包括大西洋、太平洋、印度洋和北冰洋中的嶺脊部分。這是近代板塊擴張的地帶，地震都發生在洋脊附近或轉換斷層處，成狹窄帶狀分布，這裡的地震活動水平不高，震級小於7。

③海洋與大陸間的過渡型裂谷帶　如亞丁灣、紅海、加利福尼亞灣地區，這類裂谷內的地震頻度不高，最大地震約7級。

穩定地區

在大洋盆地內部是由年輕的剛性強的洋殼組成，除上述洋脊弱震帶外，幾乎很少發生地震；在大陸內部，如加拿大地盾、巴西地台、西伯利亞地台、北歐地台、阿拉伯地台和南極等，它們多系古老（前寒武紀）岩石組成的陸殼，這些地方很少或幾乎沒有大地震發生。

其他地區　在大陸內部，或板塊內部，如中國的華北地區、蒙古杭愛山區、澳大利亞、印度和美國東部地區都有地震。這些地震分布零散、頻度低，但強度高,有時會發生8級甚至個別到8.5級的地震。

中國分析

中國大陸內部的地震多屬淺源地震，只在吉林東部一個很小的區域內有深震。這是由日本海溝向西以30°傾角向下延伸過來的震源帶，深度可達600公里左右，震級一般為6～7級左右。中深源地震出現於台灣的北部和東南部海域；在西天山南部、崑崙山和喜馬拉雅山一帶均有少量中深源地震，深度在100～200公里左右。

1900年以前在中國東部的山東、山西、河北、台灣、寧夏、甘肅、雲南和東南沿海等地，歷史上均曾發生過大地震。中國西部地區，如新疆、西藏、青海等地則很少有地震的記載，這顯然是由於文化不發達的原因。1900年以後的地震分布，就顯示了中國西部很高的地震活動性。兩相比較，東部地區遠不如西部地區頻繁，但是東部地區7級以上的地震近20次，歷史上有一些重要城鎮曾遭受地震毀壞。中國可劃分為23個地震帶。台灣東部地震帶的地震活動性最高，從1926年到1975年的50年內共發生震級Ms≥7的地震24次，相當於全國同期地震的40%。西藏察隅地震帶和天山南部地震帶也具有相當高的地震活動水平。滇東帶和康定甘孜帶上近百年來大地震頻繁發生。中國東部地區、山西帶和渭河帶歷史上均曾發生過非常強烈的地震，但是近一些年來，地震活動性不高，處於相對平靜狀態。

華北地震分布區