2014年2月12日新疆于田MS7.3级地震的回顾性预测讨论

2014-11-20郭安宁郭增建

华南地震 2014年4期

关键词：大震民丰于田

郭安宁，郭增建

（中国地震局兰州地震研究所，兰州 730000）

0 引言

2014年2月12日新疆于田县城东南110 km处发生MS7.3级地震，震中位置为36.1°N，82.5°E，属人烟稀少的山区。为了积累大地震预报的经验，我们用郭增建研究组过去提出的预测指标，对这个地震的中期和短期预测作了回顾性的讨论。

1 静中动判据及验证性预测

静中动判据是郭增建等于1992年提出的方法。其预测目标是7级以上大地震[1-3]。对中国大陆内部近10年不发生7级地震称为间歇期，对间歇期前后各扣去2年，以消除大震高潮开始和结束时对间歇期的影响，于是中间所剩下的时段称为平静期。预测指标是：在平静期中发生6级地震的地方，其附近在将来下一次大震高潮来临时可能发生7级或大于7级的地震。我们称平静期中的6级地震（包括6级和7级左右的地震）为“静中动地震”。

根据历史地震活动规律观察，中国地震的活动平静期为1940～1945年，1958～1961年和1979～1986年[4]。静中动地震发生后，对应在活跃期7级以上地震发生的时间间隔一般为3～45年。

通常作法，对于静中动地震只取6级和大于6级地震，但对于2014年2月12日田MS7.3级地震，情况略有特殊，地震前在震中附近于1980年10 月 7 日发生的 5.8 级地震（35.66°N， 82.07°E），震级比定义的震级强度稍小一点，但落于上述1979～1980年的平静期内，因且我们认为它是准静中动地震，这个地震是和田、民丰地区1975～1992年这17年中最大的一次地震，虽然震级偏小一点，但仍具有预测将来大震的意义，是值得研究的。

1980年10月7日发生的5.8级地震到2014年2月12日于田东南7.3级大震历时34年，这也符合上述一般为30～45年的时间间隔。虽然此震级比1992年提出的静中动地震震级一般为6级偏小0.2级，但相差不多。综合言之，1980年10月7日发生的5.8级地震发生的 “准静中动地震”对应2014年2月12日新疆于田南MS7.3级地震验证效果较好。

2 异年倍九律（韵律）及验证性预测

异年倍九律是郭增建提出的用于短临预测的地震学方法[5]。异年倍九律的观点是自然界大气过程有倍九天韵律，地球自转速度变化中有9 d的周期成份，月亮引潮力中有较显著的9 d周期成份，磁暴活动也有9 d的周期成份，这些周期成份可对大震有触发作用。如果我们把时间分成一系列的9 d时间间隔，有些年代的历史地震在这个间隔点上发生，有些年代的地震在另一个间隔点上发生，虽然这个 “不同年代”可以相差许多年或数百年，但他们之间的发震日期之差会呈现出倍9天的时间关系。这就是异年倍九律。 “异年”可以是历史上的不同年代，也可以包括今后要进行地震预测的年代。

从震源物理的观点来说，地震越大，越易受外因的触发，因大震的体积大，其内包含的不稳定点多，受外因触发的概率大。虽然我们不知道它们当时受9 d外因触发的具体情况，但我们假定它被9 d外因触发了，因之可把它的日期作为参考日期向前向后取倍九天的时间去预测今后在同季节内在同一地区大震发生的日期。就这个意义来说，把作参考日期的大震称 “带头地震”，把后面在异年倍九天发生的地震称 “被带地震”。这个带头地震的震级我们一般取7.5～8.5级。

2008年3月21日在新疆于田南发生MS7.3级地震（35.6°N， 81.6°E）与2014年2月12日发生的MS7.3级地震震中距相差不到100 km。后一大震的发生日期是在前一大震发生日期前37 d（不计发生年份）属4个9 d多1 d。

应当指出的是应用异年倍九律推求未来大震发生日期时应在所研究地区历史上至少找到一个相隔9 d或倍9 d的大震先例。这样预测的效果较好一些。这一点对于田地区是符合的。在于田东边不远就是民丰，民丰在历史上于1924年7月3日和7月12日分别发生过71/4级和7.2级地震，它们相隔的时间是9 d。虽然这两次民丰大震的发生日期差是 “同年倍九”，但其9 d时间间隔的反映了在于田民丰地区有9 d周期的某种外因在触分地震。遂形成了 “同年倍九”和 “异年倍九”这种后果。这样的先例在国内有一定比例。如1976年唐山7.8级大震发生于1679年9月2日，三河平谷8级大震前36 d（异年倍九，4×9）；2008年5月12日汶川8级大震发生于康定1955年4月14日 7.5级大震后 28 d（异年倍九，3×9+1）；2010年4月14日玉树7.6级地震发生在附近1947年3月14日达日7.7级地震后27 d；华南1918年2月13日南澳7.3级地震，发生于1604年12月29日泉州东边海中7.5级地震之后46 d（5×9+1）。

3 三性法及验证性预测

1999年郭增建提出三性法[6]，它用于大震发生年份的预测，属中期预测方法。所谓三性法即周期性、倍周期性和每个周期的黄金分割性所组成的时间系列，若某地区历史上一些大震发生的年份符合这种系列，则可向未来外推预测该地区将来大震的发生年份。对于于田和民丰地区来说，历史上只有1924年民丰两次7.2级地震，因相隔只有9 d，因之可视作一次。另外一次就是2008年3月 21日于田南的 7.3级地震（35.6°N，81.6°E）如图1所示。仅有这二次大震发生的年份，样本过少，不好应用三性法预测附近下一次大震。考虑到和田、于田地区是阿尔金山断裂带与西昆仑断裂带的交会地区，因且把西藏西昆仑断裂带上1973年亦基台措7.3级地震和1997年11月8日玛尼7.5级地震考虑进去，则如图2所示。这样就有5次大震了作为样本地震作为统计震例了。

图1 于田民丰地区7级以上大震分布Fig.1 Distribution of earthquakes with M≥7.0 in Yutian and Minfeng areas，Xinjiang

图2 新疆于田民丰地区与相邻西藏地区的7级以上地震分布Fig.2 Distribution of earthquakes with M≥7.0 in Yutian and Minfeng areas of Xinjiang and its adjacent areas in Xizang

我们发现，这5次大震大致符合以25年为周期的三性分布。如图3所示。图4为仅以发震日期表示的三性分布。在图3中下面的横实线为时间坐标，竖实线为实发大震年份，图3中上面的虚线是25年的分段线。1973年的亦基台7.3级大震距1974年的25年分段点只差1年。1997年的玛尼7.5级大震距1999年的25年分段点也只差1年多，因为该震发生在1997年11月。在图3中，在第4个25年时段中的短段黄金分割点上发生了2008年的于田南7.3级大震，在尔后的长段黄金分割点上发生了2014年于田东南的7.3级大震。这是2014年于田东南的7.3级大震后的认识，但它对验证三性法还是有意义的。按图3可推测，2024年可能大约在于田民丰附近的阿尔金断裂带和其相邻的西昆仑断裂带上再次发生7级大震。

图3 于田民丰地区3次大震的三性分布Fig.3 The triplet distribution of three strong earthquakes in Yutian and Minfeng areas

图4 阿尔金山西南地震的三性分布Fig.4 The triplet distribution of earthquakes in southwest sector of Altyn Mountains

静中动与三性法两个指标结合后对地震的预测效能往往更好，这在2010年青海玉树7.1级地震以及2013年四川芦山7.0级地震中较好的映震效果[7-9]。

4 高山峰与大震指标与验证性预测

1977年在文献[10]中曾指出震中迁移始发点上的强震其附近多为高山峰。1994年许绍燮在文献[11]中指出1931～1933年中国西部等间距排列在北西直线上的大地震（7.5～8.0级），其附近皆有高山峰。对垂直形变同类似的研究分析还见文献 [12]，2002年和2009年我们进一步指出，整个中国西部山峰是寻找8级大震的指标之一。文献[14]、 [15]对高山峰指标进行了更详细的研究与验证讨论。高山峰附近只所以发震能力强，是因为它是水平力源和垂直力源叠加最强的地方。2014年2月12日于田7.3级地震和2008年3月21日的于田7.3级地震位置较近和相隔时间也较近，它附近正好有一个高达6 920 m的琼木孜塔格峰，它是藏北和新疆南部交界地区的第二高峰。2008年的7.3级地震距该高峰更近。我们认为于田地区在2008年和2014年7级以上大震连发，与高峰反映的垂直力源与水平力源叠加有关。叠加的地区地震的强度与频度则更强更高。

5 讨论

2014年的于田东南7.3级大震前于1980年10月7日发生的5.8级地震，按照静中动地震定义只有达到6级才算做发生一次静中动的地震震级偏小一点，因而我们在7.3级大震前未重视它。通过这次地震的验证，今后也要考虑落在平静期中的5.8级地震，因为它很接近6级。在甘肃1987年1月8日在迭部发生5.8级地震（时间很接近1986年），它可以认为是一个 “准静中动地震”，在甘肃南部它是1936年以来最大的一次地震。后来在2013年7月22日在其附近的岷县发生了6.6级地震[16-17]，造成95人死亡。如果以这个方法，重视了于田地区上述1980年5.8级地震，则发震位置就可在一定程度上有所预测。对于新疆地震近期也较为活跃[18]，在2012年6月30日新疆新源和静交界发生的6.6级地震也属于准静中动地震[19]。另外中国地球物理学会天灾预测专业委员会在2013年11月出版的 “2013年天灾预测总结研讨学术会议文集”中有沈宗丕根据磁暴二倍法预测的2014年上半年度全球8级左右大地震可能发生的时间为2014年2月18日±5 d或±10 d发生（此方法所得结果对预测地点不是长项）。如果考虑上述玉田地区1980年的5.8级静中地震，又考虑该地区的异年倍九律所定时间与浓宗丕的预测日期，则有可能对新疆于田2014年2月12日的大震打个招呼。以上虽是回顾性讨论，但它已涉及今后地震预报的思路问题。类似的讨论见文献[20]。在这里就不作更深的讨论。

附带指出的是本文第二作者在1977年[10]以及闫志德郭履灿在1983年[21]皆指出了青藏高原北块边界在大震活动中的意义。于田民丰地区，即为该块体的南角，亦即北块两个边界，阿尔界山断裂带与昆仑山断裂带的交会地区。2008年的于田南7.3级地震和2014年的玉田东南7.3级地震皆位于这个西角地区（图5所示）。另外，2001年昆仑山口西8.1级地震和2008年汶川大震也都发生在青藏高原北块的边界上。有鉴于此，我们预测下一步阿尔金山断裂带可能发生大震，它是青藏高原北块的边界之一。