華北構(gòu)造區(qū)主震型段和多震型段劃分與強震孕育模式初探

朱紅彬 邢成起 張洪魁 李 紅 岳曉媛 武敏捷（北京市地震局，北京 100080）

華北構(gòu)造區(qū)主震型段和多震型段劃分與強震孕育模式初探

朱紅彬 邢成起 張洪魁 李 紅 岳曉媛 武敏捷
（北京市地震局，北京 100080）

以構(gòu)造特征和地震活動特點等方面的差異性為主要依據(jù)，將華北構(gòu)造區(qū)主要地震帶統(tǒng)一劃分為長度數(shù)百千米的若干地震構(gòu)造段；再以構(gòu)造特征和地震活動特點等方面的相似性為主要依據(jù)，將華北構(gòu)造區(qū)主要地震帶劃分為主震型段和多震型段兩種類型。本研究擬在華北構(gòu)造區(qū)北東東—南西西向、近水平的統(tǒng)一構(gòu)造應(yīng)力場作用背景下，探討主震型段和多震型段的強震孕育模式。

（1）主震型模式及其成因。典型如銀川—河套地震帶銀川段、河北平原地震帶三河—淶水段和唐山—邢臺段、郯廬地震帶濰坊—嘉山段，控震斷裂多為北北東向（部分略偏北東）甚至近南北向，在北東東—南西西向構(gòu)造應(yīng)力場作用下，主要為右旋走滑斷裂，部分兼逆沖，體現(xiàn)壓扭性環(huán)境特點。一方面北北東向斷層下面往往發(fā)育有高角度深大斷裂，多為次級塊體邊界帶，為大震孕育提供了蘊震場所；另一方面在北東東—南西西向構(gòu)造應(yīng)力場作用下，北北東向斷裂與北東東—南西西向構(gòu)造應(yīng)力場大角度相交，導(dǎo)致北北東向斷裂容易出現(xiàn)強烈閉鎖，經(jīng)過長期孕震并發(fā)生巨大地震（圖1a）。由于主震復(fù)發(fā)周期長，因此，至少在2個活動期內(nèi)（華北第三活動期以來，1000年內(nèi)）呈現(xiàn)主震型特點，即主震前后總體呈現(xiàn)震級爬升和下降現(xiàn)象，而且主震震級越大，震前往往閉鎖更強烈和震后釋放更完全，表現(xiàn)為主震前后數(shù)十年甚至數(shù)百年內(nèi)出現(xiàn)中強地震長期平靜。

（2）多震型模式及其成因：典型如汾渭地震帶延慶—代縣段、郯廬地震帶渤海段和嘉山—廣濟段，控震斷裂一般為北西西向（部分略偏北西向）或北東東向，多為多組斷裂交匯處，在北東東—南西西向構(gòu)造應(yīng)力場作用下，主要為左旋走滑斷裂或張性斷裂，體現(xiàn)張扭性環(huán)境特點。一方面北西西向或北東東向斷層下面多未發(fā)現(xiàn)高角度深大斷裂，缺少可以孕育大震的蘊震場所；另一方面在北東東—南西西向構(gòu)造應(yīng)力場作用下，北西西向和北東東向斷裂與構(gòu)造應(yīng)力場往往小角度相交（甚至方向一致），相對主震型段易于發(fā)生中、強震，難以發(fā)生強烈閉鎖并孕育8級左右地震（圖1b，c）。由于主震復(fù)發(fā)周期較短，往往在一個活動期內(nèi)（華北第三或第四活動期，300年左右）多次發(fā)生震級相差不大的主震，呈現(xiàn)多震型特點。

綜合分析認(rèn)為，華北構(gòu)造區(qū)晚第三紀(jì)以來北北東向右旋平移斷裂，主要繼承了導(dǎo)致華北克拉通破壞的晚中生代北北東向巨型左旋平移斷裂和巨型伸展構(gòu)造，大震多與切割莫霍面的北北東向高角度右旋深大斷裂有關(guān)，在北東東—南西西向近水平的統(tǒng)一構(gòu)造應(yīng)力場作用下，華北構(gòu)造區(qū)不同走向斷裂帶具有不同的構(gòu)造變形機制。其中，與統(tǒng)一構(gòu)造應(yīng)力場大角度相交的北北東向高角度深大斷裂易于出現(xiàn)強烈閉鎖并孕育大震，表現(xiàn)為主震型模式；與統(tǒng)一構(gòu)造應(yīng)力場小角度相交的其他方向斷裂易發(fā)生中、強震，難以孕育大震，表現(xiàn)為多震型模式見圖1。

圖1 華北構(gòu)造區(qū)NEE-SWW向構(gòu)造應(yīng)力場作用下NNE、NEE、NWW向斷層運動機制示意圖