2014年2月12日新疆于田MS7.3級地震的回顧性預測討論

郭安寧，郭增建

（中國地震局蘭州地震研究所，蘭州 730000）

0 引言

2014年2月12日新疆于田縣城東南110 km處發(fā)生MS7.3級地震，震中位置為36.1°N，82.5°E，屬人煙稀少的山區(qū)。為了積累大地震預報的經驗，我們用郭增建研究組過去提出的預測指標，對這個地震的中期和短期預測作了回顧性的討論。

1 靜中動判據及驗證性預測

靜中動判據是郭增建等于1992年提出的方法。其預測目標是7級以上大地震[1-3]。對中國大陸內部近10年不發(fā)生7級地震稱為間歇期，對間歇期前后各扣去2年，以消除大震高潮開始和結束時對間歇期的影響，于是中間所剩下的時段稱為平靜期。預測指標是：在平靜期中發(fā)生6級地震的地方，其附近在將來下一次大震高潮來臨時可能發(fā)生7級或大于7級的地震。我們稱平靜期中的6級地震 （包括6級和7級左右的地震）為“靜中動地震”。

根據歷史地震活動規(guī)律觀察，中國地震的活動平靜期為1940～1945年，1958～1961年和1979～1986年[4]。靜中動地震發(fā)生后，對應在活躍期7級以上地震發(fā)生的時間間隔一般為3～45年。

通常作法，對于靜中動地震只取6級和大于6級地震，但對于2014年2月12日田MS7.3級地震，情況略有特殊，地震前在震中附近于1980年10 月 7 日發(fā)生的 5.8 級地震（35.66°N， 82.07°E），震級比定義的震級強度稍小一點，但落于上述1979～1980年的平靜期內，因且我們認為它是準靜中動地震，這個地震是和田、民豐地區(qū)1975～1992年這17年中最大的一次地震，雖然震級偏小一點，但仍具有預測將來大震的意義，是值得研究的。

1980年10月7日發(fā)生的5.8級地震到2014年2月12日于田東南7.3級大震歷時34年，這也符合上述一般為30～45年的時間間隔。雖然此震級比1992年提出的靜中動地震震級一般為6級偏小0.2級，但相差不多。綜合言之，1980年10月7日發(fā)生的5.8級地震發(fā)生的 “準靜中動地震”對應2014年2月12日新疆于田南MS7.3級地震驗證效果較好。

2 異年倍九律（韻律）及驗證性預測

異年倍九律是郭增建提出的用于短臨預測的地震學方法[5]。異年倍九律的觀點是自然界大氣過程有倍九天韻律，地球自轉速度變化中有9 d的周期成份，月亮引潮力中有較顯著的9 d周期成份，磁暴活動也有9 d的周期成份，這些周期成份可對大震有觸發(fā)作用。如果我們把時間分成一系列的9 d時間間隔，有些年代的歷史地震在這個間隔點上發(fā)生，有些年代的地震在另一個間隔點上發(fā)生，雖然這個 “不同年代”可以相差許多年或數百年，但他們之間的發(fā)震日期之差會呈現(xiàn)出倍9天的時間關系。這就是異年倍九律。 “異年”可以是歷史上的不同年代，也可以包括今后要進行地震預測的年代。

從震源物理的觀點來說，地震越大，越易受外因的觸發(fā)，因大震的體積大，其內包含的不穩(wěn)定點多，受外因觸發(fā)的概率大。雖然我們不知道它們當時受9 d外因觸發(fā)的具體情況，但我們假定它被9 d外因觸發(fā)了，因之可把它的日期作為參考日期向前向后取倍九天的時間去預測今后在同季節(jié)內在同一地區(qū)大震發(fā)生的日期。就這個意義來說，把作參考日期的大震稱 “帶頭地震”，把后面在異年倍九天發(fā)生的地震稱 “被帶地震”。這個帶頭地震的震級我們一般取7.5～8.5級。

2008年3月21日在新疆于田南發(fā)生MS7.3級地震 （35.6°N， 81.6°E）與2014年2月12日發(fā)生的MS7.3級地震震中距相差不到100 km。后一大震的發(fā)生日期是在前一大震發(fā)生日期前37 d（不計發(fā)生年份）屬4個9 d多1 d。

應當指出的是應用異年倍九律推求未來大震發(fā)生日期時應在所研究地區(qū)歷史上至少找到一個相隔9 d或倍9 d的大震先例。這樣預測的效果較好一些。這一點對于田地區(qū)是符合的。在于田東邊不遠就是民豐，民豐在歷史上于1924年7月3日和7月12日分別發(fā)生過71/4級和7.2級地震，它們相隔的時間是9 d。雖然這兩次民豐大震的發(fā)生日期差是 “同年倍九”，但其9 d時間間隔的反映了在于田民豐地區(qū)有9 d周期的某種外因在觸分地震。遂形成了 “同年倍九”和 “異年倍九”這種后果。這樣的先例在國內有一定比例。如1976年唐山7.8級大震發(fā)生于1679年9月2日，三河平谷8級大震前36 d（異年倍九，4×9）；2008年5月12日汶川8級大震發(fā)生于康定1955年4月14日 7.5級大震后 28 d（異年倍九，3×9+1）；2010年4月14日玉樹7.6級地震發(fā)生在附近1947年3月14日達日7.7級地震后27 d；華南1918年2月13日南澳7.3級地震，發(fā)生于1604年12月29日泉州東邊海中7.5級地震之后46 d（5×9+1）。

3 三性法及驗證性預測

1999年郭增建提出三性法[6]，它用于大震發(fā)生年份的預測，屬中期預測方法。所謂三性法即周期性、倍周期性和每個周期的黃金分割性所組成的時間系列，若某地區(qū)歷史上一些大震發(fā)生的年份符合這種系列，則可向未來外推預測該地區(qū)將來大震的發(fā)生年份。對于于田和民豐地區(qū)來說，歷史上只有1924年民豐兩次7.2級地震，因相隔只有9 d，因之可視作一次。另外一次就是2008年3月 21日于田南的 7.3級地震 （35.6°N，81.6°E）如圖1所示。僅有這二次大震發(fā)生的年份，樣本過少，不好應用三性法預測附近下一次大震?？紤]到和田、于田地區(qū)是阿爾金山斷裂帶與西昆侖斷裂帶的交會地區(qū)，因且把西藏西昆侖斷裂帶上1973年亦基臺措7.3級地震和1997年11月8日瑪尼7.5級地震考慮進去，則如圖2所示。這樣就有5次大震了作為樣本地震作為統(tǒng)計震例了。

圖1 于田民豐地區(qū)7級以上大震分布Fig.1 Distribution of earthquakes with M≥7.0 in Yutian and Minfeng areas，Xinjiang

圖2 新疆于田民豐地區(qū)與相鄰西藏地區(qū)的7級以上地震分布Fig.2 Distribution of earthquakes with M≥7.0 in Yutian and Minfeng areas of Xinjiang and its adjacent areas in Xizang

我們發(fā)現(xiàn)，這5次大震大致符合以25年為周期的三性分布。如圖3所示。圖4為僅以發(fā)震日期表示的三性分布。在圖3中下面的橫實線為時間坐標，豎實線為實發(fā)大震年份，圖3中上面的虛線是25年的分段線。1973年的亦基臺7.3級大震距1974年的25年分段點只差1年。1997年的瑪尼7.5級大震距1999年的25年分段點也只差1年多，因為該震發(fā)生在1997年11月。在圖3中，在第4個25年時段中的短段黃金分割點上發(fā)生了2008年的于田南7.3級大震，在爾后的長段黃金分割點上發(fā)生了2014年于田東南的7.3級大震。這是2014年于田東南的7.3級大震后的認識，但它對驗證三性法還是有意義的。按圖3可推測，2024年可能大約在于田民豐附近的阿爾金斷裂帶和其相鄰的西昆侖斷裂帶上再次發(fā)生7級大震。

圖3 于田民豐地區(qū)3次大震的三性分布Fig.3 The triplet distribution of three strong earthquakes in Yutian and Minfeng areas

圖4 阿爾金山西南地震的三性分布Fig.4 The triplet distribution of earthquakes in southwest sector of Altyn Mountains

靜中動與三性法兩個指標結合后對地震的預測效能往往更好，這在2010年青海玉樹7.1級地震以及2013年四川蘆山7.0級地震中較好的映震效果[7-9]。

4 高山峰與大震指標與驗證性預測

1977年在文獻[10]中曾指出震中遷移始發(fā)點上的強震其附近多為高山峰。1994年許紹燮在文獻[11]中指出1931～1933年中國西部等間距排列在北西直線上的大地震（7.5～8.0級），其附近皆有高山峰。對垂直形變同類似的研究分析還見文獻 [12]，2002年和2009年我們進一步指出，整個中國西部山峰是尋找8級大震的指標之一。文獻[14]、 [15]對高山峰指標進行了更詳細的研究與驗證討論。高山峰附近只所以發(fā)震能力強，是因為它是水平力源和垂直力源疊加最強的地方。2014年2月12日于田7.3級地震和2008年3月21日的于田7.3級地震位置較近和相隔時間也較近，它附近正好有一個高達6 920 m的瓊木孜塔格峰，它是藏北和新疆南部交界地區(qū)的第二高峰。2008年的7.3級地震距該高峰更近。我們認為于田地區(qū)在2008年和2014年7級以上大震連發(fā)，與高峰反映的垂直力源與水平力源疊加有關。疊加的地區(qū)地震的強度與頻度則更強更高。

5 討論

2014年的于田東南7.3級大震前于1980年10月7日發(fā)生的5.8級地震，按照靜中動地震定義只有達到6級才算做發(fā)生一次靜中動的地震震級偏小一點，因而我們在7.3級大震前未重視它。通過這次地震的驗證，今后也要考慮落在平靜期中的5.8級地震，因為它很接近6級。在甘肅1987年1月8日在迭部發(fā)生5.8級地震（時間很接近1986年），它可以認為是一個 “準靜中動地震”，在甘肅南部它是1936年以來最大的一次地震。后來在2013年7月22日在其附近的岷縣發(fā)生了6.6級地震[16-17]，造成95人死亡。如果以這個方法，重視了于田地區(qū)上述1980年5.8級地震，則發(fā)震位置就可在一定程度上有所預測。對于新疆地震近期也較為活躍[18]，在2012年6月30日新疆新源和靜交界發(fā)生的6.6級地震也屬于準靜中動地震[19]。另外中國地球物理學會天災預測專業(yè)委員會在2013年11月出版的 “2013年天災預測總結研討學術會議文集”中有沈宗丕根據磁暴二倍法預測的2014年上半年度全球8級左右大地震可能發(fā)生的時間為2014年2月18日±5 d或±10 d發(fā)生（此方法所得結果對預測地點不是長項）。如果考慮上述玉田地區(qū)1980年的5.8級靜中地震，又考慮該地區(qū)的異年倍九律所定時間與濃宗丕的預測日期，則有可能對新疆于田2014年2月12日的大震打個招呼。以上雖是回顧性討論，但它已涉及今后地震預報的思路問題。類似的討論見文獻[20]。在這里就不作更深的討論。

附帶指出的是本文第二作者在1977年[10]以及閆志德郭履燦在1983年[21]皆指出了青藏高原北塊邊界在大震活動中的意義。于田民豐地區(qū)，即為該塊體的南角，亦即北塊兩個邊界，阿爾界山斷裂帶與昆侖山斷裂帶的交會地區(qū)。2008年的于田南7.3級地震和2014年的玉田東南7.3級地震皆位于這個西角地區(qū)（圖5所示）。另外，2001年昆侖山口西8.1級地震和2008年汶川大震也都發(fā)生在青藏高原北塊的邊界上。有鑒于此，我們預測下一步阿爾金山斷裂帶可能發(fā)生大震，它是青藏高原北塊的邊界之一。

圖5 阿爾金山地震分布（黑點）和昆侖山西端地震分布（空圈）Fig.5 Distribution of earthquakes in Altyn Mountains(black dots)and west sector of Kunlun Mountains(empty circles)

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