四川省1967-2017年地震活動空間分布規(guī)律研究

【摘要】：地震災(zāi)害相較于其他自然災(zāi)害，更具有直接傷害性，地震災(zāi)害每年都威脅著數(shù)以萬計(jì)人的生命和財產(chǎn)安全。本文選取1967-2017年四川省地震目錄數(shù)據(jù)結(jié)合四川省斷裂系統(tǒng)圖，基于ArcGIS10.2空間分析模塊的熱點(diǎn)分析和方向分布（標(biāo)準(zhǔn)差橢圓）方法，對四川省地震分布進(jìn)行研究分析。標(biāo)準(zhǔn)差橢圓結(jié)果表明，四川省1967-2017年5級以上的地震多分布在四川東北方向，與龍門山斷裂帶平行分布，且有向東北方向移動的趨勢;2級以上地震則主要分布于四川的東南部，有向東移動的趨勢，但并不明顯。

【關(guān)鍵詞】：地震;ArcGIS 標(biāo)準(zhǔn)差橢圓 斷裂帶

地震是給人類社會造成損失最為嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，其強(qiáng)大的毀滅力嚴(yán)重威脅著災(zāi)區(qū)人民的生命以及財產(chǎn)安全。地震活動性研究就是通過分析一定震級區(qū)間的地震時間、空間分布特征，探討其物理含義，進(jìn)一步對地震發(fā)生的規(guī)律進(jìn)行科學(xué)總結(jié)【1】。目前，已經(jīng)有很多學(xué)者做這方面的工作，很多研究表明了地震的發(fā)生是有規(guī)律可尋的[2-3]。本文通過空間統(tǒng)計(jì)、度量地理分布等方法對四川省1967-2017年間地震目錄數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，研究四川省地震活動的空間分布規(guī)律、走向趨勢，以及與斷裂帶分布的空間關(guān)系。

一、研究區(qū)概況

四川省地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜多樣，跨中國三大構(gòu)造域：西部是特提斯—喜馬拉雅構(gòu)造域，東部屬濱太平洋構(gòu)造域，北部古亞洲構(gòu)造域。新生代以來受青藏高原地殼物質(zhì)向東側(cè)向運(yùn)移和阿薩姆構(gòu)造結(jié)頂點(diǎn)楔入的共同作用，其地殼運(yùn)動十分復(fù)雜，新構(gòu)造變形和地震活動十分強(qiáng)烈，是中國大陸最顯著的強(qiáng)震活動區(qū)域。

二、方法與數(shù)據(jù)來源

（一）數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來自中國地震信息網(wǎng)數(shù)據(jù)共享，中國地震信息網(wǎng)的地震目錄數(shù)據(jù)中包括了詳細(xì)的地震時間（年月日以及時分秒）、震中位置（經(jīng)緯度坐標(biāo)）、地震深度（km）、地震級數(shù)（M）以及地震的參考位置地名等屬性信息，數(shù)據(jù)時間段為1967-2017年。

（二）空間分布統(tǒng)計(jì)法

空間分布統(tǒng)計(jì)學(xué)是研究空間分布整體性特征的統(tǒng)計(jì)描述、預(yù)測、估計(jì)和檢驗(yàn)。盡管空間統(tǒng)計(jì)和非空間統(tǒng)計(jì)在概念和目標(biāo)等方面存在一定的相似性，但是空間統(tǒng)計(jì)因?yàn)槭菍ｉT為了處理地理數(shù)據(jù)而開發(fā)的，所以具有其固定的獨(dú)特性。

（1）熱點(diǎn)分析

熱點(diǎn)分析是局部空間自相關(guān)的一種判定模式，通過對數(shù)據(jù)集中的每一個要素計(jì)算來得到高值或低值要素在空間上發(fā)生聚類的位置，能夠直觀了解高低值在何處發(fā)生了聚類及其聚類的密集程度。本文使用ArcGIS10.2的熱點(diǎn)分析工具，以震級為參數(shù)進(jìn)行計(jì)算統(tǒng)計(jì)，得到震級低值和高值在空間上發(fā)生聚類的位置。

（2）方向分布

由平均中心為起點(diǎn)對X，Y的標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行計(jì)算，定義橢圓的軸，因此該橢圓被稱為標(biāo)準(zhǔn)差橢圓（SDE）。SDE的空間范圍表示地理要素空間分布的主體區(qū)域;中心表示地理要素空間分布的相對位置;方位角反映分布的主趨勢方向;長軸表征地理要素在主趨勢方向上的離散程度核心邊緣結(jié)構(gòu);短軸表征地理要素在次要方向上的離散程度。

三、結(jié)果與分析

（一）空間可視化分析

利用ArcGIS10.2對這些地震目錄屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化，可知近年來地震活動主要集中分布于四川省中部和東北部，以及四川的西部、南部地區(qū)，地震空間分布規(guī)律基本沿地震斷裂帶分布。川東北部震級為5級及以上的地震近年來一直在增加，川南地區(qū)地震一直在減少。

（二）熱點(diǎn)分析

近50年間四川省地震活動頻繁，多發(fā)生在斷裂帶及其附近。地震活動密集區(qū)分別為川西北甘孜—理塘、泥曲—玉科斷裂帶、川南峨邊-金陽斷裂帶、以及川東北地區(qū)。以上熱點(diǎn)地區(qū)近50年來5級以上震次為82次，特征為：川西北地區(qū)震次總體減少，但近十年呈增加趨勢;川南部分地區(qū)地震次數(shù)逐漸減少;川中地區(qū)與川西北地區(qū)均呈先減少，但近10年急劇增加的趨勢;川東北部地震次數(shù)呈逐漸減少趨勢。

（三）方向分布分析

四川省近50年5級及以上地震多分布于四川中部近似橢圓形區(qū)域，橢圓旋轉(zhuǎn)角度為49.35°，長軸指向四川東北方向，短軸指向川西北方向，其地震空間排列走向大致是與龍門山斷裂帶平行，是地震頻繁發(fā)生的區(qū)域;標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的長軸指向也與龍門山斷裂帶走向是基本平行的，可知5級及以上地震的發(fā)展趨勢依舊向龍門山斷裂帶方向發(fā)展。2級及以上地震多分布于川中以及東南方近似圓形區(qū)域，旋轉(zhuǎn)角度為85.24°，長軸指向正東方，短軸指向北方，且長短軸的長度差距不是太大;2級及其以上地震的空間排列大致在川中及東南方，此處斷裂帶較多交錯復(fù)雜，也較集中，因此與斷裂帶的走向分布無明顯空間關(guān)系。

四、結(jié)論

本文通過ArcGIS10.2平臺的空間分析中的熱點(diǎn)分析和方向分布方法，對1967-2017年間四川省地震活動空間分布規(guī)律，以及其與斷裂帶空間分布的關(guān)系進(jìn)行研究。結(jié)果表明：

（一）四川省近50年的地震活動基本都發(fā)生在斷裂帶及其附近。

（二）四川省近50年地震活動頻繁，地震熱點(diǎn)地區(qū)分別位于四川西北部甘孜—理塘、泥曲—玉科斷裂帶、峨邊-金陽斷裂帶、川東北地區(qū)。

（三）四川省近50年5級以上的大地震空間走向與龍門山斷裂帶基本平行。

【參考文獻(xiàn)】：

【1】陳曉燕，李紅光，李津津，等.Matlab在地震活動性圖像分析中的應(yīng)用[J].四川地震，2010，（4）：38-44.

【2】馬宗晉.20世紀(jì)地震預(yù)報科學(xué)的回顧與展望[J].國際地震動態(tài)，2000，（6）：1-4.

【3】雷建成，張耀國.地震空間分布函數(shù)的確定方法研究[J].中國地震，1997，13（1）：65-73.

作者簡介：羅琳玲（1995—），女，漢族，四川省綿陽市，碩士研究生，單位：成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，研究方向：攝影測量與遙感。