云南大理MS6.4地震与意大利拉奎拉MW6.3地震序列的比较研究和危险性分析启示

张晁军

doi:10.3969/j.issn.2096-7780.2021.08.002

云南大理M_S6.4地震与意大利拉奎拉M_W6.3地震序列的比较研究和危险性分析启示

doi: 10.3969/j.issn.2096-7780.2021.08.002

张晁军^,

中国地震台网中心，北京 100045

基金项目: 基地专项−国家地震科学数据共享服务平台（99950513）资助

详细信息

通讯作者:
张晁军（1965-），男，高级工程师，主要从事地震数据管理与服务工作。E-mail：zhangchaojun@seis.ac.cn

中图分类号: P315
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出版历程
- 收稿日期: 2021-06-28
- 修回日期: 2021-07-25
- 网络出版日期: 2021-09-24

Comparative study on the sequences between Dali M_S6.4 earthquake in Yunnan and L'Aquila M_W6.3 earthquake in Italy and revelation of risk analysis

Zhang Chaojun^,

China Earthquake Networks Center，Beijing 100045，China

摘要

摘要: 云南大理M_S6.4地震和意大利拉奎拉（L'Aquila）M_W6.3地震都因未能准确做出危险性预测给人民生命财产造成重大损失。哪些工作可能向政府和公众说明“哪里可能发生地震”、“最大量级多大”、“未来发震趋势如何”等问题都值得深入思考。本文根据天气预报思路，将地震活动按丛集性做分区处理，从各区M-t序列、3级地震活动性、2年来地震能量释放升级趋势、G-R关系等几方面分析了这两次地震主震发生前的地震活动特征，对比分析了它们之间的相似性。认为这两次地震的相似性有以下几点：①震源深度都比较浅。云南大理M_S6.4地震震源深度8 km，意大利拉奎拉M_W6.3地震震源深度8.8 km；②b值相近。云南大理M_S6.4地震b=0.59，意大利拉奎拉M_W6.3地震b=0.61。G-R关系外推震级相近，均为M_GR6左右；③M-t图序列地震能量释放都呈升级趋势，地震活动也相似。平静打破后3级以上地震活跃，都出现震群现象，地震能量释放呈加速状态；④都属于前震-主震-余震型序列。意大利拉奎拉M_W6.3地震主震前最大前震为M_W5.2；云南大理M_S6.4地震主震前最大前震为M_S5.6，且前震震群特征明显。同时，本文讨论了按地震丛集性划分区域的合理性，认为按地震丛集性划分区域更容易把握区域地震活动的特点。这两次地震发生在不同区域，构造差异极大，属不同错动类型，用分区G-R关系和M-t序列分析，都得出较好的结果，再次说明了分区G-R关系和M-t序列分析对判断地震危险性的普适性特征，这为下一步产出“地震危险性云图”提供了依据。
- 云南大理M_S6.4地震 /
- 意大利拉奎拉M_W6.3地震 /
- 地震危险性云图 /
- G-R关系 /
- M-t序列
Abstract: Both Dali M_S6.4 earthquake in Yunnan Province and the L'Aquila M_W6.3 earthquake in Italy caused heavy losses of life and properties because they failed to make accurate hazard predictions. What might be done to inform the government and the public about the possible occurrence of an earthquake and its maximum magnitude? What is the trend of earthquake in the future? In this paper, based on the idea of weather forecast, the seismicity is divided into several regions according to the clustering. The characteristics of seismicity before the two main earthquakes are analyzed from the aspects of M-t sequence in each area, seismicity of 3-magnitude earthquakes, the trend of energy release and escalation in the past two years. The G-R relationship, and the similarities between the two earthquakes are compared and analyzed. The similarities are as follows: ① Both hypocenters are shallow. The source depth of Dali M_S6.4 earthquake was 8 km, and that of the L'Aquila M_W6.3 earthquake in Italy was 8.8 km; ② b values are similar. They are 0.59 and 0.61, respectively. The G-R relation extrapolation magnitudes are close to each other, and they are all about magnitude 6; ③ The seismic energy release in M-t sequence shows an ascending trend, and the seismic activities are similar. After the calm was broken, earthquakes of magnitude 3 or above were active, and earthquake swarms appeared. The release of earthquake energy was accelerated; ④ They all belong to foreshock-main shock-aftershock type sequence. The largest foreshock before the M_W6.3 earthquake in Laquila, Italy, and the largest foreshock before the main-shock in Dali, Yunnan Province, are 5.2 and 5.6, respectively. And the characteristics of foreshock swarm are obvious. At the same time, the paper discusses the rationality of dividing the region according to the clustering of earthquakes, and it is considered that it is easier to grasp the characteristics of regional seismicity using this method. Although Dali M_S6.4 earthquake in Yunnan and L'Aquila M_W6.3 earthquake in Italy occurred in different areas with great structural differences and belong to different types of dislocation, the good results were obtained using the partition G-R relation and M-t sequence analysis. The results show that the G-R relation and M-t sequence analysis can be used to judge the seismic risk, which provides a basis for the next generation of “seismic risk cloud map”.
- Dali M_S6.4 earthquake in Yunnan /
- L'Aquila M_W6.3 earthquake in Italy /
- seismic risk cloud map /
- G-R relation /
- M-t sequence

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图 1 意大利拉奎拉M_W6.3地震前2007年1月1日—2009年4月6日地震活动图像及分区图

蓝点为2007年1月1日—12月31日3.0—7.0级地震；粉点为2008年1月1日—12月31日3.0—7.0级地震；红点为2009年1月1日—4月6日3.0—7.0级地震；★为拉奎拉M_W6.3地震

Figure 1. Seismicity pattern and zoning map before the L'Aquila M_W6.3 earthquake in Italy from January 1，2007 to April 6，2009

The blue dots are earthquakes occurred from January 1，2007 to December 31，2007. The pink dots are earthquakes occurred from January 1，2008 to December 31，2008. The red dots are earthquakes occurred from January 1，2009 to April 6，2009. The magnitude is from M3.0 to M7.0. ★ is the L'Aquila M_W6.3 earthquake

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图 2 云南大理M_S6.4地震前2019年1月1日—2021年5月21日地震活动图像及分区图

蓝点为2019年1月1日—12月31日3.0—7.0级地震；粉点为2020年1月1日—12月31日3.0—7.0级地震；红点为2021年1月1日—5月21日3.0—7.0级地震；★为云南大理M_S6.4地震

Figure 2. Seismicity pattern and zoning map before the Dali M_S6.4 earthquake in Yunnan from January 1，2019 to May 21，2021

The blue dots are earthquakes occurred from January 1，2019 to December 31，2019. The pink dots are earthquakes occurred from January 1，2020 to December 31，2020. The red dots are earthquakes occurred from January 1，2021 to May 21，2021. The magnitude is from M3.0 to M7.0. ★ is Dali M_S6.4 earthquake

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图 3 D区分为D1区和D2区示意图

Figure 3. The sketch map of D block which is divided into D1 and D2

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图 4 D1、D2区M-t图与G-R关系图

（a）D1区M-t图；（b）D1区G-R关系；（c）D2区M-t图；（d）D2区G-R关系

Figure 4. M-t sequence and G-R relation of D1 and D2 region before Dali M_S6.4 earthquake in Yunnan

（a）M-t sequence map of D1 region；（b）G-R relation of D1 region；（c）M-t sequence map of D2 region；（d）G-R relation of D2 region

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表 1 意大利拉奎拉M_W6.3地震前A、B、C、D和E各区M-t序列和G-R关系分析列表

Table 1. The table of M-t sequence and G-R relation of A，B，C，D，E regions before L'Aquila M_W6.3 earthquake in Italy

分区	M-t图	G-R关系	地震活动性分析
A			①A区地震从2007年以来能量释放呈升级趋势，2008年12月23日5.4级地震后升级趋势明显确立，具有发生较强地震的可能；②截至2009年4月，M_t=5.8；③该区b值为0.76；M_GR=5.4—5.7；④3.5级地震最大平静160天，打破后发生5.4级地震
B			①B区地震从2007年以来能量释放呈升级趋势，2008年2月20日4.5级地震后升级趋势明显；②截至2009年4月，M_t=6.1；③该区b值为0.61；M_GR=5.8—6.3；④3.5级地震最大平静290天，打破后发生震群现象，震群最大地震4.4，之后发生6.3级地震（主震）
C			①C区2007年—2008年6月，3级地震活跃，之后3级地震活动频次降低，2008年12月20日发生5.3级地震，使该区地震能量释放呈升级趋势，具有发生较强地震的可能；②截至2009年4月，M_t=5.8；③该区b值为0.86；M_GR=5.0—5.4；④3.5级地震最大平静127天，打破后发生5.3级地震
D			①D区地震活动呈弱衰减趋势。2007年6月—2008年8月，3级地震活跃，之后地震活动频次降低；②截至2009年4月，M_t为4—5级水平；③该区b值为0.96；M_GR=4.7；④3.5级地震最大平静312天，打破后于2009年6月21日发生4.0级地震，该区地震能量释放呈弱升级趋势
E			①E区地震活动较弱。2007年8月13日发生3.6级地震后，至2008年12月23日才再次发生3.6级地震，这2次地震显示该区地震能量释放没有明显升级趋势；②截至2009年4月，M_t为4级水平；③该区b值为0.75；M_GR=4.2；④3.5级地震最大平静479天，打破后于2009年5月7日发生3.7级地震，该区地震能量释放呈弱升级趋势

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表 2 云南大理M_S6.4地震前A、B、C、D、E、F和G各区M-t序列和G-R关系分析列表

Table 2. The table of M-t sequence and G-R relation of A，B，C，D，E，F，G regions before Dali M_S6.4 earthquake in Yunnan

分区	M-t图	G-R关系	地震活动性分析
A			①A区从2019年4月24日发生6.3级地震以来，能量释放呈衰减趋势，仅为4级地震活动水平；②截至2021年5月，M_t=4.5；③该区b值为0.43，说明这一地区稳定性较弱；M_GR=5.6—5.9；④3级地震最大平静173天
B		缺少资料	B区为印度和缅甸地区。B区形成5级地震条带，具备发生强震的背景，因缺少该区地震目录，b值无法计算。从地震活动性来看，自2020年3月4日发生4.7级地震以来，4.5级地震平静293天，该区于2020年12月24日发生4.7地震，至5月21日仍处于4.5级地震平静期。该地震能量释放无明显升级趋势，且地震活动性较弱
C			①C区2020年2月2日发生4.1级地震后，3级地震平静，2019年6月—2020年3月，3级地震活跃，但最大2次地震仅为3.9，地震能量释放未出现升级趋势；②截至2021年5月，M_t=4；③该区b值为1.09；M_GR=4.4；④3级地震最大平静203天，打破后未出现明显地震活动
D			①D区地震活动呈升级趋势。该区2019年3月8日和7月21日分别发生4.4级和4.9级地震，确立该区地震能量释放呈升级趋势。之后，3级地震活跃；②截至2021年5月，M_t=6.7；③该区b值为0.59，M_GR=6.1—6.5；④在2020年8月1日—11月20日出现112天3级地震平静。平静打破后3级以上地震活跃，出现震群现象，地震能量释放呈加速现象，仅2021年5月13日—5月21日主震发生前，发生4级地震5次，5级地震1次，最大地震为5.6级
E			①E区地震活动较弱。M-t序列显示，2019年1月14日发生4.9级地震，2020年6月16日发生4.7级地震，这2次地震后该区地震能量释放没有明显升级趋势；②截至2021年5月，M_t为4级水平；③该区b值为0.73；M_GR=5.2；④3.0级地震最大平静153天，之后自2021年2月17日发生一丛3级地震，最大震级3.3，该区地震能量释放呈弱衰减趋势
F			①F区地震能量释放呈升级趋势。M-t序列显示，2019年5月2日发生4.5级地震，2020年2月3日发生5.1级地震后，该区地震能量释放形成明显升级趋势，只是该区目前3级地震活跃度较低；②截至2021年5月，M_t为6级水平；③该区b值为0.42；M_GR=4.9—5.2；④3.0级地震最大平静230天，打破后发生最大地震为3.4，之后3级地震活动较弱
G			①G区地震能量释放呈衰减趋势。M-t序列显示该区3级、4级地震活跃度较高，但从2019年6月17日宜宾长宁县6.0级地震后，该区地震能量释放呈衰减趋势，缺乏3级地震平静；②截至2021年5月，M_t为5级水平；③该区b值为0.76；M_GR=6.2；④3.0级地震最大平静3次，30余天，每次打破后发生最大地震不超过5.5级。但该区自2020年10月以来，地震能量释放呈升级趋势，有发生较强地震的可能

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参考文献(4)

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