中国大陆活动地块边界带与强震活动_张国民
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第 48 卷 第 3 期 2005 年 5 月
地 球 物 理 学 报
CHINESE JOURNAL OF GEOPHYSICS
Vol . 48 , No . 3 May , 2005
张国民 , 马宏生 , 王 辉等 . 中国大陆活动地块边界带 与强震活动 . 地球物理学报 , 2005 , 48( 3): 602 ～ 610 Zhang G M , Ma H S , Wang H , et al .Boundaries between active _tectonic blocks and strong earthquakes in the China mainland .Chinese J . Geophys . ( in Chinese) , 2005 , 48( 3): 602 ～ 610
3 期
张国民等 : 中国大陆活动地块边界带与强震活动
603
相对统一的运动方式 , 所以不同活动地块之间的运 动、 变形和深部结构等的差异则主要集中在各活动 地块之间的边界带上 ( 亦称活动边界) . 因此 , 活动 地块边界是活动地块之间差异运动和相互作用的边 界带 , 也是地壳变形的局部化带和应力应变的集中 带 , 从而往往是强震孕育 、发生的主体地带 , 亦是我 [ 10] 国陆区最基本和重要的强震带 . 本文在张培震等 对中国大陆活动地块划分的基础上 , 讨论活动边界 带的分布和构造归属 , 中国大陆强震活动与活动地 块边界带的总体关系 , 各活动边界带强震活动特征 及其与边界带构造活动的关系等 , 进而探索活动地 块运动对强震孕育和发生的控制作用 .
1 , 2 , … , 26 为活动边界带编号 The serial numbers of the active boundaries
图 1 中国活动地块划分及活动地块边界带分布 Fig . 1 Distribution of the active tectonic blocks and their boundaries
Abstract Tectonic deformation and seismic activities on the 26 active_tectonic boundaries , which are located betw een 6 active tectonic block regions and 22 active tectonic blocks in the China mainland , are studied systemically based on the delineation and researches on the active_tectonic blocks . The mutual relations are studied in this paper , such as the relation between distribution of strong earthquakes and locations of the active_ tectonic boundaries , the relation between tectonic deformation rates and seismic intensities , and the relation betw een tectonic deformation rates and strong earthquake recurring_periods of boundaries . The linear relation betw een tectonic deformation velocities and seismic activities is presented , and the reverse relation between tectonic deformation rates and strong earthquake recurring periods are established . The results reveal the characteristics of the active tectonic blocks and their movement in the China mainland further . It can be drawn that the tectonic deformation of the block boundaries controls the occurrence of strong earthquakes . Keywords Active tectonic block , Active tectonic boundary , Seismicity , Tectonic deformation 构造变形以活动地块运动为主要特征 . 活动地块是
中国大陆活动地块边界带与强震活动
张国民 , 马宏生 , 王 辉 , 王新岭
中国地震局地震预测研究所 , 北京 100036
摘 要 本文在前人对中国大陆及周边活动地块研究和划分的基础上 , 系统研究了 6 个 Ⅰ 级活动地块区和 22 个 Ⅱ 级活动地块之间共 26 个活动边界带 的构造变形与强震活动 , 包括强震 分布与活动 边界带的关 系 , 边 界带构造活 动 速率与地震活动水平及强震复发期等的关系 . 给出了边界带强震活动水平与构造活动速率之间 的线性关系和强震 复发 期长短与构造活动速率的反向变化关系 . 从而进一步 揭示了中国大 陆活动地块 构造及其 块体运动特 征 , 以 及 块体边界带的构造变形对强震的控制作用 . 关键词 活动地块 , 边界带 , 强震活动 , 构造变形 文章编号 0001 -5733( 2005) 03 -0602 -09 中图分类号 P315 , P541 收稿日期 2004-05-28 , 2005 -02 -07 收修定稿
Boundaries between active_tectonic blocks and strong earthquakes in the China mainland
ZHANG Guo_Min , MA Hong_ Sheng , WANG Hui , WANG Xin_Ling
Institute of Earthquake Science , China Earthquake Administration , Beijing 100036 , China
604
地 球 物 理 学 报( Chinese J . Geophys . )
48 卷
表 1 汇总了各活动地块边界带的基本情况 . 边 界带的名称是依据其所在的活 动构造带名称 命名
的 , 因此边界带的名称反映了该边界带的活动构造 归属 .
表 1 中国大陆活动地块边界基本情况表 Table 1 The basic content of active _tectonic block boundaries in the China mainland
拉萨 、 羌塘 、 巴颜喀拉 、柴达木 、 祁连 、 川滇 、滇西 、滇 南、 塔里木 、 天山 、准噶尔 、萨彦 、阿尔泰 、 阿拉善 、兴 安 — 东蒙 、 东北 、 鄂尔多斯 、燕山 、华北平原 、鲁东 — 黄海 、 华南 、南海 ( 图 1) . 在本文研究中 , 除了上述 Ⅰ 、Ⅱ级活动地块外 , 还针对华北地区的特点 , 参照 韩竹君等 研究 , 将华北平原这一 Ⅱ 级地块又划分 为太行山 、 冀鲁 、 豫淮 3 个 Ⅲ 级活动地块 . 因此本文 研究中对活动地块的划分 , 在中国大陆地区作 Ⅰ 、Ⅱ 级块体的 2 级划分 , 在华北地区则进行 Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ 级 活动地块的 3 级划分 . 根据活动地块划分结果 , 图 1 中勾划了这些不 同级别活动地块的边界带 . 根据活动地块划分的原 则和依据
[ 10] [ 11]
, 图 1 中给出的这些活动地块边界带实
2 活动地块边界带及其与强震关系
2. 1 活动地块边界带的基本情况 张培震等 对中国大陆及其邻区给出了 活动 地块两级划分 . 其中 Ⅰ 级活动地块区共 6 个 , 分别 是青藏 、 西域 、 南华 、 滇缅 、 华北和东北亚 . 各 Ⅰ 级活 动地块区内部又划分为若干 Ⅱ 级活动地块 , 6 个 Ⅰ 级活动地块区共含有 22 个 Ⅱ 级活动地块 , 它们是 :
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 名称 燕山渤海带 阴山带 贺兰山带 岷山 — 龙门山带 安宁河 — 小江带 红河带 海原 — 祁连带 阿尔金带 西昆仑带 汾渭带 秦岭 — 大别山带 郯庐带 东南沿海带 喜马拉雅带 喀喇昆仑 — 嘉黎带 玛尼 — 玉树带 三江带 鲜水河带 东昆仑带 西秦岭 — 德令哈带 南天山带 北天山带 富蕴带 澜沧江带 河北平原带 安阳 — 菏泽 — 临沂带 两侧地块名 范围( 参考经纬度) 边界带 630 470 500 660 810 760 1100 1080 1070 700 1370 1190 1320 2490 1700 2080 500 520 1920 1260 1780 990 1170 860 570 711 边界带面 76910 36160 48450 36850 62270 14440 139300 47380 81650 53830 7806 75820 49270 198600 64300 90280 31700 39050 125900 21780 86900 38830 46480 46050 22850 21850 21 5 5 10 33 16 17 3 19 15 4 4 8 21 11 9 5 12 4 9 32 6 4 17 11 3 地震数 4 1 2 6 12 4 7 2 4 7 0 4 4 3 2 3 3 9 2 3 5 3 1 7 2 1 1 0 1 2 1 0 2 0 0 2 0 1 0 2 2 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 8 长度( km) 积( km2 ) M S ∈[ 6 , 7) MS ∈[ 7, 8) MS ≥
1 引 言
前人研究
[ 1 ～ 9]
被形成于晚新生代 、 晚第四纪( 10 ～ 12 万年) 至现今 强烈活动的构造带所分割和围限 、具有相对统一运 认为 , 中国大陆晚新生代和现代 动方式的地质单元
[ 10]
. 由于活动地块相对完整并有
基金项目 国家重点基础研究发展规划项目( G 19980407 ) 资助 . 作者简介 张国民 , 1942 年生 , 研究员 , 博士生导师 , 长期从事地震学和地震预测研究 , 在地 震活动性 、大陆强 震成因机理与 预测方法等方面 有 较系统的探索 . E _ mail : gmzhang @seis . ac . cn
[ 10]
际上就是我国大陆内部的重要活动构造带 . 为便于 研究 , 图中将边界带进行编号 , 总共有 26 条边界带 ( 见表 1) . 边界带宽度的确定按如下原则 : ( 1) 在活 动块体划分中已有相当宽度的边界带 , 如华北和东 北亚两个 Ⅰ 级地块区边界 , 即阴山 — 燕山 —渤海带 , 以及其他类似的带 , 即按地块划分的边界宽度厘定 ; ( 2) 对于活动地块划分上宽度不确定的活动边界 ,Ⅰ 级 块体边界按 90km 给定 ,Ⅱ 级块体边界按 60km 给定 .
华北 — 东北亚( 东段) 112 . 6 ° ～ 120. 2 ° E , 37. 4° ～ 40. 9° N 华北 — 东北亚( 西段) 107 . 1 ° ～ 112. 9 ° E , 40. 1° ～ 41. 4° N 华北 — 西域 青藏 — 南华( 北段) 青藏 — 南华( 南段) 青藏 — 滇缅 青藏 — 西域( 东段) 青藏 — 西域( 中段) 青藏 — 西域( 西段) 鄂尔多斯 — 华北平原 华北 — 南华( 东段) 华北平原 — 鲁东黄海 华南 — 南海 拉萨块体南缘 拉萨 — 羌塘 羌塘 — 巴颜喀拉 羌塘 — 川滇 巴颜喀拉 — 川滇 巴颜喀拉 — 柴达木 祁连wenku.baidu.com— 柴达木 塔里木 — 天山 天山 — 准噶尔 准噶尔 — 阿尔泰 滇西 — 滇南 Ⅲ 级块体边界 Ⅲ 级块体边界 105 . 2 ° ～ 107. 1 ° E , 36. 8° ～ 41. 5° N 102 . 7 ° ～ 106. 6 ° E , 30. 3° ～ 35. 1° N 102 . 1 ° ～ 104. 0 ° E , 23. 2° ～ 30. 5° N 97 . 8 ° ～ 102. 2° E , 23. 5 ° ～ 28. 6 ° N 94 . 7 ° ～ 106. 4° E , 35. 3 ° ～ 40. 1 ° N 82 . 9 ° ～ 94. 7 ° E , 36 . 3 ° ～ 39 . 6 ° N 72 . 6 ° ～ 83. 0 ° E , 35 . 8 ° ～ 39 . 8 ° N 106 . 4 ° ～ 114. 4 ° E , 33. 9° ～ 39. 8° N 106 . 4 ° ～ 122. 8 ° E , 29. 7° ～ 35. 1° N 116 . 9 ° ～ 122. 9 ° E , 31. 2° ～ 41. 0° N 106 . 0 ° ～ 121. 7 ° E , 19. 2° ～ 26. 0° N 75 . 8 ° ～ 96. 1 ° E , 27 . 7 ° ～ 36 . 8 ° N 78 . 6 ° ～ 95. 7 ° E , 29 . 8 ° ～ 33 . 8 ° N 76 . 3 ° ～ 98. 4 ° E , 32 . 2 ° ～ 36 . 7 ° N 97 . 7 ° ～ 99. 6 ° E , 27 . 9 ° ～ 32 . 6 ° N 97 . 8 ° ～ 102. 5° E , 29. 3 ° ～ 32. 7 ° N 82 . 8 ° ～ 104. 2° E , 33. 5 ° ～ 37. 1 ° N 92 . 8 ° ～ 105. 8° E , 34. 8 ° ～ 39. 1 ° N 73 . 7 ° ～ 94. 6 ° E , 39 . 3 ° ～ 43 . 6 ° N 80 . 9 ° ～ 92. 9 ° E , 43 . 4 ° ～ 44 . 2 ° N 84 . 2 ° ～ 96. 1 ° E , 42 . 1 ° ～ 49 . 4 ° N 98 . 3 ° ～ 101. 0° E , 20. 9 ° ～ 28. 5 ° N 113 . 4 ° ～ 116. 8 ° E , 35. 0° ～ 39. 9° N 109 . 4 ° ～ 119. 4 ° E , 34. 3° ～ 35. 5° N
地 球 物 理 学 报
CHINESE JOURNAL OF GEOPHYSICS
Vol . 48 , No . 3 May , 2005
张国民 , 马宏生 , 王 辉等 . 中国大陆活动地块边界带 与强震活动 . 地球物理学报 , 2005 , 48( 3): 602 ～ 610 Zhang G M , Ma H S , Wang H , et al .Boundaries between active _tectonic blocks and strong earthquakes in the China mainland .Chinese J . Geophys . ( in Chinese) , 2005 , 48( 3): 602 ～ 610
3 期
张国民等 : 中国大陆活动地块边界带与强震活动
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相对统一的运动方式 , 所以不同活动地块之间的运 动、 变形和深部结构等的差异则主要集中在各活动 地块之间的边界带上 ( 亦称活动边界) . 因此 , 活动 地块边界是活动地块之间差异运动和相互作用的边 界带 , 也是地壳变形的局部化带和应力应变的集中 带 , 从而往往是强震孕育 、发生的主体地带 , 亦是我 [ 10] 国陆区最基本和重要的强震带 . 本文在张培震等 对中国大陆活动地块划分的基础上 , 讨论活动边界 带的分布和构造归属 , 中国大陆强震活动与活动地 块边界带的总体关系 , 各活动边界带强震活动特征 及其与边界带构造活动的关系等 , 进而探索活动地 块运动对强震孕育和发生的控制作用 .
1 , 2 , … , 26 为活动边界带编号 The serial numbers of the active boundaries
图 1 中国活动地块划分及活动地块边界带分布 Fig . 1 Distribution of the active tectonic blocks and their boundaries
Abstract Tectonic deformation and seismic activities on the 26 active_tectonic boundaries , which are located betw een 6 active tectonic block regions and 22 active tectonic blocks in the China mainland , are studied systemically based on the delineation and researches on the active_tectonic blocks . The mutual relations are studied in this paper , such as the relation between distribution of strong earthquakes and locations of the active_ tectonic boundaries , the relation between tectonic deformation rates and seismic intensities , and the relation betw een tectonic deformation rates and strong earthquake recurring_periods of boundaries . The linear relation betw een tectonic deformation velocities and seismic activities is presented , and the reverse relation between tectonic deformation rates and strong earthquake recurring periods are established . The results reveal the characteristics of the active tectonic blocks and their movement in the China mainland further . It can be drawn that the tectonic deformation of the block boundaries controls the occurrence of strong earthquakes . Keywords Active tectonic block , Active tectonic boundary , Seismicity , Tectonic deformation 构造变形以活动地块运动为主要特征 . 活动地块是
中国大陆活动地块边界带与强震活动
张国民 , 马宏生 , 王 辉 , 王新岭
中国地震局地震预测研究所 , 北京 100036
摘 要 本文在前人对中国大陆及周边活动地块研究和划分的基础上 , 系统研究了 6 个 Ⅰ 级活动地块区和 22 个 Ⅱ 级活动地块之间共 26 个活动边界带 的构造变形与强震活动 , 包括强震 分布与活动 边界带的关 系 , 边 界带构造活 动 速率与地震活动水平及强震复发期等的关系 . 给出了边界带强震活动水平与构造活动速率之间 的线性关系和强震 复发 期长短与构造活动速率的反向变化关系 . 从而进一步 揭示了中国大 陆活动地块 构造及其 块体运动特 征 , 以 及 块体边界带的构造变形对强震的控制作用 . 关键词 活动地块 , 边界带 , 强震活动 , 构造变形 文章编号 0001 -5733( 2005) 03 -0602 -09 中图分类号 P315 , P541 收稿日期 2004-05-28 , 2005 -02 -07 收修定稿
Boundaries between active_tectonic blocks and strong earthquakes in the China mainland
ZHANG Guo_Min , MA Hong_ Sheng , WANG Hui , WANG Xin_Ling
Institute of Earthquake Science , China Earthquake Administration , Beijing 100036 , China
604
地 球 物 理 学 报( Chinese J . Geophys . )
48 卷
表 1 汇总了各活动地块边界带的基本情况 . 边 界带的名称是依据其所在的活 动构造带名称 命名
的 , 因此边界带的名称反映了该边界带的活动构造 归属 .
表 1 中国大陆活动地块边界基本情况表 Table 1 The basic content of active _tectonic block boundaries in the China mainland
拉萨 、 羌塘 、 巴颜喀拉 、柴达木 、 祁连 、 川滇 、滇西 、滇 南、 塔里木 、 天山 、准噶尔 、萨彦 、阿尔泰 、 阿拉善 、兴 安 — 东蒙 、 东北 、 鄂尔多斯 、燕山 、华北平原 、鲁东 — 黄海 、 华南 、南海 ( 图 1) . 在本文研究中 , 除了上述 Ⅰ 、Ⅱ级活动地块外 , 还针对华北地区的特点 , 参照 韩竹君等 研究 , 将华北平原这一 Ⅱ 级地块又划分 为太行山 、 冀鲁 、 豫淮 3 个 Ⅲ 级活动地块 . 因此本文 研究中对活动地块的划分 , 在中国大陆地区作 Ⅰ 、Ⅱ 级块体的 2 级划分 , 在华北地区则进行 Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ 级 活动地块的 3 级划分 . 根据活动地块划分结果 , 图 1 中勾划了这些不 同级别活动地块的边界带 . 根据活动地块划分的原 则和依据
[ 10] [ 11]
, 图 1 中给出的这些活动地块边界带实
2 活动地块边界带及其与强震关系
2. 1 活动地块边界带的基本情况 张培震等 对中国大陆及其邻区给出了 活动 地块两级划分 . 其中 Ⅰ 级活动地块区共 6 个 , 分别 是青藏 、 西域 、 南华 、 滇缅 、 华北和东北亚 . 各 Ⅰ 级活 动地块区内部又划分为若干 Ⅱ 级活动地块 , 6 个 Ⅰ 级活动地块区共含有 22 个 Ⅱ 级活动地块 , 它们是 :
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 名称 燕山渤海带 阴山带 贺兰山带 岷山 — 龙门山带 安宁河 — 小江带 红河带 海原 — 祁连带 阿尔金带 西昆仑带 汾渭带 秦岭 — 大别山带 郯庐带 东南沿海带 喜马拉雅带 喀喇昆仑 — 嘉黎带 玛尼 — 玉树带 三江带 鲜水河带 东昆仑带 西秦岭 — 德令哈带 南天山带 北天山带 富蕴带 澜沧江带 河北平原带 安阳 — 菏泽 — 临沂带 两侧地块名 范围( 参考经纬度) 边界带 630 470 500 660 810 760 1100 1080 1070 700 1370 1190 1320 2490 1700 2080 500 520 1920 1260 1780 990 1170 860 570 711 边界带面 76910 36160 48450 36850 62270 14440 139300 47380 81650 53830 7806 75820 49270 198600 64300 90280 31700 39050 125900 21780 86900 38830 46480 46050 22850 21850 21 5 5 10 33 16 17 3 19 15 4 4 8 21 11 9 5 12 4 9 32 6 4 17 11 3 地震数 4 1 2 6 12 4 7 2 4 7 0 4 4 3 2 3 3 9 2 3 5 3 1 7 2 1 1 0 1 2 1 0 2 0 0 2 0 1 0 2 2 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 8 长度( km) 积( km2 ) M S ∈[ 6 , 7) MS ∈[ 7, 8) MS ≥
1 引 言
前人研究
[ 1 ～ 9]
被形成于晚新生代 、 晚第四纪( 10 ～ 12 万年) 至现今 强烈活动的构造带所分割和围限 、具有相对统一运 认为 , 中国大陆晚新生代和现代 动方式的地质单元
[ 10]
. 由于活动地块相对完整并有
基金项目 国家重点基础研究发展规划项目( G 19980407 ) 资助 . 作者简介 张国民 , 1942 年生 , 研究员 , 博士生导师 , 长期从事地震学和地震预测研究 , 在地 震活动性 、大陆强 震成因机理与 预测方法等方面 有 较系统的探索 . E _ mail : gmzhang @seis . ac . cn
[ 10]
际上就是我国大陆内部的重要活动构造带 . 为便于 研究 , 图中将边界带进行编号 , 总共有 26 条边界带 ( 见表 1) . 边界带宽度的确定按如下原则 : ( 1) 在活 动块体划分中已有相当宽度的边界带 , 如华北和东 北亚两个 Ⅰ 级地块区边界 , 即阴山 — 燕山 —渤海带 , 以及其他类似的带 , 即按地块划分的边界宽度厘定 ; ( 2) 对于活动地块划分上宽度不确定的活动边界 ,Ⅰ 级 块体边界按 90km 给定 ,Ⅱ 级块体边界按 60km 给定 .
华北 — 东北亚( 东段) 112 . 6 ° ～ 120. 2 ° E , 37. 4° ～ 40. 9° N 华北 — 东北亚( 西段) 107 . 1 ° ～ 112. 9 ° E , 40. 1° ～ 41. 4° N 华北 — 西域 青藏 — 南华( 北段) 青藏 — 南华( 南段) 青藏 — 滇缅 青藏 — 西域( 东段) 青藏 — 西域( 中段) 青藏 — 西域( 西段) 鄂尔多斯 — 华北平原 华北 — 南华( 东段) 华北平原 — 鲁东黄海 华南 — 南海 拉萨块体南缘 拉萨 — 羌塘 羌塘 — 巴颜喀拉 羌塘 — 川滇 巴颜喀拉 — 川滇 巴颜喀拉 — 柴达木 祁连wenku.baidu.com— 柴达木 塔里木 — 天山 天山 — 准噶尔 准噶尔 — 阿尔泰 滇西 — 滇南 Ⅲ 级块体边界 Ⅲ 级块体边界 105 . 2 ° ～ 107. 1 ° E , 36. 8° ～ 41. 5° N 102 . 7 ° ～ 106. 6 ° E , 30. 3° ～ 35. 1° N 102 . 1 ° ～ 104. 0 ° E , 23. 2° ～ 30. 5° N 97 . 8 ° ～ 102. 2° E , 23. 5 ° ～ 28. 6 ° N 94 . 7 ° ～ 106. 4° E , 35. 3 ° ～ 40. 1 ° N 82 . 9 ° ～ 94. 7 ° E , 36 . 3 ° ～ 39 . 6 ° N 72 . 6 ° ～ 83. 0 ° E , 35 . 8 ° ～ 39 . 8 ° N 106 . 4 ° ～ 114. 4 ° E , 33. 9° ～ 39. 8° N 106 . 4 ° ～ 122. 8 ° E , 29. 7° ～ 35. 1° N 116 . 9 ° ～ 122. 9 ° E , 31. 2° ～ 41. 0° N 106 . 0 ° ～ 121. 7 ° E , 19. 2° ～ 26. 0° N 75 . 8 ° ～ 96. 1 ° E , 27 . 7 ° ～ 36 . 8 ° N 78 . 6 ° ～ 95. 7 ° E , 29 . 8 ° ～ 33 . 8 ° N 76 . 3 ° ～ 98. 4 ° E , 32 . 2 ° ～ 36 . 7 ° N 97 . 7 ° ～ 99. 6 ° E , 27 . 9 ° ～ 32 . 6 ° N 97 . 8 ° ～ 102. 5° E , 29. 3 ° ～ 32. 7 ° N 82 . 8 ° ～ 104. 2° E , 33. 5 ° ～ 37. 1 ° N 92 . 8 ° ～ 105. 8° E , 34. 8 ° ～ 39. 1 ° N 73 . 7 ° ～ 94. 6 ° E , 39 . 3 ° ～ 43 . 6 ° N 80 . 9 ° ～ 92. 9 ° E , 43 . 4 ° ～ 44 . 2 ° N 84 . 2 ° ～ 96. 1 ° E , 42 . 1 ° ～ 49 . 4 ° N 98 . 3 ° ～ 101. 0° E , 20. 9 ° ～ 28. 5 ° N 113 . 4 ° ～ 116. 8 ° E , 35. 0° ～ 39. 9° N 109 . 4 ° ～ 119. 4 ° E , 34. 3° ～ 35. 5° N