京津冀地區(qū)歷史地震事件時(shí)空特征研究*

胡慧文 王永波 蔣漢朝 李 珍 胡雪婧 韓羽佳

1 首都師范大學(xué)資源環(huán)境與旅游學(xué)院，北京 100048 2 中國(guó)地震局地質(zhì)研究所，北京 100029

1 概述

地震作為一種破壞力極強(qiáng)的自然災(zāi)害，具有突發(fā)性和難預(yù)測(cè)性的特點(diǎn)，能夠在極短時(shí)間內(nèi)造成嚴(yán)重人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失，如近年來(lái)發(fā)生的汶川地震(2008年；Cuietal.， 2011)、玉樹地震(2011年；Xuetal.， 2012)等。同時(shí)，地震所誘發(fā)的海嘯、滑坡等次生地質(zhì)災(zāi)害(Cuietal.， 2009;Fanetal.， 2012;Xuetal.， 2014)，同樣對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展構(gòu)成重要威脅，如2011年日本發(fā)生里氏9.0級(jí)地震并誘發(fā)海嘯造成巨大災(zāi)難(Morietal.， 2011;Gusmanetal.， 2012)，備受大眾及研究學(xué)者關(guān)注。

已有研究表明，地震的發(fā)生具有一定規(guī)律性，在一定時(shí)間尺度上可重復(fù)發(fā)生(Kanamori，1977;Xu and Deng，1996)，因而探討歷史時(shí)期內(nèi)發(fā)生的地震事件時(shí)空規(guī)律對(duì)于地震的早期預(yù)警具有重要意義。利用公元2至1995年間的歷史地震資料對(duì)朝鮮半島地震災(zāi)害進(jìn)行評(píng)估，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)存在4個(gè)突出的地震帶(Chiu and Kim，2004)。研究學(xué)者通過(guò)編制地震震級(jí)目錄等方法對(duì)印度半島地震災(zāi)害的時(shí)空變異性進(jìn)行研究，為印度半島地震危險(xiǎn)性評(píng)估和微觀區(qū)劃研究提供了有力依據(jù)(Jaiswal and Sinha，2008)。利用地震歷史資料，孫文斌(1994)對(duì)日本海地區(qū)強(qiáng)震活動(dòng)時(shí)空變化特征進(jìn)行了探討。楊格格等(2011)在編制地震災(zāi)害圖譜的基礎(chǔ)上，從不同時(shí)空尺度定量分析了近60年來(lái)中國(guó)地震災(zāi)害的時(shí)空分布格局。任慧子和曹小曙(2011)通過(guò)整理公元前1831年至公元1980年間地震災(zāi)害資料，探討了中國(guó)地震災(zāi)害的時(shí)空特征尤其是地震災(zāi)害對(duì)交通空間分布的影響。此外，眾多學(xué)者利用區(qū)域性的歷史地震資料，如中國(guó)東南沿海地區(qū)(顧方琦，1989)、甘肅省(裴惠娟等，2015)和云南地區(qū)等(張彬等，2006)，對(duì)區(qū)域性的地震活動(dòng)時(shí)空演化特征進(jìn)行了梳理分析，為理解不同區(qū)域地震事件發(fā)生規(guī)律提供了重要參考依據(jù)。由此可見，歷史資料中保存的地震記錄在探討地震事件發(fā)生規(guī)律上具有重要作用。

圖 1 京津冀地區(qū)地形圖及歷史記錄7級(jí)以上強(qiáng)震位置 (斷裂帶根據(jù)段永紅等，2015；范友良等，2017)Fig.1 Topography of Beijing-Tianjin-Hebei area and locations of historical strong of structural ruptures after Duan et al.， 2015;Fan et al.， 2017)

京津冀地區(qū)作為中國(guó)的首都經(jīng)濟(jì)圈，是中國(guó)北方地區(qū)經(jīng)濟(jì)規(guī)模最大、最具活力的地區(qū)，在中國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)格局中占據(jù)無(wú)法替代的戰(zhàn)略地位(陸大道，2015)。同時(shí)，京津冀地區(qū)地處環(huán)太平洋地震帶，地震活動(dòng)頻發(fā)。歷史上，該地區(qū)發(fā)生了多次7級(jí)以上強(qiáng)震事件(圖 1；表 1)，如1679年三河—平谷8.0級(jí)地震、1830年磁縣7.5級(jí)地震；近代以來(lái)同樣記錄多次強(qiáng)震，如1966年3月邢臺(tái)地區(qū)6.8級(jí)和7.2級(jí)地震，以及1976年7月河北省唐山豐南一帶里氏7.8級(jí)地震(劉恢先，1985；徐杰等，1996)。通過(guò)分析華北平原歷史上6.0級(jí)以上地震記錄并結(jié)合主要構(gòu)造斷裂帶運(yùn)動(dòng)速度資料，Yin等(2014)提出該地區(qū)存在潛在地震空白期，在未來(lái)存在發(fā)生強(qiáng)震的潛勢(shì)。

表 1 京津冀地區(qū)歷史強(qiáng)震(大于7.0級(jí))事件記錄Table1 Historical strong earthquakes(M>7.0)in Beijing-Tianjin-Hebei area

表 2 京津冀地區(qū)2019年4月至2020年5月 地震事件記錄Table2 Recent earthquake events in Beijing-Tianjin- Hebei area between April 2019 and May 2020

自2019年以來(lái)，京津冀地區(qū)同樣發(fā)生了多次地震事件(表 2)，備受研究學(xué)者關(guān)注。通過(guò)對(duì)京津冀及周邊地區(qū)2007—2016年間地震事件利用雙差地震定位法進(jìn)行分析，謝卓娟等(2017)發(fā)現(xiàn)該地區(qū)地震主要集中在唐山、邢臺(tái)、張渤帶西段和文安地區(qū)。劉亢等(2015)以地震學(xué)與構(gòu)造地質(zhì)學(xué)為理論基礎(chǔ)，對(duì)唐山、灤縣地區(qū)地震數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間、空間綜合分析，發(fā)現(xiàn)古冶東側(cè)存在1條新生地震帶。此外，研究還發(fā)現(xiàn)地殼垂直運(yùn)動(dòng)信息對(duì)地震危險(xiǎn)區(qū)的判定具有很好的指示意義，根據(jù)地震活動(dòng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)地震活動(dòng)分布具有明顯的分區(qū)規(guī)律和遷移現(xiàn)象(孟憲綱等，2017)。近期研究還表明，華北地區(qū)主要斷裂帶上庫(kù)侖應(yīng)力的增加意味著斷層更趨于破裂，進(jìn)而觸發(fā)地震，而庫(kù)侖應(yīng)力降低則表明斷層發(fā)震時(shí)間被推遲(張群偉和朱守彪，2019)。

由上可見，眾多學(xué)者對(duì)京津冀乃至華北地區(qū)地震活動(dòng)開展了大量研究工作，從不同的角度對(duì)區(qū)域地震事件發(fā)生的規(guī)律以及機(jī)制進(jìn)行了探討，取得了顯著的成果。然而，目前尚缺乏對(duì)該地區(qū)歷史地震事件時(shí)空特征的系統(tǒng)研究。通過(guò)收集和整理地震臺(tái)網(wǎng)以及歷史文獻(xiàn)資料中保存的京津冀地區(qū)地震事件，利用地學(xué)統(tǒng)計(jì)分析方法獲取地震事件發(fā)生的時(shí)空分布特征，以期為京津冀地區(qū)的地震危險(xiǎn)性趨勢(shì)評(píng)價(jià)提供參考。

2 區(qū)域構(gòu)造背景

京津冀地區(qū)(約113°04′～119°53′E，36°01′～42°37′N)地處華北地塹的北緣，位于燕山以南，太行山東側(cè)，為燕山構(gòu)造帶與太行山山前斷裂帶的交匯帶(楊國(guó)華等，2002)。從地質(zhì)構(gòu)造上，華北平原在經(jīng)歷了古近紀(jì)差異性裂陷和新近紀(jì)以來(lái)的整體沉陷之后(張世民等，2006)，該地區(qū)的活動(dòng)斷裂多為晚更新世或全新世斷裂且走向大致分為2組，即北東或北東東向和北西西或北西向(徐錫偉等，2002)(圖 1)。其中，前者的活動(dòng)斷裂主要分布于太行山隆起帶及華北平原區(qū)，而后者的活動(dòng)斷裂主要分布于張家口—蓬萊構(gòu)造帶，活動(dòng)斷裂的組合形式作為燕山隆起帶、華北平原區(qū)、張家口—蓬萊構(gòu)造帶的分界線，構(gòu)成了該區(qū)地表地質(zhì)構(gòu)造的基本格局(牛琳琳，2018)。研究發(fā)現(xiàn)，京津冀地區(qū)地震的發(fā)生與構(gòu)造活動(dòng)的遷移趨勢(shì)也是一致的(許桂林和范國(guó)勝，1986)。冀中、黃驊地區(qū)的構(gòu)造活動(dòng)由南而北發(fā)展，上新世以來(lái)向北已穿過(guò)華北盆地到了燕山隆起邊緣，這一地區(qū)新近紀(jì)至第四紀(jì)的活動(dòng)斷裂較為發(fā)育，且活動(dòng)較強(qiáng)烈，強(qiáng)震頻繁發(fā)生。渤中坳陷是華北盆地主體部位的沉降中心，自公元1500年以來(lái)已發(fā)生3次7級(jí)及以上的地震(環(huán)文林等，1989)。

3 數(shù)據(jù)來(lái)源與分析方法

3.1 地震事件來(lái)源及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

通過(guò)整理發(fā)現(xiàn)，公元前231年至公元2018年京津冀地區(qū)共保存1044次地震記錄，主要以有感地震和中強(qiáng)地震為主，其中有感地震發(fā)生773次，中強(qiáng)地震發(fā)生205次，分別占地震總次數(shù)的74%和19%，其他級(jí)別地震發(fā)生頻次較低，小地震41次、強(qiáng)烈地震20次、大地震5次(表 3)，分別占總地震次數(shù)的4%、2%、1%。從整體上看，京津冀地區(qū)地震次數(shù)以河北省為最多，各省市以有感地震占比最大。根據(jù)地震震中位置進(jìn)行劃分后發(fā)現(xiàn)，京津冀地區(qū)的地震主要分布在河北省，北京市和天津市的地震發(fā)生次數(shù)較低。河北省作為京津冀地區(qū)地震的高發(fā)區(qū)，共發(fā)生地震798次，占地震發(fā)生總次數(shù)的76%，以有感地震和中強(qiáng)地震為主。另外，強(qiáng)烈地震和大地震的發(fā)生次數(shù)也高于北京市與天津市。其次為北京市，共發(fā)生地震208次，占地震總次數(shù)的20%，以有感地震為主。天津市發(fā)生地震次數(shù)最低、強(qiáng)度最弱，為38次，占地震總數(shù)的4%，以有感地震和小地震為主(表 3)。

表 3 京津冀地區(qū)公元前231年至公元2018年 地震記錄匯總統(tǒng)計(jì)Table3 Summary of historical earthquake records in Beijing- Tianjin-Hebei area between 231 BC and 2018 AD

3.2 地震記錄完整性及數(shù)據(jù)分析方法

圖 2 京津冀地區(qū)公元1400年以來(lái)地震等級(jí)與地震記錄頻次(A)、地震頻次對(duì)數(shù)(B)的關(guān)系Fig.2 Correlation of earthquake magnitude with event frequencies(A)and logarithm of event frequencies(B) since 1400iAD in Beijing-Tianjin-Hebei area

因而，本研究對(duì)1400年以來(lái)大于3級(jí)的地震事件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為獲取歷史地震事件的時(shí)間演化規(guī)律，以5年為時(shí)間窗口統(tǒng)計(jì)地震記錄頻次，利用Redfit軟件進(jìn)行頻譜分析以獲得地震事件的潛在周期(Schulz and Mudelsee，2002)。在空間上，運(yùn)用ArcGIS軟件對(duì)京津冀地區(qū)歷史地震的空間分布進(jìn)行展示；同時(shí)，為了更清晰地獲取地震分布特征，對(duì)研究區(qū)域按0.5°×0.5°的網(wǎng)格創(chuàng)建漁網(wǎng)并與地震事件數(shù)據(jù)進(jìn)行空間連接，計(jì)算各網(wǎng)格內(nèi)地震事件的空間密度。

4 京津冀地區(qū)歷史地震空間分布特征

圖 3 京津冀地區(qū)歷史地震事件分布(A)及1400年以來(lái)3級(jí)以上地震空間密度(B)Fig.3 Distribution of historical earthquake events(A) and spatial density of earthquake 1400 AD (B) in Beijing-Tianjin-Hebei area

從京津冀地區(qū)歷史地震記錄分布圖(圖 3)中可以看出，該地區(qū)地震主要呈“T”字形分布，由北西—南東走向、北東—南西走向2條地震帶組成。第1條地震帶自北西向南東貫穿京津冀地區(qū)，經(jīng)過(guò)河北省張家口市、北京市、天津市以及河北省唐山市；第2條地震帶自北東向南西依次貫穿北京市主城區(qū)、河北省保定市、廊坊市、滄州市、衡水市、邢臺(tái)市至邯鄲市并向南部延伸(圖 3)。同時(shí)，受到地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境影響，京津冀地區(qū)不同震級(jí)的地震在空間分布上同樣存在一定差異(圖 4)。京津冀地區(qū)的小地震事件數(shù)量較少，存在一定的缺失(圖 2)，主要分布在北京、天津兩地以及河北省的南部(圖 4-A)。有感地震作為統(tǒng)計(jì)資料中發(fā)生頻次最多的事件，呈現(xiàn)出明顯的“T”字形分布特征，主要在張家口—唐山、北京—邯鄲地區(qū)密集分布(圖 4-B)。與有感地震相比，京津冀地區(qū)發(fā)生中強(qiáng)地震的次數(shù)明顯減少，統(tǒng)計(jì)資料中共記錄205次，主要集中分布在北西—南東向地震帶以及河北省南部(圖 4-C)。京津冀地區(qū)發(fā)生強(qiáng)烈地震20次，除部分發(fā)生在北京、天津外，主要分布在河北省南部的邢臺(tái)地區(qū)、西部的張家口和東部的唐山地區(qū)，尤其是在其南部的邢衡隆起處分布最為集中(圖 4-D)。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，京津冀地區(qū)發(fā)生的大地震共5次，主要分布在河北省邢臺(tái)市和唐山市附近(圖 4-A)，且在統(tǒng)計(jì)年限內(nèi)發(fā)生的大地震以1976年的唐山地震影響最大。

其中，沿北西—南東走向的地震帶，地震多發(fā)區(qū)主要集中在張家口地區(qū)、北京市中部及唐山地區(qū)(圖 3-B)。張家口地區(qū)位于張家口—蓬萊斷裂和山西斷陷盆地北端的晉冀北張性構(gòu)造區(qū)，尤其是張家口—蓬萊斷裂帶由近20條斷裂組成(徐杰等，1998)，控制著該地區(qū)新生代構(gòu)造活動(dòng)，此外該區(qū)域還受到山西斷裂帶的影響，沿?cái)嗔褞гl(fā)生一系列地震事件(祝治平等，1999;Xuetal.， 2001)。北京中部的地震多發(fā)區(qū)主要位于南口—孫河斷裂及周圍地區(qū)(江娃利等，2001)，以及北京與天津市交界處的夏墊斷裂及周圍地區(qū)(黃禮良，1997)，地震分布沿?cái)嗔殉时睎|—南西走向。此外，沿昌平—豐南斷裂、薊運(yùn)河斷裂、唐山斷裂、寧河—昌黎斷裂及灤縣—樂亭斷裂等，在天津北部及河北唐山地區(qū)同樣多發(fā)地震。

另外，沿北東—南西走向的地震帶，地震多發(fā)地區(qū)主要集中于河北省南部的邢臺(tái)地區(qū)和邯鄲地區(qū)(圖 3-B)。地震主要沿著東太行山斷裂、大城—武清斷裂呈條帶狀分布，冀中坳陷在東太行山斷裂與大城—武清斷裂之間，地震較為分散(圖 3-A)。滄縣隆起位于大城—武清斷裂東側(cè)，該地區(qū)地震沿?cái)嗔殉时睎|—南西條帶狀分布，并向東部的羊二莊斷裂處延伸。石家莊南部、邢臺(tái)地區(qū)、邯鄲地區(qū)地震發(fā)生頻次高、分布密集。石家莊南部地區(qū)的地震分布沿東太行山斷裂呈北西—南東走向，衡水?dāng)嗔盐挥谛虾饴∑鸬谋辈浚卣鸲嘌睾馑當(dāng)嗔褞С时蔽鳌蠔|分布(劉博研等，2015)。在邢衡隆起地區(qū)及邯鄲地區(qū)，地震分布較為集中，邢衡隆起處的中強(qiáng)地震和強(qiáng)烈地震偏多，邯鄲地區(qū)以有感地震為主，分布密集(國(guó)家地震局地震測(cè)量隊(duì)，1975)。

圖 4 京津冀地區(qū)不同震級(jí)歷史地震記錄空間分布Fig.4 Distribution of historical earthquake records with different magnitude in Beijing-Tianjin-Hebei area

圖 5 京津冀地區(qū)歷史朝代地震記錄空間分布Fig.5 Distribution of earthquake records for certain historical periods in Beijing-Tianjin-Hebei area

綜上所述，河北省西部、東部、南部地震發(fā)生頻次高、分布較為集中，密度大，各級(jí)地震均有分布；北京市中部地震較為集中，密度大，以有感地震與強(qiáng)烈地震為主；天津市地震發(fā)生頻次較低，分布較為稀疏，以小地震和有感地震為主，該分布特征與謝卓娟等(2017)開展地震重新定位研究的結(jié)果一致。河北省在活動(dòng)斷層交匯區(qū)及活動(dòng)斷層兩端、拐點(diǎn)、分支、分叉部位和斷陷盆地邊界地區(qū)地震多發(fā)，一定程度上是因?yàn)檫@些部位處于應(yīng)力集中地區(qū)(劉燕翔等，2017)。

5 京津冀地區(qū)歷史地震時(shí)間分布特征

5.1 京津冀地區(qū)不同歷史時(shí)期地震事件

為了更清晰地展示京津冀地區(qū)不同歷史時(shí)期地震記錄分布情況，根據(jù)歷史朝代劃分為6個(gè)時(shí)段(圖 5)。從中可以看出，在明朝之前只在京津冀地區(qū)中南部有零星記錄，自明朝起迅速擴(kuò)展到整個(gè)地區(qū)，呈“T”字形分布，在河北省張家口市、邢臺(tái)市、唐山市和北京中部呈現(xiàn)4個(gè)密集分布區(qū)，這種格局一直延續(xù)到新中國(guó)成立后。由此可見，在1966年邢臺(tái)地震和1976年唐山地震發(fā)生之前，該地區(qū)就是地震活動(dòng)的密集區(qū)(圖 5)。在時(shí)間分布上，由于地震記錄的不完整性，京津冀地區(qū)在明朝以前的時(shí)段整體上地震記錄較為有限，自明朝起地震事件頻次明顯增加，尤其是在新中國(guó)成立后，地震事件記錄進(jìn)一步增加。在劃分的歷史時(shí)期中，明朝發(fā)生地震的地震次數(shù)是整個(gè)歷史時(shí)期最多的，其次是清朝，該研究結(jié)果與已有明清時(shí)代地震事件的研究結(jié)果一致(童鵬飛，2010；朱鳳祥，2011)。

圖 6 京津冀地區(qū)1400年以來(lái)3級(jí)以上歷史地震事件頻次和地震能分布(A)以及地震頻次頻譜分析結(jié)果(B)Fig.6 Temporal pattern of historical earthquake earthquake energy since 1400 AD(A)and results of spectral analysis based on earthquake frequency in Beijing-Tian-Hebei area

5.2 京津冀地區(qū)歷史地震事件周期規(guī)律

根據(jù)地震記錄完整性分析結(jié)果(圖 2)，選取公元1400年以來(lái)的3級(jí)以上地震記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，探討地震事件發(fā)生的時(shí)間規(guī)律(圖 6)(Shelly，2010)。從圖 6-A中可以看出京津冀地區(qū)歷史地震活動(dòng)在時(shí)間上呈現(xiàn)出一定的階段性和周期性的變化。地震事件在1480—1680年間以及1950年以來(lái)2個(gè)時(shí)間段內(nèi)較為活躍，發(fā)生頻率較高；相應(yīng)的，在1680—1950年間地震發(fā)生頻次相對(duì)較低(圖 6-A)。地震的發(fā)生伴隨著大量的能量釋放，并且所釋放的能量隨震級(jí)呈指數(shù)增加(Gutenberg and Richter，1956)，公元1400年以來(lái)3級(jí)以上地震事件釋放能量與地震頻次呈現(xiàn)較為一致的變化趨勢(shì)(圖 6-A)，進(jìn)一步驗(yàn)證了地震事件的階段性規(guī)律。另一方面，自1400年以來(lái)該地區(qū)經(jīng)歷了數(shù)個(gè)地震活躍期和平靜期，呈現(xiàn)出間隔40～50年左右的周期性規(guī)律(圖 6-A)。頻譜分析結(jié)果也表明京津冀地區(qū)歷史地震事件存在327年、45年和12年3個(gè)顯著周期(超過(guò)了90%置信水平；圖 6-B)，其中327年周期反映了地震事件的長(zhǎng)期階段性，而45年周期則與地震事件的周期性復(fù)發(fā)有關(guān)，該發(fā)現(xiàn)與中國(guó)強(qiáng)震存在50年周期的研究結(jié)論(黃圣睦和董瑞英，1997)一致。此外，現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)與孕震環(huán)境的分析也表明京津冀地區(qū)強(qiáng)震的平靜期和活躍期存在50～100年的周期(牛琳琳，2018)。

圖 7 京津冀1400年以來(lái)3級(jí)以上歷史地震事件月際分布Fig.7 Monthly variation in frequency of earthquake records 1400 AD in Beijing-Tianjin-Hebei area

5.3 京津冀地區(qū)歷史地震事件月際變化

除了前文所描述的長(zhǎng)時(shí)間尺度周期性和階段性，京津冀地區(qū)地震事件在月際尺度上同樣存在規(guī)律性變化(圖 7)。通過(guò)分析公元1400年以來(lái)不同月份3級(jí)以上地震次數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，京津冀地區(qū)歷史地震月變化較為明顯，除3月份地震頻次較高外，1月份至7月份地震發(fā)生頻次呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，隨后有所降低，尤其是10至12月地震頻次明顯偏低，表明夏秋季節(jié)是京津冀地區(qū)地震的高發(fā)期，而冬春季節(jié)地震活動(dòng)相對(duì)較少(Oldham，1918；Matsumura and Oike，1985)。在上個(gè)世紀(jì)初期對(duì)印度地震記錄的分析也發(fā)現(xiàn)夏季地震發(fā)生頻次高于冬季(Oldham，1918)，美國(guó)舊金山地區(qū)1906年以前地震事件存在清晰季節(jié)性變化且集中在春季(McClellan，1984)，日本歷史地震記錄研究發(fā)現(xiàn)小地震不具有明顯的季節(jié)性規(guī)律，而7.5級(jí)以上大地震呈現(xiàn)出季節(jié)性變化(Mogi，1969)。對(duì)朝鮮半島及中國(guó)陸地地震事件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)之后同樣發(fā)現(xiàn)7.5級(jí)以上地震在5—7月份多發(fā)(Matsumura and Oike，1985)，與分析結(jié)果一致。有研究認(rèn)為，地震的發(fā)生與地球自轉(zhuǎn)速率變化有關(guān)(陳學(xué)忠等，2010)，地球自轉(zhuǎn)速率變化會(huì)引起地表塊體運(yùn)動(dòng)差異進(jìn)而誘發(fā)地震；同時(shí)研究資料表明，夏季和秋季地球自轉(zhuǎn)速度比全年平均速度大(虞志英等，1974)，而京津冀地區(qū)存在多條斷裂，為地震的發(fā)生提供了條件。

圖 8 京津冀地區(qū)1400年以來(lái)3級(jí)以上歷史地震事件空間密度月際分布變化Fig.8 Monthly variation in spatial density of historical 1400 AD in Beijing-Tianjin-Hebei area

另一方面，京津冀地區(qū)地震事件在月際間除了頻次變化之外，地震活動(dòng)在空間分布上也呈現(xiàn)出一定的演變規(guī)律(圖 8)。從圖 8-A中可以發(fā)現(xiàn)，1—2月份地震記錄集中分布在張家口市、唐山市和邢臺(tái)市附近，周邊有零散的地震活動(dòng)記錄。自3月起，地震發(fā)生次數(shù)明顯增多，呈現(xiàn)出與總體格局類似的“T”字形(圖 8-B)。隨后在5—6月份，地震活動(dòng)格局變化不大，河北省南部的地震活動(dòng)密度最大，并逐漸由西部向東部蔓延(圖 8-C)。之后，在7—8月份，地震活動(dòng)密度最大的地區(qū)轉(zhuǎn)移到河北省東部(圖 8-D)。進(jìn)入10月份起，地震活動(dòng)密度最大的地區(qū)再次轉(zhuǎn)移到河北省西部和南部，北京中部、河北省東部各月均有地震分布，但密度變化不大(圖 8-E，8-F)。從地震記錄在月際尺度上的空間分布可以看出，地震活動(dòng)存在一定的空間遷移現(xiàn)象。這一結(jié)果與燕山地震帶地震活動(dòng)自西向東遷移的現(xiàn)象基本一致，即地震活動(dòng)遷移到首都圈東區(qū)后會(huì)跳回首都圈西區(qū)開始新的輪回，并且這一定向路徑是可重復(fù)的(馬宗晉和李獻(xiàn)智，1992)。研究發(fā)現(xiàn)，地震的這種表現(xiàn)特征與其地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境是有一定關(guān)系的，位于華北平原的京津冀地區(qū)，受西太平洋板塊和印度板塊的作用，二者控制著華北的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致地震出現(xiàn)成片遷移的現(xiàn)象(王亞茹和王想，2018)。根據(jù)大陸巖石圈網(wǎng)絡(luò)狀塑性流動(dòng)與多層構(gòu)造變形的觀點(diǎn)，有研究認(rèn)為在印度板塊的推擠作用下，亞洲中東部大陸存在著不同準(zhǔn)周期的塑性流動(dòng)波，造成地震活動(dòng)沿塑性流動(dòng)網(wǎng)帶的遷移(王繩祖，1993；王繩祖和張宗淳，1994)。

6 結(jié)論

通過(guò)對(duì)歷史資料及地震臺(tái)網(wǎng)中記錄的公元前231年至公元2018年間京津冀地區(qū)1044起地震事件記錄進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)歷史地震記錄以有感地震和中強(qiáng)地震為主，強(qiáng)烈地震以及大地震的發(fā)生頻率較低。地震記錄完整性分析表明公元1400年以來(lái)3級(jí)以上地震記錄基本完整，并且在空間分布及發(fā)生時(shí)間上具有一定的規(guī)律性?？臻g分布上，京津冀地區(qū)歷史地震主要呈“T”字形分布，由北西—南東走向和北東—南西走向2條地震帶組成，前者自北西向南東貫穿京津冀地區(qū)，后者自北東向南西貫穿北京市中部、河北省中部與南部。地震記錄的空間分布與區(qū)域構(gòu)造斷裂帶分布一致，主要集中在張家口—渤海地震構(gòu)造帶、邢衡隆起以及大城—武清斷裂帶。在時(shí)間尺度上，公元1400年以來(lái)3級(jí)以上地震事件的發(fā)生呈現(xiàn)一定的階段性和周期性，頻譜分析結(jié)果揭示了327年和45年2個(gè)主要周期。此外，地震記錄在月際尺度上同樣變化明顯，地震事件在夏秋季節(jié)多發(fā)，并且地震密集發(fā)生位置隨季節(jié)呈現(xiàn)出自西向東的遷移過(guò)程。

致謝兩位匿名審稿專家對(duì)論文的修改提出寶貴建議，在此深表感謝!