3.1 强震分布的成带性
地震活动并不遍地开花，地震危险性并非到处一样。强震往往沿着与地质构造有一定联系的地震带分布，地震越大，分布的成带性越明显。
图3-1绘出了1900～2004年全球7级以上强震分布。很明显，全球大多数7级以上地震集中分布在两大地震带：环太平洋地震带和地中海南亚地震带。另外，大西洋、北冰洋和印度洋的洋脊，东非裂谷，以及东亚和北美大陆也都有一些地震分布。图3-2是世界中源和深源强震震中分布图。深源强震（h300千米）全部分布在环太平洋带的几段俯冲带上。中源地震（70千米300千米）90%分布在环太平洋带。地中海南亚带的兴都库什与中缅交界也有两个著名的中源地震区。
图3-1 世界强震震中分布图（1900-2004）
图3-1 世界强震震中分布图（1900~2004）
图3-2 世界中深强震震中分布
环太平洋地震带 太平洋沿岸集中分布了全球80%的浅源地震、90%的中源地震和全部的深源地震，是世界最大的地震带。在西太平洋，该带沿着勘察加、库页岛到日本，在日本西南分成两支，一支经琉球、中国台湾、菲律宾、印尼苏拉威西到巽他群岛；另一支沿马里亚纳海沟延伸，在苏拉威西岛与哈马里拉岛之间与前一支汇合。在东太平洋，该地震带北从美国的阿留申群岛，经阿拉斯加、加利福尼亚、墨西哥、中美洲巴勒比、南美洲秘鲁、智利，进入南东太平洋，经澳洲麦阔里岛、新西兰、汤加、新赫布里特群岛、所罗门群岛、巴布亚新几内亚到加罗林群岛。抱歉的是，本讲所给出的地图比例尺很小，无法给出地名，有兴趣的读者可找比例尺较大的地图对照着阅读。
对照图3-1和图1-3，可以看到，环太平洋地震带的位置基本上就是太平洋板块与四周的欧亚大陆板块、北美板块、南美板块、澳洲板块的交界地带。西太平洋地震带在日本西南分两支，又在苏拉威西岛与哈马里拉岛之间汇合，实际是沿着菲律宾海板块与太平洋板块、欧亚大陆板块的边界分布。这些强震的发生正是这些板块相互挤压、碰撞或俯冲等各种运动的结果。在几个俯冲带，既有浅源强震，也有中源强震和深源强震。而且，越深的地震分布在朝俯冲方向离边界线越远的地方。图3-3以日本本州附近的一个垂直板块边界的震源深度剖面为例，向大家展示，从两大板块交界带有向东下插的双层地震分布，它勾画出向欧亚大陆板块俯冲的太平洋板块的上下两个面，同时，也帮助大家理解，为什么震源越深的地震离边界越远。我国东北深震实际上也是太平洋板块从日本海沟俯冲的结果。
图3-3 日本本州附近垂直板块边界的震源深度分布剖面
地中海南亚地震带从欧洲的亚速尔群岛，经地中海、意大利、巴尔干、高加索、亚洲的伊朗、俾路支弧、喜马拉雅弧、缅甸弧，到印度尼西亚，是世界上仅次于环太平洋地震带的另一条大地震带。它位于非洲、阿拉伯和印度澳洲等大陆板块向北与欧亚大陆板块相互碰撞的边界上。这里没有板块俯冲带，因此，没有深震。但在喜马拉雅弧东、西两端，分别与缅甸弧或俾路支弧交汇处附近，形成两个著名的中源地震集中地区：缅甸中源地震区和兴都库什中源地震区。
中国大陆地震带格架 中国大陆位于欧亚大陆板块东部，东有太平洋板块、菲律宾板块，西南有印度板块的推挤，是一个多地震的地区。据统计，20世纪以来，全球1/3的大陆强震发生在中国大陆。从中国强震震中分布图（图3-4）可以看到，中国大陆东部的强震和主要断裂带呈北东向展布，如著名的郯（城）庐（江）带、山西带、渭河平原带和东南沿海带等；而西部的强震和主要断裂带从西向东，先东西向，然后转北西向，再转南北向，如西藏南部金沙江红河带、昆仑山甘孜、玉树鲜水河安宁河则木河小江带、塔里木祁连山天水、兰州带等。东西两部的这些地震带和断裂带大致在东经98o～106o，北从宁夏、经甘肃，四川、南到云南，汇成一条南北带。这样的分布格局，很明显，可能是由于东面受太平洋板块、菲律宾海板块，西南受印度板块推挤，共同作用的结果。
图3-4 中国强震震中分布（1900~2004M6.0）及构造背景图
下面以川滇地区为例，进一步说明区域性强震分布的成带性及其构造背景。川滇地区位于南北地震带的中南段。据历史地震资料，四川和云南两省至少发生过5级以上地震639次，其中5.0～5.9级475次，6.0～6.9级124次，7.0～7.9级39次，8级1次，是中国大陆多地震地区之一。仔细分析川滇强震震中分布图（图3-5a），可以看到，这里的地震带有北西向的，也有南北向和北东向的，正好体现了前面所说到的南北地震带的特点。实际上，图3-5可看成从图3-4取川滇地区局部放大，又增添5级地震，再把断裂带画得更细一些。对照图1-5，就可以看到，川滇地区这些不同方向的地震带构成了两个活动地块：川滇块体与川青块体，图3-5b勾画了这两个活动块体的轮廓。川滇两省66%的5级以上地震，72%的6级，74%的7级和全部的8级地震都发生在这两个活动块体及其内部。而这两个块体90%以上的强震发生在块体的边界带上，而且也是震级越大，发生在边界带上的比例越大。
图3-5 川滇地区强震震中分布（a）与川滇、川青块体示意图（b）
3.2 地震活跃期与平静期
强震是一种小概率灾害现象，不会天天发生。细心的读者可能已经注意到，一段时间可能接连有强震发生的报道，另一段时间则很少有强震报道。这就是说，强震活动随时间的分布也是不均匀的。强震频繁发生的时期称为地震活跃期，而强震很少的时期称为地震平静期。它们往往交替出现，强震活动的这种特点也称为强震活动的盛衰交替性。
例如，中国大陆从1895年至1987年，已经历4个强震活跃期和4个平静期。表3-1具体地给出中国大陆这些活跃期、平静期的起止时间，7级以上强震的次数和最大震级等统计数据。很明显，这些活跃期或平静期的时间长度并不相等，在活跃期里并非年年有强震，在平静期也并非1次强震也没有，但可以肯定的是，活跃期的强震一定比平静期的多得多，而且有强度更大的地震。平静期里即使有强震也是个别的。
表3-1中国大陆各活跃期与平静期的地震统计（1895～）
起止年份 7级以上地震次数 最大震级 第1活跃期 1895～1906 5 8.3 第1平静期 1907～1913 2 7.0 第2活跃期 1914～1937 18 8.5 第2平静期 1938～1943 2 7.0 第3活跃期 1944～1955 15 8.5 第3平静期 1956～1965 1 7.0 第4活跃期 1966～1976 15 7.8 第4平静期 1977～1987 1 7.4 第5活跃期 1988～ 10 8.1
在一定范围里，强震活动具有活跃期与平静期相交替的特点，是大多数地震预报专家们公认的，但对于在一个具体时空范围具体划分活跃期与平静期时，却又常常会有一些差异。这是因为，至今划分活跃期与平静期用的还是以统计为基础的经验性方法。而可用的统计样本又总是不够大。甚至，对于中国大陆1895年以来的第5活跃期是否结束与什么时间结束？地震预报专家意见也并不一致，有一种意见认为2001年昆仑山口西8.1级地震后，中国大陆已进入地震活动平静期。
在比较小的地域范围里讨论地震活跃期与平静期问题，一般用的地震也小一点。例如，位于四川省甘孜州的鲜水河地震带，长约360千米，宽约50千米，一般用5级以上地震资料讨论地震活跃期与平静期。由于这些地震沿着鲜水河断裂带呈很窄的带状分布，可像图3-6那样，以横坐标表示时间，纵坐标表示纬度，每发生1次地震，按时间和北纬找到位置，用圆圈大小表示震级大小，把它画到图上。
图3-6 鲜水河地震带地震活跃期与平静期
从这样的图像，既可根据地震在时间轴上的疏密相间的情况划分活跃期与平静期，还可看到，这些地震发生在断裂带的那一段。很明显，1725～1816年和1893～1982年，鲜水河地震带中强以上地震频繁，且有多次7级以上地震发生，应属地震活跃期。而1817～1892年，历史地震目录上1次5级以上地震也没有，应属平静期。如果用鲜水河地震带后一个地震活跃期的资料，将时间尺度放大，还可进一步划出下一层次的活跃时段与平静时段。
3.3 大小地震的比例
无论全球、全国，还是国内某一个地区，甚至一条具体的地震带，在一段时间里，大小地震的次数总会有一定的比例。简单地说，总是震级高的地震少，震级低的地震多。20世纪40年代，美国著名地震学家古登堡和里克特研究全球地震活动性时，发现各震级段的地震频次N的对数与震级M呈线性关系。具体的表达式为：
LogN=a-bM
公式中的b值反映了不同震级的地震次数的比例关系。如b值等于1，则震级每减小1级，地震频次增加10倍。
图3-7以中国及邻区1900年至2003年8月5级以上地震资料为例，绘出了震级频次关系。可以清楚地看到，震级越高，频次越少，而且地震频次的对数与震级呈线性统计关系。
LogN=8.44-0.94M |
图3-7 中国及邻区震级频次关系（1900～2003.08）
图3-8和图3-9分别给出川滇地区和鲜水河地震带的震级频次关系图。说明在大小不同的各种范围里，只要积累了足够多的资料，上述统计关系都能成立。也就是说，在各种不同的范围里统计，总是大地震少，小地震多。
图3-8 川滇地区震级-频次关系（1900～2001）
图3-9 鲜水河地震带震级-频次关系（1900～2003）
3.4 余震的普遍性与地震序列的多样性
发生1次较强的地震前后，震中及其附近往往会接连发生一系列地震。地震学家把这一系列地震称为一个地震序列。在多数情况下，先发生的那个地震最大，称为主震。后面跟着发生的那些较小的地震，叫做余震。而且，一般说来，随着时间的推移，余震的频次有起伏地逐渐减少，震级也有起伏地逐渐减小。积累的震例多了，研究得细致了，发现，也有另外的情况：先发生的地震不一定是最大的。人们还是把这一系列地震中最大的称为主震，而把主震前发生的地震叫做前震；也有最大的两个或几个地震的震级差不多的情况。这时，把有两个震级接近的最大地震的地震序列叫做双震型地震序列；如果震级接近的最大地震有三个或更多，则把它们称为震群型地震序列。还有一个较强地震前后，几乎没有什么别的地震，这种情况称为孤立型地震。这样说来，地震序列是有不同类型的。中国地震局编制的《地震现场工作大纲和技术指南》不仅明确了划分这些类型的定量标准，而且用1966～1996年我国大陆地区丰富的地震序列资料，统计了各类序列所占的比例。
主震余震型（含前震主震余震型） 最大地震与次大地震的震级之差大于等于0.6，而小于等于2.4的地震序列被划为主震余震型。这类地震序列在各类序列中约占59%。
双震型 最大地震与次大地震的震级之差小于等于0.5的地震序列被划为双震型。它约占地震序列总数的13%。
震群型 震级之差小于等于0.5的最大地震数达到3或更多的地震序列被划为震群型。它约占地震序列总数的14%。
孤立型 最大地震与次大地震之差大于等于2.5的地震序列被划为孤立型。这类序列约占地震序列总数的14%。
看来，在各类地震序列中，主震余震型所占比例最大。应当说明的是，震级越高，主震余震型所占比例越大。例如，若上述统计只用7级以上的地震序列，主震余震型将占65%。而在此时段没有1次孤立型7级地震序列。
下面举一些实例，让大家看看这几类地震序列是什么样子的。
例1？ 1973年2月6日四川炉霍发生7.6级地震，最大余震为2月8日6.0级，主震与最大余震的震级之差为1.6，显著超过0.6，却又小于2.4。因此，属主震余震型。图3-10给出了炉霍7.6级地震序列的M-t图。所谓M-t图，就是用横坐标表示时间，纵坐标表示地震大小，每发生1次地震，就按时间在图上画1条由高度标示震级的竖线，从而描述地震活动随时间变化的图件。从图上可看到，炉霍发生7.6级地震后，随着时间的推移，余震的次数越来越少，震级越来越小。
图3-10 1973年2月6日炉霍7.6级地震序列M-t图
例2 1980年4月18日青海省天峻县发生5.2级地震，4月24日原震区又发生5.0级地震。在这个地震序列中，只有这两次地震的震级差小于0.5，其他的余震都比较小，属双震型。这个地震序列的M-t图见图3-11。看上去很像是由4月18日5.2级与4月24日5.0级两个主震余震型地震序列合成的.
图3-11 1980年4月18日青海天峻5.2级双震序列M-t图
例3 1976年8月16日四川省松潘县与平武县之间发生的7.2级地震序列中有3次震级差小于等于0.5的地震：8月16日7.2级，8月22日6.7级和8月23日7.2级，属震群型地震序列。图3-12 给出了此序列的M-t图，很明显，它的衰减比炉霍等主震余震型慢得多。图3-13分时间段绘出了松潘平武地震序列的震中分布。从这些图可见，从8月16日7.2级后到8月22日6.7级地震前，所有的余震分布在一条北北西向断裂上；8月22日6.7级地震的后，8月23日7.2级地震前，除沿着这条北北西断裂还有少数余震活动外，多数分布在很短的北东东向断裂上；8月23日7.2级地震后，除上述两条断裂上仍有少数余震活动外，多数余震密集在从北向南看略向右偏移的另一条断裂上。一般，余震往往沿着主震的发震断裂继续破裂。松潘平武地震序列的3次主要地震发生在虎牙断裂带的3个分段上。它们各自的余震勾画出这3个分段的大体走向。
图3-12 1976年四川松潘、平武7.2级震群的M-t图
图3-13 四川松潘、平武7.2级震群分时段震中分布图
图中：a：地震序列最初3小时的余震；b：第一次7.2级地震后到6.7级地震前的余震；c：6.7级地震后到第二次7.2级地震前的余震；d：第二次7.2级地震后到8月底的余震；e：全序列的余震
例4 1981年1月24日四川道孚6.9级地震的余震很少，也很小（见图3-14）。
图3-14？ 1981年四川道孚6.9级孤立型地震序列M-t图（M3.0）
到当年2月25日，共记录到余震657次，其中1.0～1.9级619次，2.0～2.9级34次，3.0～3.9级4次，最大为3.9级。主震与最大余震的震级差大于2.5，属孤立型地震序列。
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