魏晋·说说地震活动性漫步地震五千年(7)
冯锐. 魏晋 · 说说地震活动性−漫步地震五千年（7）[J]. 地震科学进展, 2024, 54(5): 359-371. doi:10.19987/j.dzkxjz.2023-186Feng R. Wei-Jin Dynasty: Talking about seismic activity[J]. Progress in Earthquake Sciences, 2024, 54(5): 359-371. doi:10.19987/j.dzkxjz.2023-186
地震科普
魏晋 · 说说地震活动性
−漫步地震五千年（7）
冯    锐※
（中国地震台网中心，北京  100045）
摘要　谈及中国的地震活动性研究，必然涉及一位杰出的女科学家— —梅世蓉。她没有院士的头衔，
却是公认的、无人可替代的中国地震预报的领军者。本文以梅世蓉先生在地震活动性上的研究成果为代
表，选择了3个方面加以介绍。南北地震带的提出促进了深浅构造研究的深入，龙日坝断裂带的发现具有重要的大地构造意义。分析了地震空区和震中迁移现象，给出了南北地震带与南亚地震带间的地震呼应震例，介绍了力学机制。直接前震和前兆震的正确判断在地震预测上十分重要，简介了直接前震的特征，给出了中国大陆震的分布。
关键词    梅世蓉；南北地震带；地震空区和震中迁移；前震和震
中图分类号：P315        文献标识码： A          文章编号: 2096-7780(2024)05-0359-13doi ：10.19987/j.dzkxjz.2023-186
Wei-Jin Dynasty: Talking about seismic activity
Feng Rui
(China Earthquake Networks Center, Beijing 100045, China)
Abstract    Talking  about  China’s  seismicity  research  inevitably  involves  an  outstanding  female  scientist, Mei Shirong. She does not have the title of academician, but is recognized and irreplaceable as an academic leader in the field of earthquake prediction in China. In this paper, three topics are selected to be presented as representative of Mei Shirong’s research on seismicity. The proposal of North-South Seismic Belt promotes the study of deep and shallow tectonics, and the  discovery  of  Longriba  fracture  zone  has  important  geotectonic  significance. The  phenomena  of  seismic  gap  and epicenter migration are analyzed, examples of seismic echoes between the North-South and South Asian seismic belts are given, and the mechanical mechanisms are described. The correct judgment of direct foreshocks and precursor seismic swarms  is  very  important  in  earthquake  prediction. The  characteristics  of  direct  foreshocks  are  introduced, and  the distribution of seismic swarms in the mainland of China is given.
Keywords    Mei Shirong; North-South Seismic Belt; seismic gap and epicenter migration; foreshocks and seismic swarms
收稿日期：2023-12-11；采用日期：2024-03-20。※
通信作者：冯锐（1941-），男，研究员，主要从事地球物理学的研究。E-mail ：****************。
第 54 卷　第 5 期地　震　科　学　进　展Vol.54　No.52024 年 5 月
Progress in Earthquake Sciences May, 2024
0    引言
中国美术史上的第一位画家是谁？
当推东晋顾恺之（348—409）。
他的《女史箴图》《洛神赋图》是流传于今的我国著名的古代美术作品，极为珍贵。“冯媛挡熊”是《女史箴图》12篇的首篇（图1）。说的是西汉元帝到虎圈看斗兽，一头熊逃出虎圈，突然攀上槛栏要跑到殿上，众人逃跑。冯媛挺身而出，果敢地挡住了黑熊，最后由左右侍卫杀掉了熊。图画中的女子身形窈窕颀长，侍卫奋力搏斗，与凶猛的黑熊形成鲜明的对比，传神之笔成就传世之宝。同期的王昭君出塞，也是流传千古的巾帼英杰。
图 1    冯媛挡熊（顾恺之，东晋）
Fig. 1    Feng Yuan blocking the bear (Gu Kaizhi, Eastern Jin)
魏晋期间（220 AD—420 AD）社会混乱，西晋末年的“永嘉之乱”导致中原地区第一次被游牧民族控制，出现五胡十六国，全国人口降到约1 600万的历史最低水平。地震记载几乎空白，不再讨论。
不过，冯媛挡熊、王昭君出塞这一系列事迹会让后代牢牢记住：华夏历史中的巾帼英豪如海浪一般地从未间断过，平凡或伟大，古代或今日，于我们民族的灿烂辉煌都有女性的贡献，包括中国的地震事业。
本篇，便以地震巾帼的代表人物−梅世蓉先生为主线，选择了3个方面来介绍地震活动性的一些研究情况。1    梅世蓉先生
遍及九州的地震活动对人口众多的中国来说，不是一个能够等闲视之的问题，需要一个无冕之王来统领业务，这样的人物非常宝贵、极难选出。不仅要默默无闻、忍辱负重、承担风险；还必须精通专业、学识渊博、团结同事，能高瞻远瞩地起到指导作用。
历史选择了梅世蓉先生，我们敬爱的师长（图2）。
图 2    梅世蓉先生（1928—2013）
Fig. 2    Ms. Mei Shirong （1928—2013）
梅世蓉先生，四川人，1928年生，1956年留苏，1960年回国。她的学术成就非常突出，活跃的学术思想、严谨的科研作风和平易待人的品德受到大家普遍的尊重和爱戴。自20世纪70年代就承担起地震系统的分析预报重任，30多年间一直主持全国地震预测的会商工作、确定重点监视区和研究思路，她发表的科学论文126篇以上，学术专著5部，指导了大量学生和青年工作者的业务。
梅世蓉先生是位纯洁善良的科学家，全无学阀的霸道，更无高官的城府，一直是科研人员亲密无间的良师益友，和她一起工作是非常快活的。
记得1966年国庆节的次日，长春怀德的范家屯发生5.2级地震，社会十分恐慌和混乱，当时的地方专业机构还没有建立。中国科学院地球物理所便迅即从邢台震区抽出3个年青人赶赴吉林开展工作，笔者是其中之一。后来，省政府突然提出个要求，希望年底前给出预测意见：千百万众能否平安过年？我作为小萝卜头，傻了眼，只能向北京的梅世蓉老师求援。
元旦前，梅老师赶到了冰天雪地的吉林，向省委详细汇报了东北地区的震情。我也第一次听到了她
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讲的“松辽地震带”的总形势，顿然明白了危险并不在长春，下一步的监测重点也不在吉林省，而是辽宁省的南部−海城、熊岳、金县和大连一带。1970年，梅先生调入中央地震工作领导小组办公室，正是在她的具体指导下，当年便在辽东半岛启动了水准测量，次年又开始了流动重力监测，随后水化、地磁、地电和地应力的前兆监测手段也陆续上马，1974年国务院又下发69号文，通报了华北及渤海地区的地震震情…… 这才有了1975年海城地震成功预报的思想和物质基础。
此事，梅老师就是百丈冰里的一朵梅花，俏也不争春，只把春来报。
后来，梅先生又亲自率队到新疆阿克苏地区搞地震预报试验，在艰苦卓绝的戈壁滩上一干就将近4年，她那种严谨的科学态度、和蔼可亲的工作作风深深地感动了每一个人，温暖了每一颗心，让我受益终生。梅老师的工作作风有个很大的特点：从来不讲空话大话套话，哪怕是会议的开场白；愿意倾听不同的意见和观点，而且还会饶有兴味地提出建议和分享，尽管她的学识和经验是最丰富的。
返京后，全国震情处处告急，仅大陆地区1976年一年就发生了24次6级以上的强烈地震，震后效应和震前征兆混在一起，从东到西从南到北都在折腾，达到百年来的最高潮。糟糕的政治环境下，天地人鬼都异常，震后总有诸葛亮。
当时我在研究所地震总值班室负责《今日震情》，头脑里还没有建立起概率的观念，总是用确定性的思维方式来分析具有强不确定性的自然活动，更没掌握“科学不等于确定性，概率不等于无知”这一现代科学的认识论。一遇到“情况”就不知所措慌忙上报。常人难以想象的压力便落到梅老师和她的团队头上了……
她们对唐山地震做了重点研究，所发表论文的数量、质量和研究深度，至今是首屈一指的[1-2]。而这，只不过是她大量工作的一滴水而已。
梅世蓉老师单纯而执着，对自己呕心沥血的贡献，从来没有讲过一句话。无私奉献是她的人生信念，即便被严重误解的时候也都是这样。
具有如此崇高境界的女性，我在地震系统里见过的，仅她一人。
退休后，与梅老师的当面交谈变得很经常，毕竟住在同一单元的楼上楼下。白发苍苍久拖病体的她已然步履蹒跚，但她那种生命不息战斗不止的精神依然在教育着我，活跃的科学思维让她保持了永久的年轻和乐观。2008年汶川发生地震，时值她的老伴、德高望重的地震学老前辈林庭煌逝世一周年，在亲人离去、孩子生病、自己严重心脏病和糖尿病等病痛折磨下，梅老师完全不顾自己80岁高龄，再次跃起投入工作。她极其清楚自己所追求的东西，对所有劝慰只有一句回答：我放不下心。
2009年元旦，梅世蓉老师发表了重头论文《汶川8.0级与昆仑山口西8.1级地震前地震活动异常特征与启示》[3]，详细分析了汶川地震的活动特点，对今后的科研思路、预报战略、观测系统和组织机构等问题，语重心长地做了交代，点燃了她生命的最后一根蜡烛。
2013年4月20日四川芦山7级地震的第二天，梅先生谢世。她为地震而生，为地震而去。她的离去，是中国地震事业的重大损失。所留下的空白在很长时间里都无法弥补。
中国地震事业的巾帼元勋、地震预报的先驱梅世蓉先生，是一位高尚的人，一个有益于人民的人，她将永存于世。
2    南北地震带
唐山地震是哪一年哪月2.1    概念的提出
中国大陆中间部位存在有一条从北而南延续18 000 km、带宽不足200 km的巨型地震带（图3），把中国分割成了东西两大地震活动区[4]，这里一直是我国地震最活跃、灾情最严重的地带，汶川地震和一系列的8级大震都位于其中。
不了解它，就不能说了解中国的地震国情。
“地震带”是从漫天分布的地震里提炼出的一个升华概念。位于同一个地震带的地震会具有相近的破裂机制，彼此会互相诱发和补偿，深部会有共同的地质构造。地震带的位置一旦确立，就可以利用这个地震带的历史地震推断现今地震活动的危险性，预测今后地震的可能位置、强度和频谱分布，也就容易告诉工程建设应该如何设计和防范。
中国地震带（区）的最早划分，是翁文灏（1889—1971）1921年的工作[5]，以及谢毓寿（1917—2013）50年代的工作[6]。不过研究得最深入的还是梅世蓉先生，她1960年在苏联的博士论文完成了一系列的开创性工作[7]，确定了弹性应变的平均积累速度、地震频度、地震强度作为地震活动性的定量指标，明确提出了“甘肃地震带”的定义（图3），还把这个带细致地划分成贺兰山—六盘山—平武松潘—祁连山4个小段，逐一做了研究。具体地将这个带的地震划分出4个时期：高活动期是（200 BC—200 AD）、（734—
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1550）、（1550—至今）；低活动期是（200—734）。强震的平均周期约380年，有感地震的平均周期为430年。
后来，大家约定俗成地改称之“南北地震带”，只为方便顺口。
就在地震学兴高采烈地觉得这个地震带的划出美轮美奂的时候，地质学发难了：这算个啥带呀？南段和北段还能与断裂构造吻合，但中段既不符合大地构造，又没有断裂带。你们的震中是不是搞错啦？
地震学拿出了两个重磅：1654年礼县8级地震等震线[8]（图4）和1879年文县8级地震等震线[9]（图5）。等震线的长轴方向能够反映震源位错的方向，这是确切无可动摇的。那么，这两次大地震的震中连线，以及每一次地震等震线的长轴和震源机制解的位错平面都是沿着北—北东方向延伸，义无反顾地切割了地质断裂、横跨了高山、越过了峡谷！没有受到地表活动断裂线和地形的任何影响，空间位置上也明显不与龙门山断裂带吻合。
如果地质学画的这些条条、线线没有搞错，那么可能的解释只有一条：地震的震源在深部，地质的断裂在浅部，二者表象上的不吻合反映着该处存在深浅立交构造。
就这样，大家吵了50年，谁也没说服谁。
图 3    汶川地震前的南北地震带（左-震中分布；右-强震等震线）
Fig. 3    North-south seismic belt before Wenchuan earthquake (left, epicenters; right, isoseismal lines of some strong earthquakes)
图 4    礼县1654年8级地震等震线Fig. 4    Isoseismal map of Lixian M8 earthquake in 1654
图 5    文县1879年8级地震等震线Fig. 5    Isoseismal map of M8 earthquake in 1879
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说来可笑，人一吵累，共识就有了：
  嘿！这个地区的深部构造还没查清呀。
2.2    构造背景的初步明晰
日子熬到了2008年，汶川发生大地震。
为研究汶川地震的深部构造和龙门山的抬升机制，专家们分析了GPS复测资料和卫星影像，开展了野外现场考察[10]，还布设了长达500 km的地震探测[11-12]，大有斩获：在南北地震带的中段−以前争论的地方，居然发现了一条重要的、切穿了整个地壳的大断裂，以前一直被忽略！
这条断裂叫龙日坝断裂带，位于龙门山以西200 km处，由相距约30 km的两条平行的分支断层组成，一条叫龙日曲，一条叫毛尔盖。跟龙门山断裂带一样都呈北东走向，但是在北端转向南北状了（图6）。更有意义的是，大地构造的单元划分也不得不做修改了。
以前总认为巴颜喀拉块体是完整地接触到龙门山断裂带，因此对于青藏高原的向东运移，理论上应该直接在龙门山断裂带处引发大量地震−沿着龙门山、并呈北东向延展。而这与实际情况严重不符。
新的观点[10]是：新构造运动在龙门山区发生于11～5 MaBP（距今百万年），而岷江以西的岷山、邛崃山、阿坝等山区却发生在5～3 MaBP，反映出从成都平原向西北方向的岷山、阿坝地区存在一个从老逐渐变新的趋势！通俗点地说：龙门山是老的，岷山是新的；老的僵化了，地震就少了；新的活奔，地震就没完了。
比如2008年汶川大震之前，发生在龙门山断裂带的最大地震仅有汶川1657年4月21日、绵竹1958年2月8日、大邑1970年2月4日的3次6.2级地震，说明龙门山断裂带至少呼呼酣睡了四五百年。
龙日坝断裂带的发现，意义重大。
此事决定了巴颜喀拉块体的东侧要再划分出两个次级的小块体−阿坝次块体和龙门山次块体（图6和图7）。青藏高原的东向推挤和运移之所以能被华南块体阻挡住，是靠着宽达200 km的龙门山次块体的地壳缩短来消化完成的，它把阿坝次块体的年形变率从11.4 mm 压缩到8.5 mm，年地壳缩短率约0.55 mm，只有小部分的剩余量才传递给了龙门山。于是在龙
门山次块体（而不是龙门山断裂带）的部位就出现了大量地震−南北地震带的中段，这个地区是在龙门山西侧的、断续的、看似小规模的断层，比如岷江断裂、虎牙断裂、文县武都断裂等，以不断释放的形变能才维系了整体能量调节的稳定（图8）。
如何评估龙日坝断裂带的发现，以及它在大地构造上的地位，也存在不同的观点。有些研究认为，龙日坝断裂带实际上是扬子块体和松潘地块的部分
图 6    龙门山次块体（参考[13]并修改）
Fig. 6    Longmenshan sub-block （refer to [13] with modifications）
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