为了确定四川盆地M_S≥4.5地震对四川及邻区的强震是否具有预测指示意义,表1列出了四川盆地M_S≥4.7历史地震和最近10年M_S≥4.5地震,同时列出了震后半年内、震后0.5～1年内四川及邻区(25°～35°N,95°～110°E)发生的M_S≥6.0强震信息(余震不参与统计,震群仅计1次)。

由于历史原因,仅能保证汶川地震之后的四川地区M_S≥4.5地震目录的完整、可靠,因此,为获得较为客观的统计结果,以2008年汶川地震为界,进行分时段统计。

(1)汶川地震前(公元前26年—2008年5月11日),四川及邻区共记录M_S≥6.0地震193次(图2),如果不考虑余震、震群按1次计算,则地震总数为164次,包括95次M_S≥6.5地震。该时段发生在四川盆地的M_S≥4.5地震共28次(即表1中No.1～28),15次地震后1年内在四川及邻区发生了M_S≥6.0地震(共对应19次强震),

表1 四川盆地有记录以来MS≥4.5地震与四川及邻区后续MS≥6.0强震统计
Tab.1 Statistic of MS≥4.5 earthquakes in Sichuan Basin and following MS≥6.0 strong earthquakes in Sichuan region and its surroundings

占比约为54%。其中半年内发生M_S≥6.0地震有9次(共对应10次强震),占比32%,尽管对应地震比例不低,但超过88%的M_S≥6.0强震前四川盆地无M_S≥4.5地震活动,漏报率高。95次M_S≥6.5地震中,12次震前1年内四川盆地有M_S≥4.5地震活动,有震对应率为43%,但超过87%的M_S≥6.5地震前四川盆地无M_S≥4.5地震活动。

(2)汶川地震后(2010—2019年),四川盆地共发生M_S≥4.5地震23次(表1中No.29～51),12次地震后1年内四川及邻区发生了M_S≥6.0强震(不包括玉树地震的1次M_S≥6.0余震),占比近52%,且有10次为半年内发震,占比约为43%; 8次盆地地震后1年内四川及邻区发生了M_S≥6.5地震,占比约35%,其中有7次为半年内发震,占比近30%。同时期四川及邻区共发生M_S≥6.0强震10次(不包括余震)(图2中红色圆),分别为:2010年4月14日青海玉树M7.1,2013年4月20日四川芦山M_S7.0、7月22日甘肃岷县—漳县M_S6.6和8月12日西藏左贡M_S6.1,2014年5月30日云南盈江M_S6.1、8月3日云南鲁甸M_S6.5和11月22日四川康定M_S6.3,2017年8月8日四川九寨沟M_S7.0和11月18日西藏米林M_S6.9以及2019年6月17日四川长宁M_S6.0地震。[JP2]其中,9次强震前四川盆地有M_S≥4.5地震活动,仅2014年云南盈江M_S6.1地震例外; 该时段6次M_S≥6.5地震之前四川盆地均有M_S≥4.5地震活动,且其中5次出现在震前半年内,仅2017年11月18日西藏米林M_S6.9地震例外。可见,汶川地震后四川盆地M_S≥4.5地震对四川及邻区M_S≥6强震活动具有一定的指示意义。

图2 四川及邻区MS≥6.0地震分布(B.C.26—2019)
Fig.2 Distribution of MS≥6.0 earthquakes in Sichuan region and its surroundings from B.C.26 to 2019

2008年汶川地震之前,四川及邻区多数强震前四川盆地无对应M_S≥4.5地震活动,因此,本文仅针对2010—2019年四川盆地M_S≥4.5地震与四川及邻区强震活动对应情况,进行预测效能评分R值检验(国家地震局科技监测司,1990),R=报对地震数/应报地震数-预测占用时间/统计时段总长度,其中,应报地震数为发生在给定统计区域、给定统计时段内满足震级条件的强震总数(不包含余震,震群仅计1次); 报对地震数为统计区预测时间内发生的强震总数,一次异常可能对应多次强震,也可能多次异常对应同一个强震,地震次数不重复统计; 预测占用时间为所有异常预测时间总和,当预测时间重叠时,时间不重复统计。只有当R>R₀时,预测意义显著,其中,R₀表示考虑报准率和漏报率、置信度为97.5%时的最低R值(国家地震局科技监测司,1990)。

针对不同的预测规则,对四川盆地M_S≥4.5地震预测意义进行内符检验:

(1)预测规则1:四川盆地M_S≥4.5地震发生后,未来1年内,四川及邻区将发生M_S≥6.0地震。

内符检验:最近10年(2010—2019年),四川盆地共发生M_S≥4.5地震23个,预测23次。根据预测规则1,每次预测1年时间,时间不重复统计,因此,23次预测占用时间2 433天,四川及邻区实际发生M_S≥6.0地震10次,报对强震9次,漏报强震1次,虚报2次,R值评分为:[KH*1]R=9/10-2 433/3 650=0.233[JY](1)

R₀=0.345[KH*1D]R<R₀,不能通过统计检验,预测意义不显著。

(2)预测规则2:四川盆地M_S≥4.5地震发生后,未来1年内,四川及邻区将发生M_S≥6.5地震。

内符检验:最近10年(2010—2019年),四川盆地共发生M_S≥4.5地震23个,预测23次,根据预测规则2,预测占用时间2 433天,四川及邻区实际发生M_S≥6.5地震6次,报对强震6次,漏报0次,虚报3次,R值评分为:[KH*1][JP]R=6/6-2 433/3 650=0.333[JY](2)

R₀=0.459[KH*1D]R<R₀,不能通过统计检验,预测意义不显著。

(3)预测规则3:四川盆地M_S≥4.5地震发生后,未来半年内,四川及邻区将发生M_S≥6.0地震。

内符检验:最近10年(2010—2019年),四川盆地共发生M_S≥4.5地震23个,预测23次,根据预测规则3,预测占用时间1 683天,四川及邻区实际发生M_S≥6.0地震10次,报对强震7次,漏报强震3次,虚报4次,R值评分为:[KH*8/9]R=7/10-1 683/3 650=0.239[JY](3)

R₀=0.352[KH*8/9D]R<R₀,不能通过统计检验,预测意义不显著。

(4)预测规则4:四川盆地M_S≥4.5地震发生后,未来半年内,四川及邻区将发生M_S≥6.5地震。

内符检验:最近10年(2010—2019年),四川盆地共发生M_S≥4.5地震23次,预测23次,根据预测规则4,预测占用时间1 683天,四川及邻区实际发生M_S≥6.5地震6次,报对强震5次,漏报强震1次,虚报4次,R值评分为:[KH*8/9]R=5/6-1 683/3 650=0.372[JY](4)

R₀=0.475[KH*8/9D]R<R₀,不能通过统计检验,预测意义不显著。

(5)预测规则5:不考虑盆地边缘和历史地震活跃区,仅将四川盆地内部历史少震与弱震区地震(即表1中的No.29,32,34～35地震)作为统计对象。四川盆地内部少震与弱震区M_S≥4.5地震发生后,未来半年内,四川及邻区将发生M_S≥6.0地震。

内符检验:最近10年(2010—2019年),在四川盆地少震与弱震区(遂宁、三台、梓潼)发生M_S≥4.5地震4次,预测4次,根据预测规则5,预测占用时间共546天,该时段四川及邻区实际发生M_S≥6.0地震10次,报对强震6次,漏报强震4次,虚报0次,R值评分为:[KH*1]R=6/10-546/3 650=0.450(5)

R₀=0.338[KH*1D]R>R₀,通过统计检验,具有预测意义。

(6)预测规则6:不考虑盆地边缘和历史地震活跃区,仅将四川盆地内部历史少震与弱震区地震(表1中No.29,32,34,35地震)作为统计对象。四川盆地内部少震与弱震区M_S≥4.5地震发生后,未来半年内,四川及邻区将发生M_S≥6.5地震。

内符检验:最近10年(2010—2019年),在四川盆地少震与弱震区(三台、梓潼、遂宁)发生M_S≥4.5地震4次,预测4次,根据预测规则6,预测占用总时间为546天,该时段四川及邻区实际发生M_S≥6.5地震6次,报对强震5次,漏报强震1次,虚报0次,R值评分为:[KH*1]R=5/6-546/3 650=0.6846)

R₀=0.475[KH*1D]R>R₀,通过统计检验,具有预测意义。

上述内符检验预测效能评分R值计算结果显示,预测规则6中四川盆地内部历史少震与弱震区M_S≥4.5地震发生后,预测未来半年内四川及邻区M_S≥6.5地震的预测效能评分R值最高,且能通过统计显著性检验,具有中短期预测意义。

[BT(2+1]2.3 四川盆地内部少震与弱震区M_S≥4.5地震预测强震的规则上述不同预测规则下的预测效能统计检验R值评分中预测规则6的R值评分最高,因此,将预测规则6作为四川盆地内部少震与弱震区的判定标准及该区域M_S≥4.5地震预测四川及邻区M_S≥6.5地震的规则:

(1)四川盆地内部少震与弱震区判别

位于四川盆地内部,不包含盆山转换区域,震中30 km范围内在汶川地震之前无M_S≥4.0地震记录,且自1970年有台网记录以来M_L≥3.0地震频次不超过2次,如三台、梓潼等区域(图3)。

(2)预测规则

当四川盆地内部少震与弱震区M_S≥4.5地震发生后,未来半年内,四川及邻区(25～35°N,95～110°E)将发生M_S≥6.5地震。