研究大地震发生前后的前震和余震活动特征，有助于理解地震成核与触发机制，为地震风险评估提供重要参考。中国大陆地区历史上曾发生多次破坏性大地震，是世界上最大与地震最为活跃的板内区域之一，是研究板内大地震活动的重要地区。精确的地震活动统计特征分析，需要尽可能完备的地震目录。然而，前人研究多采用人工识别的地震目录，许多小地震丢失。更低的完备震级将有助于提升地震数量，从而更好地评估地震活动特征的统计学参数。
中国地震局地球物理研究所李璐副研究员等选取了中国大陆地区2008年10月至2019年12月发生的6.0级以上大地震共32个（图1），根据大地震发生时间和位置的相近性，将其分为29组地震序列，并将其中震级最大的事件作为主震。利用基于GPU加速的模板匹配滤波技术，对这些主震发生前后数月的连续波形进行扫描，得到新检测地震目录。新检测地震目录中地震事件总数量是原始人工地震目录的约4.7倍，其完备震级较人工地震目录平均下降约0.58。
基于新检测的地震目录，分析了各个地震序列的前震活动特征：首先选取主震前1个月作为前震选取的时间窗口；参考余震的选取范围，以距离主震3倍震源尺度作为前震选取的空间窗口。接下来计算前震活动累积释放的地震矩与背景地震的月度平均地震矩的比值，将比值大于10的序列定义为有异常前震活动的地震序列。结果表明，有10个主震有异常前震活动，占全部主震的约33%。通过对主震震源机制的三角形分类发现，相比于另外两种主震类型，走滑型主震更有可能发生异常前震活动（图2）。
同样利用3倍震源尺度的空间窗口，对新检测地震目录的余震活动特征进行分析（图3）。结果表明，中国大陆地区的余震产生率与全球平均水平相当；相对余震产生率分布在-1至1范围内，与主震震级无关；走滑型主震的余震产生率较低，说明走滑型主震的余震相对较少。
图1 中国大陆地区2008年10月至2019年12月期间发生的6.0级以上大地震分布图。红色和蓝色圆点分别表示有异常前震和没有异常前震活动的主震，圆点大小表示震级。黑色三角形表示距离每个主震300 km以内的固定台站
图2 对每个主震震源机制的三角形分类图。红色和绿色圆点表示基于新检测目录的有异常前震活动的主震，其中红色表示最大前震出现在主震发生前2天内，绿色表示最大前震出现在主震发生前30天内。黑色圆点表示没有异常前震活动的主震
图3 基于新检测目录的余震活动统计特征分析。(a)主震发生后60天内、距离主震3倍震源尺度内、震级大于2.6级的余震数量随主震震级的分布图。黑色虚线代表中国大陆地区的余震产生率的拟合曲线，其结果与全球余震产生率的平均水平（灰色虚线，Dascher-CouSineau et al., 2020）相当。(b)相对余震产生率随主震震级分布图。(c)相对余震产生率随主震震源机制分布图。黑色方块代表每个震源机制下的平均相对余震产生率
本研究利用模板匹配滤波技术，对中国大陆地区近十年6.0级以上大地震发生前后数月的连续波形进行扫描，得到的新检测地震目录较人工地震目录的数量得到大幅提升，完备震级下降。所得目录已开放共享，可供学者用于地震活动性分析、地震层析成像等多个研究领域。研究发现，中国大陆地区走滑型主震发生异常前震活动的可能性较大，但余震相对较少。新检测地震目录可用于进一步研究地震序列的统计学特征，对于了解中国大陆甚至世界各地的地震相互作用和地震风险评估具有重要意义。
研究成果于2024年发表在学术期刊《Seismological Research Letters》上（Lu Li*, BaoshanWang, Zhigang Peng, Jinxin Hou, Fang Wang, 2024. Statistical features of seismicity associated with large earthquakes on the Chinese continent between 2008 and 2019 based on newly detected catalogs. Seismological Research Letters. Doi: https://doi.org/10.1785/0220230189）。本研究受国家重点研发计划课题（2022YFC3102202），中央级公益性科研院所基本科研业务专项（DQJB20B15）等项目共同资助。
【作者简介】
李璐，女，1988年生，2011年本科毕业于中国科学技术大学，2016年毕业于中国地震局地球物理研究所，获理学博士学位。以第一作者发表学术论文6篇。主要从事地震检测与定位、地震触发机制与地震活动性分析等方面的工作。
