关于1920年海原大地震震级高估的讨论

刘静, 徐晶, 偶奇, 韩龙飞, 王子君, 邵志刚, 张培震, 姚文倩, 王鹏

刘静,徐晶,偶奇,韩龙飞,王子君,邵志刚,张培震,姚文倩,王鹏. 2023. 关于1920年海原大地震震级高估的讨论. 地震学报,45(4):579−596. DOI: 10.11939/jass.20220051
引用本文: 刘静,徐晶,偶奇,韩龙飞,王子君,邵志刚,张培震,姚文倩,王鹏. 2023. 关于1920年海原大地震震级高估的讨论. 地震学报,45(4):579−596. DOI: 10.11939/jass.20220051
Liu J,Xu J,Ou Q,Han L F,Wang Z J,Shao Z G,Zhang P Z,Yao W Q,Wang P. 2023. Discussion on the magnitude overestimation of the 1920 Haiyuan earthquake. Acta Seismologica Sinica45(4):579−596. DOI: 10.11939/jass.20220051
Citation: Liu J,Xu J,Ou Q,Han L F,Wang Z J,Shao Z G,Zhang P Z,Yao W Q,Wang P. 2023. Discussion on the magnitude overestimation of the 1920 Haiyuan earthquake. Acta Seismologica Sinica45(4):579−596. DOI: 10.11939/jass.20220051

关于1920年海原大地震震级高估的讨论

基金项目: 国家重点研发计划项目(2021YFC3000605-04)和国家自然科学基金(42202232,U1839203,42030305,42104061)共同资助
详细信息
    通讯作者:

    刘静,博士,教授,主要从事强震与断层活动性、构造地貌等方面的研究,e-mail:liu_zeng@tju.edu.cn

  • 中图分类号: P315.32

Discussion on the overestimated magnitude of the 1920 Haiyuan earthquake

  • 摘要: 1920年海原大地震作为史料记载以来中国大陆震级最高、伤亡最多的极具破坏性的地震之一,开启了我国用现代地震学方法研究大地震的新篇章,在我国地震研究史上具有里程碑的意义。最新研究结果表明,1920年海原大地震的矩震级为MW(7.9±0.2),与文献和大众广泛接受的M8${\raise0.5ex\hbox{$\scriptstyle 1$}\kern-0.1em/\kern-0.15em\lower0.25ex\hbox{$\scriptstyle 2$}} $的数值相差较大。本文通过对震级标度及其演化历史的总结和梳理,阐述了仪器记录早期阶段基于地震波波形振幅和频率的震级标定存在系统偏差的问题,这与仪器限制、台站稀疏、标定不统一等因素有关,也使得1920年海原大地震和同时期世界上其它一些重要大地震的震级不同程度被高估。在各种震级标度中,矩震级MW与地震破裂面积和位移等物理参数关联,是地震震级的最佳标定方法。震级作为表述地震大小和能量的重要参数,被广泛地用于评估断层未来的地震潜势;震级的偏差对地震活动时空分布样式的研究会产生重要影响,并造成基于历史地震资料的地震危险性评价和灾害评估等产品的可信度降低。因此,本文倡导对历史地震震级进行检验和修订,并建议1920年海原大地震的震级采用矩震级MW(7.9±0.2)表示,修正后的1920年海原大地震的震级与2008年汶川地震(MW7.9,MS8.0)和2001年昆仑山大地震(MW7.8,MS8.1)相当。
    Abstract: The great 1920 Haiyuan earthquake, resulting in tremendous casualties, ranks as one of the largest and most devastating earthquakes in China. This significant event marks the start of investigating earthquakes through modern scientific approaches in China. Recent studies show that the moment magnitude of the 1920 Haiyuan earthquake is MW(7.9±0.2), prominently smaller than the widely known and often cited magnitude M8${\raise0.5ex\hbox{$\scriptstyle 1$}\kern-0.1em/\kern-0.15em\lower0.25ex\hbox{$\scriptstyle 2$}} $. This paper reviews the re-calibration and conversion of different types of magnitude in the early developing phase of seismometers and analogue seismographs. Similar to the 1920 Haiyuan earthquake, the magnitude of many large shallow earthquakes that occurred in this period are systematically overestimated due to factors such as developing technology, sparse instrumentation and data, and diverse calibration functions. The moment magnitude, linked to physical parameters of earthquake rupture, is the best magnitude scale. For magnitude is the most commonly used parameter in describing an earthquake’s size and energy and is an essential factor in seismic hazard assessment, bias and errors in magnitude conversion have significant consequences in understanding the spatio-temporal pattern of historical seismicity and the reliability of various products of seismic potential and hazard evaluation. We thus advocate citing revised moment magnitude MW(7.9±0.2) for the 1920 Haiyuan earthquake in future studies and re-evaluating the magnitude of historical earthquakes in general. With a revised magnitude, the 1920 Haiyuan earthquake is similar in size to the 2008 Wenchuan earthquake (MW7.9, MS8.0) and the 2001 Kunlun earthquake (MW7.8, MS8.1).
  • 地震动反应谱的拟合,即调整给定初始地震动的加速度时程使其反应谱逼近目标地震动反应谱,是地震工程中重要的研究课题(胡聿贤,2006).对于重大工程的场地地震安全性评价,拟合概率地震危险性计算得到基岩地震动反应谱,所得的基岩地震动时程即为后续场地非线性地震反应分析的输入(中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会,2005);而对于重大工程结构的抗震分析,拟合设计地震动反应谱得到的设计地震动时程,则是结构地震反应时程分析的输入(中华人民共和国住房和城乡建设部, 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,2010U.S. Nuclear Regulatory Commission, 2014).

    地震动反应谱的拟合方法基本上可分为时域方法和频域方法(陈天红等,2010).频域方法可分为基于傅里叶变换和基于小波变换的方法(曹晖等,2002全伟,李宏男,2007),其中,基于傅里叶变换的方法是经典的地震动反应谱拟合方法,该方法的一个主要优点在于其能够保留初始地震动的相位谱.美国核管理委员会颁布的标准审查大纲(standard review plan,简写为SRP)3.7.1(U.S.Nuclear Regulatory Commission, 2014)中规定,对于需要开展非线性动力分析(如考虑土-结构动力相互作用效应的分析)的核岛结构,所合成的设计地震动时程应保留初始天然地震动(SRP3.7.1称其为“种子”地震动,seed recorded ground motion)的相位.因此,尽管时域方法在拟合精度、收敛性以及对初始地震动非平稳特性的保留等方面优于频域方法(张郁山,赵凤新,2014),但是从工程需求而言,频域方法目前仍具有时域方法无法替代的作用.

    另一方面,在进行地震动反应谱拟合时,考虑到拟合精度和迭代收敛等问题,当前实际工程中目标谱控制点之间的间距相对较大.例如,我国现行《工程场地地震安全性评价》规定,在合成基岩地震动时程时,要求目标谱控制周期不低于50个并且在对数坐标下均匀分布(中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会,2005);根据SRP3.7.1中第一种单组时程法的规定(U.S.Nuclear Regulatory Commission, 2014),合成核电站设计地震动时程时,在周期范围0.03—4.0 s之间,目标谱控制点总数达到76个即可满足要求.尽管如此,实际工程所需的地震动时程也对具有加密控制点的目标地震动反应谱的拟合提出了需求. SRP3.7.1规定的第二种单组时程法中,为确保位于核岛楼面上核电设备抗震分析的保守性,用于核岛抗震分析的设计地震动时程需要包络具有加密控制点的目标谱,要求在每个十进制频带(frequency decade,如0.1—1.0 Hz,1.0—10 Hz等)内控制点数目不低于100个.因此,拟合加密目标地震动反应谱具有实际的工程意义.

    本文拟在经典的基于傅里叶变换的频域拟合方法的基础上,提出拟合加密目标谱的地震动合成方法.该方法合成的地震动加速度时程不仅能够在工程所需频带范围内的每个傅里叶频率点上以一定精度拟合目标反应谱,而且能够保证加速度曲线满足给定强度包络线的要求,同时,对其积分所得位移曲线不存在基线漂移问题.

    传统三角级数叠加法(以下简称传统方法)首先利用反应谱与功率谱之间的转换关系,确定与目标反应谱相匹配的傅里叶幅值谱,傅里叶相位谱则取[0,2π]范围内均匀分布的随机变量,从而获得频率平稳的高斯过程,将其乘以确定性的地震动强度包络曲线Ψ(t)后即可得到强度非平稳的初始地震动加速度时程a0(t).通过a0(t)的反应谱与目标谱的比较,对于不满足精度要求的控制点,调整初始时程与该控制点所控制频带范围内的傅里叶幅值谱;经过多次迭代调整后,所得时程能够按照一定精度拟合目标谱;若迭代调整过程中同时考虑相位的影响则可以加快迭代运算的收敛速度(胡聿贤,何训,1986).针对给定控制频率点ωj处反应谱的拟合,传统方法调整的是ωj控制频段内的傅里叶幅值谱,并且该频段内所有频率分量的幅值均按照相同的方式加以调整,调整公式如下:

    (1)

    式中,A(i)(ω)和A(i+1)(ω)分别为第i次和第i+1次迭代所对应的傅里叶幅值谱,ω为傅里叶谱对应的圆频率,ωj为反应谱的第j个控制圆频率(=2π/控制周期),Sa(i)(ωj)为第i次迭代时程的反应谱,ST(ωj)为目标反应谱,ω1, jω2, jωj处主控频带的起始频率点,且有

    (2)

    在上述传统方法的基础上,本文提出拟合加密控制点目标反应谱的地震动合成方法.该方法在工程所需的频带范围内,针对每一个傅里叶谱分量对应的频率点调整加速度傅里叶谱幅值,使合成地震动时程的加速度反应谱拟合该频率所对应的目标反应谱,具体步骤如下:

    1) 确定目标反应谱的频率范围[ωminωmax].

    2) 确定离散加速度时间序列的离散时间步长Δt和总离散点数NFFTNFFT为2的整数次幂,则离散频率步长Δf=1/(NFFTΔt),Δω=2πΔf,总离散频率点数为Nfold=NFFT/2+1,位于目标谱频率范围[ωminωmax]内的频率点数NfitNfold.

    本文拟合方法所采用的目标反应谱控制点总数取决于目标反应谱控制频率范围、离散时间步长以及离散时间点数.针对本文所研究算例采用的离散点数NFFT=4096和离散时间步长Δt=0.01 s,可以确定离散频率步长Δf=1/(NFFTΔt)=0.0244 Hz,总离散频率点数Nfold=2049,因而在目标反应谱控制周期范围[0.03 s,4 s]内的总拟合点数为1356个.

    3) 在频段[ωminωmax]内的Nfit个频率点上确定目标反应谱ST(ωj),ωj=2π(j-1)Δf,且ωminωjωmax.

    4) 设定地震动的相位谱为

    (3)

    式中,φj为离散频率ωj(=2π(j-1)Δf)所对应的地震动相位谱.在传统方法中,φj假定为[0,2π]内均匀分布的随机变量,针对给定的随机数种子,利用通用的随机数数值生成算法即可生成φj.除采用该方法外,在本文方法中,φj还可以取为实际强震动加速度记录的傅里叶相位谱.由于地震动傅里叶相位谱包含着地震动时程波形的基本信息,因此,采用保留初始地震动相位的方法所生成的地震动时程能够保留强震动记录时域波形的基本特征.如果采用均匀分布随机相位的方法,还需给出地震动加速度的强度包络函数Ψ(t),目前工程中普遍采用如下函数形式:

    (4)

    式中:t1t2分别为地震动加速度时程强震平稳段的起始和终止时刻,c为强度包络线下降段的衰减系数. t1t2c与地震环境和场地条件有关,可利用经验统计关系来确定(霍俊荣,1991).

    5) 利用功率谱与反应谱之间的转换公式

    (5)

    确定与目标反应谱相匹配的功率谱,式中,P(ωj)为功率谱,ST(ωj)为目标反应谱,ζ为目标反应谱的阻尼比,r为超过目标反应谱值的概率.这样,利用功率谱确定地震动加速度时程的初始傅里叶幅值谱为

    (6)

    式中,Aj(0)为离散频率ωj对应地震动的初始傅里叶幅值谱.

    6) 迭代调整傅里叶幅值谱以逼近目标谱,具体步骤如下:①设第i次迭代对应的傅里叶幅值谱为Aj(i)=A(i)(ωj),i=0, 1, 2, ….对于i=0,Aj(0)即为式(6)所确定的初始傅里叶幅值谱. ②确定第i次迭代所对应的地震动加速度时程a(i)(t).若相位为[0,2π]内均匀分布的随机变量,则

    (7)

    若相位取为实际强震动记录的相位,则

    (8)

    式(7)与式(8)的区别在于是否乘以强度包络函数Ψ(t).若相位为[0,2π]内均匀分布的随机变量,则式(7)中,求和符号计算得到的时程为频率和强度均平稳的时程,必须将其乘以强度包线以反映地震动加速度时程的强度非平稳特性;若相位为实际地震动记录的相位,则其包含着天然地震动时程的基本信息;式(8)计算所得时程不仅具有天然地震动的强度非平稳特性,还具有其频率非平稳特性,因此无需乘以强度包络函数.式(7)和式(8)均可利用快速傅里叶变换(fast Fourier transform, 简写为FFT)算法进行计算. ③对时程a(i)(t)进行基线校正处理. ④计算校正后时程a(i)(t)的反应谱Sa(i)(ωj),并确定Sa(i)(ωj)与目标谱ST(ωj)之间的相对误差.若该相对误差满足精度要求,则退出迭代调整;否则,进行下面步骤操作. ⑤针对离散频率ωj=2π(j-1)Δf,且ωj∈[ωminωmax],按照

    (9)

    调整傅里叶幅值谱. ⑥令i=i+1,重复上述步骤②—⑤,直到满足拟合精度要求为止.这样就能够实现合成时程的反应谱控制频率范围内的以Δf为间距的所有频率点的幅值对目标反应谱幅值的拟合.

    本文提出的拟合方法在处理初始地震动以拟合目标反应谱时,假定初始地震动不存在基线漂移问题.但是,在对其进行调整的过程中,由于调整导致其傅里叶幅值谱发生变化,从而造成调整后地震动出现基线漂移现象.针对此问题,本文提出叠加加速度脉冲的时域基线校正方法,在每一次迭代调整后,均对所得地震动进行基线校正处理,从而确保最终合成地震动的速度、位移不会产生基线漂移,并且仍能满足对目标反应谱的拟合精度要求.本文基线调整方法的主要步骤如下:

    1) 设定需要进行线性拟合的地震动时间序列的离散点数Nreg.

    2) 将第i次迭代所得加速度时程a(i)(t)积分两次得到位移时程d(i)(t).取离散时间变量tk(=(k-1)Δt)和离散位移序列dk(i)(=dk(i)(tk))尾部Nreg个数据分别作为自变量x和函数y的观测值,即

    (10)

    3) 基于最小二乘原理,采用线性模型y=Ax+B拟合式(10)所确定的离散数据,得到拟合系数AB,进而可以确定该直线与时间轴的交点t0=-B/A.

    4) 在加速度时程上叠加脉冲时程ac(t), 即

    (11)

    其中

    (12)

    式(12)中的A即为线性模型y=Ax+B的拟合系数At0=-B/ATp为添加脉冲时程的周期.为降低叠加脉冲对原始地震动的影响,本文取Tp=1 s.

    基线校正的具体过程如图 1所示.图 1a中灰色实线为初始地震动加速度时程曲线,对其积分得到的速度时程曲线如图 1b中灰色实线所示,对速度积分得到的位移时程曲线如图 1c中灰色实线所示.可以看出,位移时程曲线出现了明显的基线漂移.取其尾部Nreg=1024个数据点进行最小二乘拟合,得到拟合系数A=0.56和B=-10.827,拟合直线如图 1c中蓝色直线所示,其与位移d=0轴的交点时刻t0=18.836 s.利用式(12)计算所得加速度ac(t)如图 1d所示,将其叠加在初始加速度时程上所得校正加速度时程曲线如图 1a中红色点线所示,积分所得速度和位移时程曲线分别如图 1b1c中红色点线所示.可以看出,上述校正对加速度和速度时程曲线影响很小(图 1ab),但所得位移时程曲线已消除了基线漂移问题(图 1c).

    图  1  一次迭代中加入脉冲前后地震动加速度(a)、速度(b)和位移(c)时程曲线及加速度脉冲时程(d)
    Figure  1.  The time-history curves of acceleration (a), velocity (b) and displacement (c) and acceleration pulse duration (d) of the ground motion before and after the pulse are added to the iteration

    校正前后地震动反应谱的对比如图 2所示.可以看出,上述基线校正对地震动的反应谱影响非常小.因此,本文所提出的校正方法能够有效地消除利用传统方法合成的加速度时程所造成的积分位移基线漂移现象,且经过校正后的加速度时程反应谱几乎无变化,从而保证了基线校正对反应谱拟合的精度和收敛速度不会产生较大影响.

    图  2  基线校正对地震动反应谱的影响
    Figure  2.  Influence of baseline correction on response spectrum of ground motion

    本文算例所用目标地震动加速度反应谱如图 3所示,其控制点最小周期为0.03 s,最大周期为4 s,目标地震动峰值加速度为500 cm/s2.本文所拟合的加密地震动反应谱的控制点数为1356,满足美国核管理委员会SRP3.7.1关于传统方法采用的控制点总数为76个的规定.

    图  3  目标地震动加速度反应谱
    Figure  3.  Target ground motion acceleration response spectrum

    以三角级数叠加法生成的地震动加速度作为初始时程,分别利用传统方法和本文方法,针对图 3所示目标反应谱进行地震动合成,两种方法得到的地震动特性分别如图 4图 5所示.

    图  4  传统方法合成的地震动加速度(a)、速度(b)和位移(c)时程曲线以及反应谱拟合情况(d)
    Figure  4.  The acceleration (a), velocity (b) and displacement (c) time-history curves and response spectrum fitting (d) of the synthetic ground motion by conventional non-encrypted method
    图  5  本文方法合成的地震动加速度(a)、速度(b)和位移(c)时程曲线以及反应谱拟合情况(d)
    Figure  5.  The acceleration (a), velocity (b) and displacement (c) time-history curves and the response spectrum fitting (d) of the synthetic ground motion by the encrypted method proposed in this paper

    本文方法在每一次迭代调整的过程中均乘以地震动加速度强度包络函数,而传统方法仅在迭代调整前乘一次强度包络函数,后续的迭代调整就会导致最终所得地震动加速度时程曲线无法满足强度包络的要求.因此,相比传统方法得到的地震动加速度时程曲线,本文方法所得曲线能够很好地满足强度包络要求(图 5a),而传统方法得到的曲线在其起始部分和尾部均超出了强度包线(图 4a); 更为严重的是,该时程曲线在起始时刻的加速度值并不为零,这与实际情况不相符.另一方面,传统方法所得的位移曲线会产生较大的基线漂移(图 4c),而利用本文方法得到的位移曲线不产生基线漂移(图 5c).

    本文方法与传统方法合成的地震动除了位移基线校正方面不同以外,对目标反应谱拟合的控制点个数、强度非平稳的考虑也有所不同,大量的拟合算例分析结果显示,这两个因素会影响地震动反应谱拟合迭代算法的收敛速度.考虑以下4种计算工况的计算收敛问题:

    1) 工况1:目标反应谱的控制周期点采用传统的非加密的76个控制点,在迭代调整前乘一次强度包络函数;

    2) 工况2:目标反应谱的控制周期点采用加密控制点,在迭代调整前乘一次强度包络函数;

    3) 工况3:目标反应谱的控制周期点采用传统的非加密的76个控制点,在每一次迭代调整过程中均乘以强度包络函数;

    4) 工况4:目标反应谱的控制周期点采用加密控制点,在每一次迭代调整过程中均乘以强度包络函数.

    在上述4种计算工况下,地震动反应谱与目标谱之间相对误差的最大值与迭代次数之间的关系如图 6所示,可以看出:在同等条件下,加密目标谱的控制点能够加快迭代收敛的速度,但是大量算例分析表明,加密控制点也会出现少数收敛速度减慢的情况;在同等条件下,在迭代过程中乘以强度包络函数也能够加快迭代收敛的速度.同时,由工况3与1的比较也可得到,即使本文方法退化为76个控制点,其收敛速度仍比传统方法快.更为重要的是,本文方法在迭代过程中乘以强度包络函数能够保证最终所得地震动加速度时程曲线的合理性(图 5a).

    图  6  加密控制点和迭代包络对迭代运算的收敛速度的影响
    Figure  6.  The effect of the encrypted control point and iterative envelope on the convergence speed of iterative operation

    关于保留天然地震动相位的目标谱拟合,本文同样对利用非加密目标谱的传统方法与利用加密谱的本文方法进行比较.首先提取天然地震动(1940年5月18日Imperial Valley地震,El-Centro波NS方向记录)的相位作为傅里叶相位谱,并与由目标反应谱转换得到的傅里叶幅值谱相结合,通过傅里叶逆变换得到初始时程.利用传统方法的拟合过程为调整初始时程的傅里叶谱幅值,直到能够以一定精度拟合目标反应谱,调整过程相位保持不变,且目标反应谱为非加密谱;本文方法的拟合过程为调整初始时程的傅里叶谱幅值,拟合加密的目标反应谱,并在迭代拟合过程中通过调整傅里叶谱幅值大小来确保拟合时程不产生基线漂移,应特别注意的是, 此时本文方法在迭代拟合过程中并未加入包络曲线,因此,该拟合方法同样能够确保相位不变.图 7d8d分别为传统方法和本文方法的合成时程对目标反应谱的拟合,可以看出两种方法均能够以一定精度拟合目标谱,并且由图 9所示的相位谱可以看出,利用传统方法与本文方法所得的合成时程均保留了天然地震动的相位特征,但是两种方法合成的时程在其它特性方面却不尽相同(图 78).

    图  7  传统非加密方法合成地震动的加速度(a)、速度(b)、位移(c)时程曲线和加速度反应谱(d)
    Figure  7.  The acceleration (a), velocity (b) and displacement (c) history curves and response spectra (d) of synthetic ground motion by conventional non-encrypted method
    图  8  本文加密方法合成地震动的加速度(a)、速度(b)、位移(c)时程曲线和加速度反应谱(d)
    Figure  8.  The acceleration (a), velocity (b) and displacement (c) history curves and response spectrum (d) of synthetic ground motion by encrypted method proposed in this paper
    图  9  合成时程与初始时程相位谱比较
    Figure  9.  Comparison of phase spectra of synthetic time history with those of the initial time history

    比较图 7a图 8a可见, 本文方法合成的地震动时程与天然地震动波形更为相近,而且本文方法合成的地震动不会产生基线漂移(图 8c).因此,可以认为在保留天然地震动相位进行目标反应谱的拟合时,由加密控制点方法合成的地震动时程更符合天然地震动特征,更加符合工程实践要求.同时,通过对其它天然地震动的拟合调整可知,保留天然地震动相位拟合方法的拟合精度和收敛速度会受到天然地震动反应谱与目标谱相似程度的影响.

    本文提出的地震动合成方法与传统方法的不同之处在于:

    1) 控制点密度不同.本文提出的方法在每一个傅里叶频率点上拟合目标反应谱,相比传统方法,控制点密度得到极大提高,并且大量的算例分析表明,通过对目标谱频率范围内各频率分量幅值的调整,收敛速度明显提高.

    2) 强度非平稳的考虑方法不同.对于“人工”时程(即将相位假定为[0,2π]内均匀分布的随机变量所得到的时程)的合成,传统方法仅在迭代调整前将平稳时程乘以强度包络得到初始时程,然后在迭代过程中反复调整该时程的傅里叶谱,使其逼近目标谱;而本文方法则在每个迭代步骤内调整傅里叶幅值谱,之后将其与设定相位组合得到平稳时程,进而将该时程乘以强度包络得到强度非平稳时程.因此,本文方法在每个迭代调整的步骤内均将所得平稳时程乘以强度包络.

    3) 地震动位移时程曲线的形态不同.在地震动合成过程的每一个迭代调整步骤内,考虑到频域调整方法引起的基线漂移,本文方法对所得地震动均进行基线校正处理,因此,本文方法最终所合成的地震动不存在基线漂移问题.

    本文改进的方法简单明了,不涉及复杂的公式运算,计算量小,迭代收敛快,合成地震动合理且能够很好地拟合目标反应谱,便于工程应用,对工程实践具有一定意义.

    需要指出的是,本文方法在某些计算条件下由于控制点数目的增多,也会出现迭代收敛速度减慢的问题,关于控制点数目对拟合精度的影响尚需通过增加算例进一步研究.对于保留相位谱的地震动合成,初始地震动的选取也会影响合成时程的拟合精度,因此还需要继续讨论由地震环境及场地条件确定的初始地震动的选取方法,以满足对目标反应谱的拟合精度.

  • 图  1   青藏高原东北缘活动断裂和1920年海原大地震等震线(绿色)分布图

    Figure  1.   Map showing active faults in northeast Tibetan Plateau and the isoseismal contour lines of the 1920 Haiyuan earthquake shown in green

    图  2   1920年海原大地震地表破裂几何形态平面展布(修改自国家地震局地质研究所,宁夏回族自治区地震局,1990)(a)和同震左旋位移沿断裂分布的不同研究结果对比(b),图(b)右侧为位移量直方图

    Figure  2.   Surface rupture geometry of the 1920 Haiyuan earthquake (revsied from Institute of Geology of State Seismological Bureau,Seimological Bureau of Ningxia Hui Autonomous Region,1990)(a) and comparison of coseismic left-lateral offsets along fault strike in different studies (b). The right panel of Fig. (b) is the histogram of all measured offsets

    图  3   (a) 高精度LiDAR三维地形再现干盐池唐家坡村1920年地表破裂形成的陡坎和石垒田埂(7.5±1) m的左旋错断;(b) 在该点位附近沿断裂约400 m范围内Zhang等(1987)量测多个左旋同震位移,从4.8 m到7.5 m不等

    Figure  3.   (a) High-resolution 3D LiDAR topography shows the stone wall being left-lateral offset (7.5±1) m near the village of Tangjiapo,Ganyanchi;(b) Near the site,Zhang et al1987) measured multiple sinistral coseismic offsets from 4.8 m to 7.5 m over about 400 m distance along the fault

    图  4   1920年海原大地震的烟熏纸质记录扫描并数字化示例

    Figure  4.   Example of original seismogram on smoked paper of the 1920 Haiyuan earthquake that was scanned and digitized

    表  1   1920年海原地震震级的不同估算值及文献来源 (修改自Ou et al,2020

    Table  1   Estimates of the magnitude of the 1920 Haiyuan earthquake (modified from Ou et al,2020

    震级计算或估算方法文献来源
    M8.5 频率约为20 s的面波振幅 Gutenberg和Richter (1941
    m7.9 体波震级公式${{m}_{{\rm{B}}}=\mathrm{lg}{\left({ {A}_{{\rm{H}}} }/{T}\right)}_{{\rm{max}}}+Q ( \varDelta ) }$ Gutenberg和Richter (1956
    MW8.3 基于瑞雷面波频谱密度与45°断层倾角假设 Chen和Molnar (1977
    MW7.8 由Chen和Molnar (1977)给出的地震矩计算而得 Kanamori (1977
    MS8.6 根据Gutenberg的笔记重新修订 Abe (1981
    mB7.9 根据Gutenberg的笔记重新修订 Abe (1981
    M8.5 基于地震烈度M=0.58I0+1.5 顾功叙等(1983
    MW8 基于90°断层倾角假设对Chen和Molnar (1977)结果进行修正 Deng等(1984
    M8.6 根据Gutenberg (1945b)的方法编译 谢毓寿和蔡美彪 (1986
    MS8.4 MS8.6修正 Pacheco和Sykes (1992
    MW8.3 引用Chen和Molnar (1977 International Seismological Centre (2013
    MS8.7 基于三个地震记录计算得到 International Seismological Centre (2014
    MW7.8 基于地表破裂长度约240 km和同震位移最大值和平均值 Liu-Zeng等(2015
    MW8.2 基于震源物理动态模拟的理论计算 Xu等(2019
    MW(7.9±0.2) 将早期地震波形记录扫描并数字化,计算体波震级和面波
    震级并换算,辅以体波波形进行正演拟合
    Ou等(2020
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  • 邓起东. 2011. 在科学研究的实践中学习和进步:纪念海原大地震90周年,为地震预测和防震减灾事业而努力[J]. 地震地质,33(1):1–14. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2011.01.001

    Deng Q D. 2011. Learning and progress through scientific practices:Commemorating the 90th anniversary of the tragic Haiyuan earthquake,striving to advance our abilities of earthquake prediction and seismic hazard reduction[J]. Seismology and Geology,33(1):1–14 (in Chinese).

    段虎荣,周仕勇,李闰. 2018. 基于地震活动性资料估计海原断裂倾角[J]. 地球物理学报,61(9):3713–3721.

    Duan H R,Zhou S Y,Li R. 2018. Estimation of dip angle of Haiyuan faults based on seismic data[J]. Chinese Journal of Geophysics,61(9):3713–3721.

    顾功叙, 林庭煌, 时振梁, 武宦英, 李群, 卢寿德, 杨玉林, 陈海通, 汪素云. 1983. 中国地震目录[M]. 北京: 科学出版社: 1–872.

    Gu G X, Lin T H, Shi Z L, Wu H Y, Li Q, Lu S D, Yang Y L, Chen H T, Wang S Y. 1983. Catalogue of Chinese Earthquakes, 1831 BC−1969 AD [M]. Beijing: Science Press: 1–872 (in Chinese).

    国家地震局地质研究所, 宁夏回族自治区地震局. 1989. 海原活动断裂带地质图(1∶50000)[M]. 北京: 地震出版社: 1–6.

    Institute of Geology of State Seismological Bureau, Seimological Bureau of Ningxia Hui Autonomous Region. 1989. Geological Map of Haiyuan Fault Zone (1∶50000)[M]. Beijing: Seismological Press: 1–6 (in Chinese).

    国家地震局地质研究所, 宁夏回族自治区地震局. 1990. 海原活动断裂带[M]. 北京: 地震出版社: 1–286.

    Institute of Geology of State Seismological Bureau, Seimological Bureau of Ningxia Hui Autonomous Region. 1990. Haiyuan Active Fault Zone[M]. Beijing: Seismological Press: 1–286 (in Chinese).

    国家地震局兰州地震研究所, 宁夏回族自治区地震队. 1980. 一九二〇年海原大地震[M]. 北京: 地震出版社: 1–134.

    Lanzhou Institute of Seismology, China Earthquake Administration, Earthquake Team of Ningxia Hui Autonomous Region. 1980. The Haiyuan Earthquake on 1920[M]. Beijing: Seismological Press: 1–134 (in Chinese).

    国家地震局震害防御司. 1995. 中国历史强震目录: 公元前23世纪—公元1911年[M]. 北京: 地震出版社: 1–850.

    Department of Earthquake Disaster Prevention, State Seismological Bureau. 1995. Catalogue of Chinese Historical Strong Earthquakes[M]. Beijing: Seismological Press: 1–850 (in Chinese).

    何文贵,刘百篪,袁道阳,杨明. 2000. 冷龙岭活动断裂的滑动速率研究[J]. 西北地震学报,22(1):90–97.

    He W G,Liu B C,Yuan D Y,Yang M. 2000. Research on slip rates of the Lenglongling active fault zone[J]. Northwestern Seismological Journal,22(1):90–97 (in Chinese).

    刘百篪,张俊玲,吴建华,郭华. 2003. 1920年12月16日海原8.5级大地震的伤亡人口再评估[J]. 中国地震,19(4):386–399.

    Liu B C,Zhang J L,Wu J H,Guo H. 2003. Re-evaluating on casualty in the Haiyuan MS8.5 earthquake on December 16,1920[J]. Earthquake Research in China,19(4):386–399 (in Chinese).

    刘金瑞,任治坤,张会平,李传友,张竹琪,郑文俊,李雪梅,刘彩彩. 2018. 海原断裂带老虎山段晚第四纪滑动速率精确厘定与讨论[J]. 地球物理学报,61(4):1281–1297. doi: 10.6038/cjg2018L0364

    Liu J R,Ren Z K,Zhang H P,Li C Y,Zhang Z Q,Zheng W J,Li X M,Liu C C. 2018. Late Quaternary slip rate of the Laohushan fault within the Haiyuan fault zone and its tectonic implications[J]. Chinese Journal of Geophysics,61(4):1281–1297 (in Chinese).

    刘静,徐锡伟,李岩峰,冉勇康. 2007. 以海原断裂甘肃老虎山段为例浅析走滑断裂古地震记录的完整性:兼论古地震研究中的若干问题[J]. 地质通报,26(6):650–660. doi: 10.3969/j.issn.1671-2552.2007.06.004

    Liu J,Xu X W,Li Y F,Ran Y K. 2007. On the completeness of paleoseismic records of strike-slip faults:An example from the Laohushan segment of the Haiyuan fault in Gansu,China,with a discussion of several problems in the paleoearthquake study[J]. Geological Bulletin of China,26(6):650–660 (in Chinese).

    刘静,陈涛,张培震,张会平,郑文俊,任治坤,梁诗明,盛传贞,甘卫军. 2013. 机载激光雷达扫描揭示海原断裂带微地貌的精细结构[J]. 科学通报,58(1):41–45.

    Liu J,Chen T,Zhang P Z,Zhang H P,Zheng W J,Ren Z K,Liang S M,Sheng C Z,Gan W J. 2013. Illuminating the active Haiyuan fault,China by Airborne Light Detection and Ranging[J]. Chinese Science Bulletin,58(1):41–45 (in Chinese). doi: 10.1360/972012-1526

    刘静,袁兆德,徐岳仁,邵延秀,王鹏,徐晶,林舟,韩龙飞. 2021. 古地震学:活动断裂强震复发规律的研究[J]. 地学前缘,28(2):211–231.

    Liu J,Yuan Z D,Xu Y R,Shao Y X,Wang P,Xu J,Lin Z,Han L F. 2021. Paleoseismic investigation of the recurrence behavior of large earthquakes on active faults[J]. Earth Science Frontiers,28(2):211–231 (in Chinese).

    刘瑞丰,陈运泰,Bormann P,任枭,侯建民,邹立晔,杨辉. 2006. 中国地震台网与美国地震台网测定震级的对比( Ⅱ ):面波震级[J]. 地震学报,19(1):1–7.

    Liu R,Chen Y,Bormann P,Ren X,Hou J M,Zou L Y,Yang H. 2006. Comparison between earthquake magnitudes determined by China seismograph network and US seismograph network ( Ⅱ ):Surface wave magnitude[J]. Acta Seismologica Sinica,19(1):1–7.

    刘瑞丰, 陈运泰, 任枭, 徐志国, 王晓欣, 邹立晔, 张立文. 2015. 震级的测定[M]. 北京: 地震出版社: 1–154.

    Liu R F, Chen Y T, Ren X, Xu Z G, Wang X X, Zou L Y, Zhang L W. 2015. Determination of Magnitude[M]. Beijing: Seismological Press: 1–154 (in Chinese).

    冉勇康,段瑞涛,邓起东,焦德成,闵伟. 1997. 海原断裂高湾子地点三维探槽的开挖与古地震研究[J]. 地震地质,19(2):97–107.

    Ran Y K,Duan R T,Deng Q D,Jiao D C,Min W. 1997. 3D trench excavation and paleoseismology at Gaowanzi of the Haiyuan fault[J]. Seismology and Geology,19(2):97–107 (in Chinese).

    邵延秀,刘静,Klinger Y,谢克家,袁道阳,雷中生. 2016. 海原断裂干盐池探槽揭示非特征性古地震序列[J]. 地质通报,35(5):711–726.

    Shao Y X,Liu J,Klinger Y,Xie K J,Yuan D Y,Lei Z S. 2016. Research on various magnitudes of paleoearthquakes:A case study of non-characteristic earthquakes from the Salt Lake site of Haiyuan fault[J]. Geological Bulletin of China,35(5):711–726 (in Chinese).

    王烈. 1921. 调查甘肃地震之报告[N]. 晨报. 6月23日.

    Wang L. 1921. Report on investigation of the Gansu earthquake[N]. Morning Post. June 23 (in Chinese).

    王子君, 姚文倩, 刘静, 邵延秀, 王文鑫, 沈续文, 高云鹏, 徐晶. 2023. 利用构造地貌方法限定走滑断裂第四纪滑动速率的不确定性及意义: 以海原断裂带为例[J]. 地球科学(待刊).

    Wang Z J, Yao W Q, Liu J, Shao Y X, Wang W X, Shen X W, Gao Y P, Xu J. 2023. Application of tectonic geomorphology method for constraining the slip rate uncertainty and implication of strike-slip faults: An example from the Haiyuan fault zone[J]. Journal of Earth Science (in press) (in Chinese).

    翁文灏. 1922. 民国九年十二月十六日甘肃的地震[J]. 科学,7:105–114.

    Weng W H. 1922. The 1920-12-16 earthquake in Gansu Province[J]. Science,7:105–144 (in Chinese).

    谢家荣. 1922. 民国九年十二月十六日甘肃及其它各省地震之情形[J]. 地学杂志,8-9:1–22.

    Xie J R. 1922. Circumstances of the earthquake in Gansu and other provinces on December 16,1922[J]. Journal of Geosciences,8-9:1–22 (in Chinese).

    谢毓寿, 蔡美彪. 1986. 中国地震历史资料汇编, 第四卷(下)[M]. 北京: 科学出版社: 1–258.

    Xie Y S, Cai M B. 1986. Compilation of Historical Seismic Data in China, Volume 4 ( Ⅱ )[M]. Beijing: Science Press: 1–258 (in Chinese).

    袁道阳,刘百篪,吕太乙,何文贵,刘小凤. 1997. 利用黄土剖面的古土壤年龄研究毛毛山断裂的滑动速率[J]. 地震地质,19(1):1–8.

    Yuan D Y,Liu B C,Lü T Y,He W G,Liu X F. 1997. Slip rates of the Maomaoshan fault zone in Gansu Province obtainted by using ages of loess paleosoil sequence[J]. Seismology and Geology,19(1):1–8 (in Chinese).

    袁道阳,刘百篪,吕太乙,何文贵,刘小凤,甘卫军. 1998. 北祁连山东段活动断裂带的分段性研究[J]. 西北地震学报,20(4):27–34.

    Yuan D Y,Liu B C,Lü T Y,He W G,Liu X F,Gan W J. 1998. Study on the segmentation in east segment of the northern Qilianshan fault zone[J]. Northwestern Seismological Journal,20(4):27–34 (in Chinese).

    张四昌,刘百篪. 1978. 1970年通海地震的地震地质特征[J]. 地质科学,(4):323–335.

    Zhang S C,Liu B C. 1978. Seismic geological characteristics of Tonghai earthquake in 1970[J]. Scientia Geologica Sinica,(4):323–335 (in Chinese).

    Abe K. 1981. Magnitudes of large shallow earthquakes from 1904 to 1980[J]. Phys Earth Planet Inter,27(1):72–92. doi: 10.1016/0031-9201(81)90088-1

    Abe K. 1984. Complements to “Magnitudes of large shallow earthquakes from 1904 to 1980”[J]. Phys Earth Planet Inter,34(1/2):17–23. doi: 10.1016/0031-9201(84)90081-5

    Abe K,Kanamori H. 1980. Magnitudes of great shallow earthquakes from 1953 to 1977[J]. Tectonophysics,62(3/4):191–203.

    Abe K,Noguchi S. 1983. Revision of magnitudes of large shallow earthquakes,1897−1912[J]. Phys Earth Planet Inter,33(1):1–11. doi: 10.1016/0031-9201(83)90002-X

    Bent A L. 2011. Moment magnitude (MW) conversion relations for use in hazard assessment in eastern Canada[J]. Seismol Res Lett,82(6):984–990. doi: 10.1785/gssrl.82.6.984

    Bormann P,Liu R,Ren X,Gutdeutsch R,Kaiser D,Castellaro S. 2007. Chinese national network magnitudes,their relation to NEIC magnitudes,and recommendations for new IASPEI magnitude standards[J]. Bull Seismol Soc Am,97(1B):114–127. doi: 10.1785/0120060078

    Bormann P,Saul J. 2008. The new IASPEI standard broadband magnitude mB[J]. Seismol Res Lett,79(5):698–705. doi: 10.1785/gssrl.79.5.698

    Bormann P. 2012. Magnitude calibration formulas and tables, comments on their use and complementary data[G]//New Manual of Seismological Observatory Practice 2 (NMSOP-2). Potsdam: Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ: 1−19. https://doi.org/10.2312/GFZ.NMSOP-2_DS_3.1.

    Burchfiel B C,Zhang P Z,Wang Y P,Zhang W Q,Song F M,Deng Q D,Molnar P,Royden L. 1991. Geology of the Haiyuan fault zone,Ningxia-Hui Autonomous Region,China,and its relation to the evolution of the northeastern margin of the Tibetan Plateau[J]. Tectonics,10(6):1091–1110. doi: 10.1029/90TC02685

    Cavalié O,Lasserre C,Doin M P,Peltzer G,Sun J,Xu X,Shen Z K. 2008. Measurement of interseismic strain across the Haiyuan fault (Gansu,China),by InSAR[J]. Earth Planet Sci Lett,275(3/4):246–257.

    Chen R,Petersen M D. 2011. Probabilistic fault displacement hazards for the southern San Andreas fault using scenarios and empirical slips[J]. Earthq Spectra,27(2):293–313. doi: 10.1193/1.3574226

    Chen W P,Molnar P. 1977. Seismic moments of major earthquakes and the average rate of slip in Central Asia[J]. J Geophys Res,82(20):2945–2969. doi: 10.1029/JB082i020p02945

    Cheng J,Rong Y F,Magistrale H,Chen G H,Xu X W. 2017. An MW-based historical earthquake catalog for Mainland China[J]. Bull Seismol Soc Am,107(5):2490–2500. doi: 10.1785/0120170102

    Close U,McCormick E. 1922. Where the mountains walked[J]. Natl Geograph Magaz,12(5):445–464.

    Daout S,Jolivet R,Lasserre C,Doin M P,Barbot S,Tapponnier P,Peltzer G,Socquet A,Sun J. 2016. Along-strike variations of the partitioning of convergence across the Haiyuan fault system detected by InSAR[J]. Geophys J Int,205(1):536–547. doi: 10.1093/gji/ggw028

    Deng Q D,Sung F M,Zhu S L,Li M L,Wang T L,Zhang W Q,Burchfiel B C,Molnar P,Zhang P Z. 1984. Active faulting and tectonics of the Ningxia-Hui Autonomous Region,China[J]. J Geophys Res:Solid Earth,89(B6):4427–4445. doi: 10.1029/JB089iB06p04427

    Deng Q D, Chen S F, Song F M, Zhu S L, Wang Y P, Zhang W Q, Jiao D C, Burchfiel B C, Molnar P, Royden L, Zhang P Z. 1986. Variations in the geometry and amount of slip on the Haiyuan (Nanxihaushan) fault zone, China and the surface rupture of the 1920 Haiyuan earthquake[C]//Earthquake Source Mechanics. Washington: American Geophysical Union, 37: 169–182.

    Di Giacomo D. 2020. ISC‐GEM solution for the Haiyuan earthquake of 16 December 1920[DB/OL]. ISC Seismological Dataset Repository. [2022-01-19]. https://doi.org/10.31905/8IZMESGK.

    Feng X, Ma J, Zhou Y, England P, Parsons B, Rizza M A, Walker R T. 2020. Geomorphology and paleoseismology of the Weinan fault, Shaanxi, Central China, and the source of the 1556 Huaxian earthquake[J]. J Geophys Res: Solid Earth, 125(12): e2019JB017848.

    Gan W J, Zhang P Z, Shen Z K, Niu Z J, Wang M, Wan Y G, Zhou D M, Cheng J. 2007. Present-day crustal motion within the Tibetan Plateau inferred from GPS measurements[J]. J Geophys Res: Solid Earth, 112(B8): B08416.

    Gaudemer Y,Tapponnier P,Meyer B,Peltzer G,Guo S M,Chen Z T,Dai H G,Cifuentes I. 1995. Partitioning of crustal slip between linked,active faults in the eastern Qilian Shan,and evidence for a major seismic gap,the ‘Tianzhu gap’,on the western Haiyuan fault,Gansu (China)[J]. Geophys J Int,120(3):599–645. doi: 10.1111/j.1365-246X.1995.tb01842.x

    Guo P,Han Z J,Gao F,Zhu C H,Gai H L. 2020. A new tectonic model for the 1927 M8.0 Gulang earthquake on the NE Tibetan Plateau[J]. Tectonics,39(9):e2020TC006064.

    Gutenberg B. 1945a. Amplitudes of surface waves and magnitudes of shallow earthquakes[J]. Bull Seismol Soc Am,35(1):3–12. doi: 10.1785/BSSA0350010003

    Gutenberg B. 1945b. Amplitudes of P,PP,and S and magnitude of shallow earthquakes[J]. Bull Seismol Soc Am,35(2):57–69. doi: 10.1785/BSSA0350020057

    Gutenberg B, Richter C F. 1941. Seismicity of the EarthSpecial Papers, Number 34)[M]. New York: Geological Society of America.

    Gutenberg B, Richter C F. 1954. Seismicity of the Earth and Related Phenomena[M]. Princeton: Princeton University Press.

    Gutenberg B,Richter C F. 1956. Earthquake magnitude[J]. Bull Seismol Soc Am,46(2):105–145. doi: 10.1785/BSSA0460020105

    Han L F,Liu-Zeng J,Yao W Q,Shao Y X,Yuan Z D,Wang Y. 2021. Coseismic slip gradient at the western terminus of the 1920 Haiyuan MW7.9 earthquake[J]. J Struct Geol,152:104442. doi: 10.1016/j.jsg.2021.104442

    Hanks T C,Kanamori H. 1979. A moment magnitude scale[J]. J Geophys Res,84:2348–2350. doi: 10.31905/D808B830

    International Seismological Centre. 2013. ISC-GEM earthquake catalogue[DB/OL]. [2022−01−19]. http://doi.org/10.31905/D808B825.

    International Seismological Centre. 2014. On-line bulletin[DB/OL]. [2022−01−19]. https://doi.org/10.31905/D808B830.

    Jiang W L,Han Z J,Guo P,Zhang J F,Jiao Q S,Kang S,Tian Y F. 2017. Slip rate and recurrence intervals of the east Lenglongling fault constrained by morphotectonics:Tectonic implications for the northeastern Tibetan Plateau[J]. Lithosphere,9(3):417–430. doi: 10.1130/L597.1

    Kanamori H. 1977. The energy release in great earthquakes[J]. J Geophys Res,82(20):2981–2987. doi: 10.1029/JB082i020p02981

    Kárník V,Kondorskaya N V,Riznitchenko Ju V,Savarensky E F,Soloviev S L,Shebalin N V,Vanek J,Zátopek A. 1962. Standardization of- magnitude scales[J]. Stud Geophys Geod,6:41–48. doi: 10.1007/BF02590040

    Klinger Y. 2010. Relation between continental strike-slip earthquake segmentation and thickness of the crust[J]. J Geophys Res: Solid Earth, 115(B7): B07306.

    Lasserre C, Morel P H, Gaudemer Y, Tapponnier P, Ryerson F J, King G C P, Métivier F, Kasser M, Kashgarian M, Liu B C, Lu T Y, Yuan D Y. 1999. Postglacial left slip rate and past occurrence of M≥8 earthquakes on the western Haiyuan fault, Gansu, China[J]. J Geophys Res: Solid Earth, 104(B8): 17633-17651.

    Lasserre C, Gaudemer Y, Tapponnier P, Mériaux A S, van der Woerd J, Yuan D Y, Ryerson F J, Finkel R C, Caffee M W. 2002. Fast late Pleistocene slip rate on the Leng Long Ling segment of the Haiyuan fault, Qinghai, China[J]. J Geophys Res: Solid Earth, 107(B11): 2276.

    Li C Y,Zhang P Z,Yin J H,Min W. 2009. Late Quaternary left-lateral slip rate of the Haiyuan fault,northeastern margin of the Tibetan Plateau[J]. Tectonics,28(5):TC5010.

    Lin Z,Liu-Zeng J,Weldon R J,Tian J,Ding C,Du Y. 2020. Modeling repeated coseismic slip to identify and characterize individual earthquakes from geomorphic offsets on strike-slip faults[J]. Earth Planet Sci Lett,545:116313. doi: 10.1016/j.jpgl.2020.116313

    Liu-Zeng J,Klinger Y,Xu X,Lasserre C,Chen G H,Chen W B,Tapponnier P,Zhang B. 2007. Millennial recurrence of large earthquakes on the Haiyuan fault near Songshan,Gansu Province,China[J]. Bull Seismol Soc Am,97(1B):14–34. doi: 10.1785/0120050118

    Liu-Zeng J, Shao Y X, Klinger Y, Xie K J, Yuan D Y, Lei Z S. 2015. Variability in magnitude of paleoearthquakes revealed by trenching and historical records, along the Haiyuan fault, China[J]. J Geophys Res: Solid Earth, 120(12): 8304-8333.

    Matrau R,Klinger Y,van der Woerd J,Liu-Zeng J,Li Z,Xu X,Zheng R. 2019. Late Pleistocene-Holocene slip rate along the Hasi Shan restraining bend of the Haiyuan fault:Implication for faulting dynamics of a complex fault system[J]. Tectonics,38(12):4127–4154. doi: 10.1029/2019TC005488

    Middleton T A, Walker R T, Parsons B, Lei Q Y, Zhou Y, Ren Z K. 2016. A major, intraplate, normal-faulting earthquake: The 1739 Yinchuan event in northern China[J]. J Geophys Res: Solid Earth, 121(1): 293-320.

    Molnar P,Tapponnier P. 1975. Cenozoic tectonics of Asia:Effects of a continental collision:Features of recent continental tectonics in Asia can be interpreted as results of the India-Eurasia collision[J]. Science,189(4201):419–426. doi: 10.1126/science.189.4201.419

    Nishenko S P,Buland R. 1987. A generic recurrence interval distribution for earthquake forecasting[J]. Bull Seismol Soc Am,77(4):1382–1399.

    Okal E A. 2015. Historical seismograms:Preserving an endangered species[J]. Geo Res J,6:53–64. doi: 10.1016/j.grj.2015.01.007

    Ou Q, Kulikova G, Yu J, Elliott A, Parsons B, Walker R. 2020. Magnitude of the 1920 Haiyuan earthquake reestimated using seismological and geomorphological methods[J]. J Geophys Res: Solid Earth, 125(8): e2019JB019244.

    Pacheco J F,Sykes L R. 1992. Seismic moment catalog of large shallow earthquakes,1900 to 1989[J]. Bull Seismol Soc Am,82(3):1306–1349. doi: 10.1785/BSSA0820031306

    Ren Z K,Zhang Z Q,Chen T,Yan S L,Yin J H,Zhang P Z,Zheng W J,Zhang H P,Li C Y. 2016. Clustering of offsets on the Haiyuan fault and their relationship to paleoearthquakes[J]. Geol Soc Am Bull,128(1/2):3–18.

    Richter C F. 1958. Elementary Seismology[M]. San Francisco: W. H. Freeman and Company: 768.

    Shao Y X,Liu-Zeng J,van der Woerd J,Klinger Y,Oskin M E,Zhang J Y,Wang P,Wang P T,Wang W,Yao W Q. 2021. Late Pleistocene slip rate of the central Haiyuan fault constrained from optically stimulated luminescence,14C,and cosmogenic isotope dating and high-resolution topography[J]. Geol Soc Am Bull,133(7/8):1347–1369.

    Shao Z G,Xu J,Ma H S,Zhang L P. 2016. Coulomb stress evolution over the past 200 years and seismic hazard along the Xianshuihe fault zone of Sichuan,China[J]. Tectonophysics,670:48–65. doi: 10.1016/j.tecto.2015.12.018

    Thatcher W, Lisowski M. 1987. Long‐term seismic potential of the San Andreas fault southeast of San Francisco, California[J]. J Geophys Res: Solid Earth, 92(B6): 4771−4784.

    Thatcher W, Marshall G, Lisowski M. 1997. Resolution of fault slip along the 470-km-long rupture of the great 1906 San Francisco earthquake and its implications[J]. J Geophys Res: Solid Earth, 102(B3): 5353−5367.

    Utsu T. 1979. Seismicity of Japan from 1885 through 1925:A new catalog of earthquakes of M≥6 Felt in Japan and smaller earthquakes which caused damage in Japan[J]. Bull Earthq Res Inst,54(2):253–308.

    Wald D J,Kanamori H,Helmberger D V,Heaton T H. 1993. Source study of the 1906 San Francisco earthquake[J]. Bull Seismol Soc Am,83(4):981–1019. doi: 10.1785/BSSA0830040981

    Wang J. 2020. Conservation and utilization of historical seismograms from early stage (AD 1904−1948),Mainland China[J]. Seismol Res Lett,91(3):1394–1402. doi: 10.1785/0220190268

    Wells D L,Coppersmith K J. 1994. New empirical relationships among magnitude,rupture length,rupture width,rupture area,and surface displacement[J]. Bull Seismol Soc Am,84(4):974–1002.

    Working Group on California Earthquake Probabilities. 1988. Probabilities of Large Earthquakes Occurring in California on the San Andreas Fault[R]. San Francisco: US Geological Survey: 88–398.

    Working Group on California Earthquake Probabilities. 1990. Probabilities of Large Earthquakes in the San Francisco Bay Region, California[R]. San Francisco: US Geological Survey: 811–814.

    Working Group on California Earthquake Probabilities. 1995. Seismic hazards in southern California:Probable earthquakes,1994 to 2024[J]. Bull Seismol Soc Am,85(2):379–439.

    Working Group on California Earthquake Probabilities. 1999. Earthquake Probabilities in the San Francisco Bay Region: 2000 to 2030: A Summary of Findings[R]. Reston: US Geological Survey: 1–60.

    Xiong X,Shan B,Zhou Y M,Wei S J,Li Y D,Wang R J,Zheng Y. 2017. Coulomb stress transfer and accumulation on the Sagaing fault,Myanmar,over the past 110 years and its implications for seismic hazard[J]. Geophys Res Lett,44(10):4781–4789. doi: 10.1002/2017GL072770

    Xu J,Liu‐Zeng J,Yuan Z D,Yao W Q,Zhang J Y,Ji L Y,Shao Z G,Han L F,Wang Z J. 2022. Airborne LiDAR-based mapping of surface ruptures and coseismic slip of the 1955 Zheduotang earthquake on the Xianshuihe fault,east Tibet[J]. Bull Seismol Soc Am,112(6):3102–3120. doi: 10.1785/0120220012

    Xu X R,Zhang Z G,Hu F,Chen X F. 2019. Dynamic rupture simulations of the 1920 MS8.5 Haiyuan earthquake in China[J]. Bull Seismol Soc Am,109(5):2009–2020. doi: 10.1785/0120190061

    Xu Y R, He H L, Deng Q D, Allen M B, Sun H Y, Bi L S. 2018. The CE 1303 Hongdong earthquake and the Huoshan piedmont fault, Shanxi graben: Implications for magnitude limits of normal fault earthquakes[J]. J Geophys Res: Solid Earth, 123(4): 3098−3121.

    Xu Y R,Liu-Zeng J,Allen M B,Zhang W H,Du P. 2021. Landslides of the 1920 Haiyuan earthquake,northern China[J]. Landslides,18(3):935–953. doi: 10.1007/s10346-020-01512-5

    Yao W Q, Liu-Zeng J, Oskin M E, Wang W, Li Z F, Prush V, Zhang J Y, Shao Y X, Yuan Z D, Klinger Y. 2019. Reevaluation of the Late Pleistocene slip rate of the Haiyuan fault near Songshan, Gansu Province, China[J]. J Geophys Res: Solid Earth, 124(5): 5217−5240.

    Zhang P Z,Molnar P,Burchfiel B C,Royden L,Wang Y P,Deng Q D,Song F M,Zhang W Q,Jiao D C. 1988a. Bounds on the Holocene slip rate of the Haiyuan fault,north-central China[J]. Quat Res,30(2):151–164. doi: 10.1016/0033-5894(88)90020-8

    Zhang P Z,Molnar P,Zhang W Q,Deng Q D,Wang Y P,Burchfiel B C,Song F M,Royden L,Jiao D C. 1988b. Bounds on the average recurrence interval of major earthquakes along the Haiyuan fault in north-central China[J]. Seismol Res Lett,59(3):81–89. doi: 10.1785/gssrl.59.3.81

    Zhang P Z,Yang Z X,Gupta H K,Bhatia S C,Shedlock K M. 1999. Global Seismic Hazard Assessment Program (GSHAP) in continental Asia[J]. Annali Geofis,42(6):1167–1190.

    Zhang P Z, Min W, Deng Q D, Mao F Y. 2003. Paleoearthquake rupture behavior and recurrence of great earthquakes along the Haiyuan fault, northwestern China[J]. Science in China: Series, 48(3): 364−375.

    Zhang W Q,Jiao D C,Zhang P Z,Molnar P,Burchfiel B C,Deng Q D,Wang Y P,Song F M. 1987. Displacement along the Haiyuan fault associated with the great 1920 Haiyuan,China,earthquake[J]. Bull Seismol Soc Am,77(1):117–131.

    Zheng G,Wang H,Wright T J,Lou Y D,Zhang R,Zhang W X,Shi C,Huang J F,Wei N. 2017. Crustal deformation in the India-Eurasia collision zone from 25 years of GPS measurements[J]. J Geophys Res:Solid Earth,122(11):9290–9312.

    Zhou H L,Allen C R,Kanamori H. 1983. Rupture complexity of the 1970 Tonghai and 1973 Luhuo earthquakes,China,from P-wave inversion,and relationship to surface faulting[J]. Bull Seismol Soc Am,73(6A):1585–1597. doi: 10.1785/BSSA07306A1585

  • 期刊类型引用(3)

    1. 卜风贤,杨云. 民国九年(1920)海原大地震的山水刻画与灾区修复. 中国农史. 2024(01): 107-116 . 百度学术
    2. 李佳怡,徐岳仁,张军龙,母若愚. 基于多源卫星影像的同震地表破裂带迹象变化识别——以2001年昆仑山口西M_S8.1地震为例. 地震学报. 2024(06): 982-1001 . 本站查看
    3. 高云鹏,刘静,韩龙飞,邵延秀,姚文倩,徐晶,胡贵明,王子君,屈孜屹,徐恩民. 古地震事件震级或强度大小限定的讨论. 地质力学学报. 2023(05): 704-719 . 百度学术

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出版历程
  • 收稿日期:  2022-04-08
  • 修回日期:  2022-11-13
  • 网络出版日期:  2023-03-08
  • 发布日期:  2023-07-14

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