中国南北地震带甘川段大震活动规律的讨论[转帖]

taoran

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说实话，对网上很多的“提前”预知四川地震的“论文”已经麻木了，但这篇文章却给我耳目一新的感觉。读后深知地震的预测不好做，不要说预测到具体的日子，就算能预测到年也是很大的成果了。

文章写于1999年，根据2000年是太阳活动峰年而推算出大震发生年份可能是2007年，实际后来太阳活动高峰期持续到2001年，这样看来。。。

taoran

第18卷第3期    高原气象                   V0l 18．No．3
1999年8月     PLATLEAU METEOROLOGY        August 1999
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收稿日期：1999-03—30
本工作得到地震联合基金(198121号)课题资助
第一作者简介：郭增建．男，1931年1月出生，研究员，主要从事地震成因和地震预报研究



中国南北地震带甘川段大震活动规律的讨论

郭增建 吴瑾冰

(中国地震局兰州地震研究所 甘肃省兰州市 730000)

    摘  要  中国南北地震带的甘川段(由甘肃通渭至四川康定)中的7级以上大震多发生于

太阳活动谷年及其附近。另外，诙段中大震多在35年的周期处和其黄金分割处发生。这些规

律可供今后预测甘川段7级以上大震时参考。

关键词  甘川段 太阳活动谷年 35年周期 黄金分割 大震预报

分类号 P315.72

1 引 言

    南北地震带是我国著名的地震带。在这个带中多有7级以上大震发生，它们曾给当

地人民造成极大的生命财产损失。本文拟讨论该带中甘川段的大震活动与太阳活动的关

系，以便用较有规则的太阳活动特征去预报大震；另外还用“三性预测法”作了配合，为今

后该段中减轻自然灾害服务。文中所指的南北地震带甘川段具体是指甘肃通渭至四川康

定地段。


2 甘川段中7级以上大震与太阳活动谷年

在这个段中由北向南顺次有1718年6月19日甘肃通渭7.5级大震，1654年7月21

日甘肃天水8级大震，1879年7月1日甘肃武都文县8级大震，1976年8月16日和8月

22日四川松潘两次7.2级大震，1933年8月25日四川迭溪7.5级大震，1786年6月1日

四川康定7.75级大震和1955年4月14日四川康定7.5级大震。以上8次大震分布在一

条北北东带上。该带北端与北西走向的海原一河西走廊地震带横交，南端与北西走向的

鲜水河地震带横交。如图1中的斜线所示。有趣的是，上述8次7级以上大震的发生年

份若不在太阳活动的蒙德尔(E．N．Maunder)极小期，就在太阳活动的谷年或其附近。按


1890年蒙德尔提出的观点，1645～1715年70

年间太阳活动一直持续处于极小期，几乎没

有太阳黑子，平均相对数比一般谷年还低。

据此可知，1654年天水8级大震位于太阳活

动的蒙德尔极小期。另据王涌泉的研究，

1710～1719年间，中国史书上未记到一次太

阳黑子。据此我们认为，1718年通渭7.5

级大震也位于谷年或其附近。此后太阳活动

观测资料丰富可靠，甘川段7级以上大震皆

位于太阳活动谷年或附近。如图2所示。图

中黑点为大震。

    由图2可推测，今后在甘肃通渭到四川

康定之间7级以上大震很可能还发生在太阳

活动谷年和其附近，但不是每个谷年都有7

级以上大震发生。关于峰谷年的预测，天文

工作者经常在进行，但有时不同的预测者其

结果可差1～2年。我们建议用一种简单办法来大致进行预测。在文献[1]中曾指出太阳

活动周期虽平均为11年，但峰年到谷年时问(T1)长，谷年到峰年时间(T2)短，其比例大

致为黄金分割比，即：

T1/11年= 0.618， T1= 6.8年， (1)

T2/11年= 0.382， T2= 4.2年， (2)

如果我们已知最近刚过去的峰年年份，在此年份之后加6.8年，即为预测的下一个谷年出

现年份；同理，在刚过去的谷年之后加4.2年，即为预测的下一个太阳活动峰年的年份。

3 关于太阳活动与大震发生时间的相关机制

对于甘川段7级以上大震与太阳活动谷年相关的物理原因可由物理学中的自发磁致

伸缩理论来解释。下面具体讨论。

按照林长佑等[2]从大地电磁测深发现，

在上述甘川大震带地段地下深处存在上地幔

高导层隆起。这个隆起可能是温度较高所

致。这样在地质时间中必然有热物质向上浸

入或热传导向上传热使玄武岩层温度也较

高，这就会造成玄武岩层中居里点等温面(约

550℃)的上隆，如图3所示。在太阳活动峰

年，因磁暴感应的地球内部电流在上地幔高

导层和居里点等温面附近流过较多，这样就

可使居里点等温面上抬，引起热致应力或热

致断层面摩擦力降低以触发大震。在太阳活

动谷年，磁暴大大减小，感应电流对居里点附

近的加热效应变小了，于是居里点等温面下

降。在下降的那个薄层中因物理学上的“自发磁致伸缩效应”而触发地震。这可能是太阳

活动谷年甘南川北大震多发的原因。所谓自发磁致伸缩就是铁磁性物质的温度在地球基

本磁场中从居里点温度以上降到以下时，铁磁性物质自发产生形变的现象。这种形变叫

做自发磁致伸缩。上述太阳活动峰年的促震效应一般与谷年的促震效应不完全相等，甘

南川北地区可能谷年的促震效应大一些，所以7级以上大震多在谷年发生。以上只是针

对7级以上大震来说的，至于6级左右地震则在太阳活动的峰谷年份皆有。因为地震小

时，其震源体不一定包含居里点等温面，而地震大时震源体较大，它是包含居里点等温面

的。这个等温面在太阳活动谷年的自发磁致伸缩效应可触发大震发生。

4 由“三性法”讨论甘川段的大震活动

    为了配合上述由太阳活动预报甘川段7级以上大震，我们拟把大震活动的三性预测

法也作讨论，以便进行综合分析。

在文献[3]中指出，预报大灾，包括大洪和大震等可用周期性、公度性和黄金分割性

(简称“三性法”)来进行预测。在这里我们对7级以上大震发生的时间规律进行揭示，进

而对未来大震进行预测。下面介绍“三性法”。

4.1 周期性

    对于7级以上大震来说，在一个具体地区数目不多，因之不可能谈重复出现多次的周

期。我们的观点是，两个大震之间的时间间隔如与某外因周期相同，即把两个大震之间的

时间间隔称为周期。之所以这样下定义是因为一个地区内诸大震的能量积累过程我们不

知道，但释放的时候常受到某种外因周期控制，所以这样下定义是有物理意义的。外因周

期是经常作用的，当地下尚稳定时，它们就空空过去了，而当某地区若干大震孕育到晚期

地下不稳定时，这个外因周期就起作用了，因之使大震发生时间具有与外因时间相关的特

征。越是大震，其震源体积大，所包容的易被外因影响的不稳定部分多(如应力集中点、居

里点等温面、临界温度面、过热液体爆沸面等)，所以大震发生时间与外因关系更为密切。

较小地震，其震源体积小，可不包含易被外因影响的不稳定部分，所以其发生时间与外因

时间的相关性不如大震的好。由于一个地区诸大震震源地方具体情况不同，所以在大释

放期，有的被外因在前一个周期点触发而发震，有的被外因后一个周期点触发而发震，所

以大震发生的时间具有外因周期的背景。

4.2 公度性

    1977年我们提出了预报大震发生日期的倍九律(又称倍九法)[4,5]，指出其物理机制

是震源孕育到晚期，由于震源区已不稳定，所以按倍九天出现的外因可触发地震，一九触

发不了，二九再触发......。起算9天的时间按磁暴日起算，或按前兆突发日(包括小震前

兆)起算。1981年翁文波院士[6]提出了可公度性的概念。这和倍九法的思想是一致的，

只是应用范围更广了。就我们的理解，倍九法或可公度性的物理机制是所讨论的系统受

另一周期性系统影响造成的现象。倍九法或可公度性是周期性的延伸。

4.3 黄金分割性

    1986年我们把黄金分割性用于灾害预测[7]，1989年又再次作了讨论[1]。在文献[1,7]

中我们把黄金分割性作了广意论述，即万物在发展演化过程中形成了一定的比值，这个比

值有动态比值和静态比值之分。黄金分割是出现同一比值最多的一种分割，因之在自然

现象中出现的也较多。如果一个量的区间具有物理意义，那么它的黄金分割处也往往具

有物理意义。应用到大震发生上来说，如把两大震发生的时间间隔(周期)当作一个区间，

则其黄金分割点上也往往有大震发生。其原因是自然界影响大震的外因往往其比值符合

黄金分割。如日月引潮力有14.8天的周期，也有9天周期成份，其比值为黄金分割；大气

中存在24天和准两周周期的变化，后者被前者除其值为黄金分割；太阳黑子活动由谷年

上升到峰年和由峰年下降到谷年，其时段不等，两段时间的比值大致为黄金分割；如取太

阳黑子活动平均周期为11年，则这个周期与峰年到谷年时段之比亦为黄金分割；极移有

35年周期，它与地球自转的22年周期成份之比接近黄金分割；地球自转长周期中其振幅

较大的有29.7年和18.6年，其比值也接近黄金分割；如把太阳活动的22年磁周期与地

球极移的35年周期去比也接近黄金分割。以上的这些周期成份触发大震时就可形成黄

金分割性。

    据上所述，我们对外因影响大震发生给予很大的权重。这是由于混沌理论和自组织

临界理论问世后人们对地震的可预报性产生了怀疑。我们的观点是孕震系统要达到内部

混沌和自组织临界状态，其能量必须达到很高，在此情况下孕震系统也同时对外因极为敏

感，当孕震系统还未达到混沌和自组织临界状态时，外因已提前触发了大震，因之仍然可

实现一定程度的确定性预报。1988年我们曾指出[8]：“尽管有混沌的客观存在，但按外因

周期所进行的跨越式的地震预报仍有其实际价值。因为在现代统计物理学中有‘岔点外

敏’的现象，即在系统相态变化前刻(对地震来说就是应力储存态向大释放态转变的前

刻)，外因对系统的影响远远大于平时”。综上所述可表示三性法如下：

(1) 周期性：

        T = t1 - t2， (3)

式中 T 为大震发生周期，t1 和 t2 为两大震发生年份。

(2) 公度性：

        t=t2+nT， n=1,2...， (4)

式中t为要预测的大震发生年份，T为大震发生周期，t2为此周期最后一个大震的发生

年份。

(3) 黄金分割性：

        t' = t1 + 0.618T， (5)

        t" = t1 + 0.382T， (6)

式中的t'，t"为大震发生年份，t1为大震周期中头一个大震的发生年份。

    根据以上观点，我们对甘川段本世纪的大震活动进行了分析，发现由1920年海原8.5

级大震算起有35年的大震周期，并在这个周期的黄金分割点上也有大震(该黄金分割的

长段为22年，短段为l3年)，如图4所示。为了验证此点，我们把河西走廊地区也作了研

究，得出与甘川段相类似的结果(见图4) 从地质构造上来说，河西带和甘川带皆为青藏

高原块体的东北沿和东沿地带，它们地下的发震条件可能类似，因之有35年的发震周期，

并在其黄金分割点上也发震。这个发震周期所响应的外因是极移35年周期，气候变化上

也有35年的周期。因之极移和气象两种因素影响快成熟的大震，遂形成图4所示发震的

时间特征。

5 讨论和结语

    (1) 地震越大，与外因的作用越密切。因为地震大时，其震源体和附近地壳相关环

境中包含的不稳定点多，外因易于影响而导致大震的发生。这一点对大震预测是有利的。

对甘川地段来说，太阳活动对大震的影响还要进一步研究其相关机制。

    (2) 各地区地下情况很复杂，因之在未来相当长一段时间内要弄清它是很困难的。

故研究各地区对外因的响应是大震预测上的一个重要“法门”。要进一步研究具有外因意

义的大震三性特征，这有利于大震预测。

    (3) 关于外因周期与地震周期的相位差是值得进一步研究的。各地区地下响应的

相位差是一个重要的物性参量，今后亦应深人研究。

    (4) 根据以上太阳活动分析，甘川段7级以上大震多发生在太阳活动谷年，1999～

200O年是太阳活动峰年，按(1)，(2)式预测，下一个谷年大概在20O7年。此时甘川地段可

能会发生7级以上大震。根据三性法预测在20O2年甘川段可能发生7级以上大震。综

合认为在20O2～2007年甘川段可能发生7级以上大震。但大震预测是今日世界未解决

的难题，我们的预测当然也只能是一种“可能性”。届时还需要进行前兆监测，以验证是否

真有大震发生。

参考文献

1 郭增建，秦保燕．灾害物理学．陕西：陕西科学技术出版社，1989

2 国家地震局兰州地震大队大地电磁淄深组．中国南北地震带北段地壳和上地幔的电性特征地球物理学报，l976，
19(1)：28-34

3 郭增建，秦保燕．巨大震、旱、洪灾害的综合讨论．全国减轻自然灾害研讨会论文集．中国科学技术协台学台工作
部编北京：气象出版社 1992.23-28

4 郭增建，秦保燕，李海华等．磁暴、天气韵律与发震时间．地震战线．1977、(3)：26-29

5 郭增建．秦保燕．李海华等预报地震的倍九法．地震战线，l977，(5)：30-32

6 翁文波．可公度性 地球物理学报．1981．24：151-154

7 郭增建．黄金分割数在灾害科学中的意义．西北地震学报，1986，8(4)：85-86

8 郭增建，秦保燕．混沌与地震预报．西北地震学报，1988，10(4)：69-70

taoran

呵呵，再来一篇《四川地区7级以上地震危险性分析》，自己去下：
http://www.cqvip.com/QK/92674X/200212/7328892.html

fwjmath

看起来很民科~~~
首先分析的方法中没有地质学的方法~~~
其次应用的文献都是自引用，真实程度很小~~~
找规律这种数学游戏早已经在新语丝被批驳过很多次了~~~

taoran

呵呵，就象我一开始所说的，对于纯数字游戏的“论文”我是自动无视的，但是这篇文章还是有一定深度的，而且这文章在网上因为没有“四川”“汶川”之类的关键字而被大家忽略了。我发出来供大家研究参考。
大震的积累就象一个不断上紧的发条，但爆发是需要外因的，这就好比是压死骆驼的最后一根稻草，我们不能祈求上天的关照，而是要自己去找原因。
现代科技发展的几十年上百年对于地壳的变化来说只是短短的一瞬，人类对于地壳的认识还远远不够，恐怕需要几代人甚至更长时间的探索。我相信大震的爆发还是可以大体预知的，但准确的预报还是需要严格而谨慎的前兆监测。

taoran

也许将来的某一天，地震或者火山会在人类可控的范围内引爆，提前释放出能量，哈哈，有点科幻了。。。

fwjmath

我不觉得。论文在整个推理的链条用的证据很多都不大可靠，所以我不相信这篇东西的任何科学性。
现在中国的论文水平越来越差了，啥都能登出来，只要给钱~~~

taoran

也难怪版主会怀疑，这篇论文属于地震预测的非主流派，师承翁文波的信息预测。
当年周总理接见李四光和翁文波，把地震预测的重任交给他们，李四光主攻地质力学和地应力，翁文波则走的是结合中国传统天地人合一的“观星测雨、天体运行”的信息预测的道路。发展到现在，取得了一定的成果，但在地震预测方面的一些自主创新方法，至今仍得不到支持。

taoran

这么说感觉有点象西医和中医啊，自己汗一个。。。

fwjmath

你也终于感觉出来了~~~

老冬腌菜

既然开始讨论了
我也掺合几句

当天早上阿富汗发生了5+的地震，而且就是同一个子板块（就是西藏所在的，名字忘了）
可能当时就开始了能量的释放过程，这个能不能算是一种预兆？

http://earthquake.usgs.gov/eqcen ... akes/quakes_all.php 上面刚被覆盖掉

老冬腌菜

事实上有很多东西人类还没有弄清楚

极移应该会和地震有一些关系的，太阳活动对地磁场也会有所影响

我想这个世界上这么多的  0.618 的事情也不少

同时大气运动的周期变化可能是由于地球本身或者太阳活动之类的原因造成的

没记错的话，天气（特别是年降水量）有 11 年的周期，这个与太阳黑子周期吻合，其中可能也有联系 ，貌似太阳活动会改变太阳常数（就是地球轨道上单位时间单位面积能接收到的太阳辐射能量）的说。

fwjmath

极移是不规则的，所谓的“周期”只是几个比较大的分量。
太阳活动对地磁场的影响很少，算一下就知道了，最多也就是全球极光那个能量量级，对比地磁场的势能来说微不足道。
最重要的一点是，大多数岩层并没有多少带磁性的矿物，所以受磁场影响很弱，地磁场本身就不强，造成的影响也可想而知。

0.618这是数字游戏，我不予置评。应该这样说，所有大自然的0.618的分割都是有可以辨析的深层原因的，而在地震这里我没有看到这种原因，所以我不予采信。

大气活动对地层的影响就更加微小了。

我不否认地震的发生有很多因素，但是我觉得用数字游戏的方法试图寻找规律是注定要失败的，因为地球是一个复杂系统，可以说是混沌的。