第３１卷第４期　２０１１年１０月　地　震　

ＥＡＲＴＨＱＵＡＫＥ　Ｖｏ１．３ｌ，Ｎｏ．４　０ｃｔ．，２０１１　

潮汐触发地震研究进展综述　

李　金　，蒋海昆　

（１．中国地震局地震预测研究所，北京　１０００３６；２．中国地震台网中心，北京　１０００４５）　

摘要：对近年来国内外潮汐调制触发地震研究进行了系统综述。介绍了月相与地震活动的关　系，日月引潮力及其分量对地震触发的情况，基于大样本统计的潮汐触发地震研究等内容。月　相与地震活动的简单对应是对潮汐触发地震的初步研究，调制比是对这一现象的定量化描述。　潮汐应力分解及对地震活动影响的研究，则是从力学的层面揭示两者之间的可能关系。大样本　统计则从统计的角度研究潮汐对地震的关系，众多统计方法中应用较多的是Ｓｃｈｕｓｔｅｒ检验，　它将震源机制、潮汐应力、统计检验等因素综合考虑，定量地分析潮汐对地震的触发作用。　

关键词：引潮力；地震活动；触发；Ｓｃｈｕｓｔｅｒ检验　中图分类号：Ｐ３１５．７　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００—３２７４（２０１１）０４—００３６—１２　

引言　

月球和太阳的起潮力引起的地球整体的周期性弹性变形现象称为固体潮。固体潮汐应　力是固体潮在地球内部引起的、具有周期性变化特征的应力，其平均量级约为ｌＯ。Ｐａ，虽　然比地震应力降小很多，但是固体潮汐应力的积累速率却要比构造应力大两个量级　］。　

同时，潮汐应力对地球内同一部位具有不断重复作用的特点，这种潮汐的振荡性质、而不　

一定是潮汐的振幅，在潮汐应力触发中可能起更重要的作用　］。因此，在潮汐应力是否会　影响或调制地震的发生这一问题上，长期以来国内外已有许多相关研究，多数研究持以下　

观点：地震是地球内部运动的一种力学过程，其力源来自地球内部，当震源系统岩石中的　

构造应力达到或处于临界状态时，外界因素如固体潮调制等影响，在一定条件下可能会引　起系统的突变而发生地震。基于此观点，对地震与潮汐触发之间关系的研究主要集中于三　个大的方面：其一是对部分地区地震活动和月相的相关关系研究，这一部分的研究结果显　

示，地震在某些月相附近发生的几率相对较高；其二是基于潮汐应力的地震调制研究，通　常是将潮汐应力分解为南北向、东西向、垂直三个方向，其中水平分量与地震的关系往往　

被作为研究的重点，值得一提的是吴小平等提出的潮汐附加应力，通过潮汐附加应力结合　

岩石力学破裂准则，可以分析潮汐应力对发震断层是否有促进破裂滑动的作用；其三是利　用一定的统计方法，进行严格定量的大样本检验，其中Ｓｃｈｕｓｔｅｒ检验应用较多，这一方法　

＊收稿日期：２０１１－０３—２２；修改回日期：２０１１—０５—２６　基金项目：国家科技支撑计划项目（２００８ＢＡＣ３８Ｂ０３）　作者简介：李金（１　９８６一），男，新疆昌吉人，在读硕士研究生，主要从事地震预测方法研究。

　４期　李金等：潮汐触发地震研究进展综述　

通过Ｐ值的变化来反映潮汐与地震的关系。以下对上述几方面近期研究进展进行简单　综述。　

１　地震发生时刻和月相关系的初步研究　

部分学者对地震活动和月相的关系进行了简单的对应分析，尽管研究方法简单，但结　

果却直观且具有说服力。例如杜品仁等　的研究发现，河北地区有历史记载以来共计发生　

Ｍｓ≥６．０地震３Ｏ次，其中发生在朔、望前后１天的共１５次，占５Ｏ　，而朔、望期时间仅占　全月的２ｏ．３　（即自然概率）。华北地区１９６６—１９８４年间发生的９５次Ｍｓ≥５．０地震，发生　

在朔、望及前后１天至后２天的共４８次，占５０．５　；７级以上地震５次，发生在朔、望期　的有３次，约占６ｏ　，明显高于２７．１　的自然概率。西南地区１９６０　１９８９年３５次Ｍｓ≥　

５．８地震，其中２１次发生在下弦和朔附近，占６０　，明显的比其他月相位置发生地震的频　次高Ｌ６］。针对汶川地震序列，蒋海昆等ｌ＿７　研究表明，早期８３％的　≥５．４的地震发生在　朔望和上下弦时期。　

在地震活动和月相关系的研究中，秦保燕¨１　引入小震调制比的概念，取阴历每月朔时　段的二十九、三十、初一、初二及望时段的十四、十五、十六、十七这两个间隔时段，统计　

这８天中发生的小震数目ｍ（称为“调制小震”），同时统计全月的小震总数Ｎ，调制比Ｒ　定义为Ｒ　一ｍ／Ｎ。小震调制比方法的物理基础是震源附近的调整单元已处于不稳定状态，　

即微弱的外因（如固体潮）即可触发调整单元内的小震活动，并使调制比超过理论概率。因　

此一旦发现高调制比区，即可认为该区为应力水平较高的区域。取固体潮作为外因，朔日、　望日各取４天，则调制比正常的理论概率为ｏ．２７。根据甘肃省各区统计，围绕理论概率的　

正常偏离幅度为士ｏ．０４，故认为小震调制比Ｒ　≥ｏ．３１可作为异常判别标准ｌ＿】　。秦保燕　等［＝１　发现，１９８６年８月２６日门源６．４级地震发生时和发生后，在河西中部，岩昌、迭部地　

区，景泰一吴忠一阿左地区出现小震调制比异常；１９９０年４月２６日青海共和７．０级地震　后，在甘肃地区出现了大面积的调制比异常区。王炜等［１朝取阴历每月朔时段的二十九、三　

十、初一、初二、初三及望时段的十三、十四、十五、十六、十七共１０天为月相大潮期，这　样在正常情况下Ｒ　一ｌＯ／２９．５—０．３４，由统计求得的正常波动误差为０．０６。因此，当　

Ｒ　ｏ≥０．４Ｏ时，认为出现小震调制比异常。对华北实际震例进行检验结果显示，绝大部分　

中强以上地震前１～３年，未来震中区附近将出现较明显的小震调制比Ｒ　异常区。　张国民等口　研究显示，２０世纪中国大陆７．０级以上地震７１　受到引潮力的调制触发，　

进一步研究活跃期受调制触发地震数，这一比例高达８２．４％。在小震调制比的基础上，黎　凯武　基于强震成组活动的时间特性，提出强震调制比的概念。一个地震组一般由几个乃　

至十几个６．０级以＋强震组成，设总次数为Ｎ，其中有Ｎ　次为地球自转变化所触发，有　Ｎ　次为日月引潮力所触发，Ｋ，、Ｋ　分别为它们的调制比（触发比）Ｋ，＝＝＝Ｎ，／Ｎ，Ｋ　一Ｎ　／Ｎ，　Ｋ值的大小反映该组地震触发因素调制作用的程度。引潮力调制比Ｋ　＞０．３１时可认为这　

组地震受到引潮力调制作用显著。华北、新疆、云南等地区强震调制比的计算结果显示，　

１９９５－－２０００年云南地区引潮力调制比为０．８３；１９６６—１９７６年华北地区强震引潮力调制比　

高达０．５；１９９６—１９９８年新疆地区６．Ｏ～６．９级地震引潮力调制比为０．４５。这几个地区强　震引潮力调制比均大于０．３１，则可认为强震的发生在一定程度上均受到引潮力的调制　触发。

　３８　地　震　

２　日月引潮力及潮汐应力分量对地震触发的研究　

作用于地球上单位质量上的日、月引潮力与地球绕月、地公共质心旋转所产生的惯性　离心力的合力即引潮力（图１）。天体　在Ｐ点的引潮位　可表示为球谐函数ｌ１　，即　

Ｖ一　（　）”　ｃｏｓ　）　（１）　

式中，Ｒ为地球中心到天体的距离；Ｍ为天体质量；Ｐ为地心向径；０为地心天顶距；　Ｐ　（ｃｏｓ０）为Ｌｅｇｅｎｄｒｅ多项式。　对月球而言，一般取至三阶，月球引潮位可写为＿１　

Ｖ—ＧｃＰ　Ｅ２（专）　（ｃｏｓ２０－÷）＋　２　（景）４　ｃｓｃ。ｓ。　一ｓｃ。ｓ　］　ｃ２　

式中，Ｇ（　）为杜森常数；ｃ为月球至地心的平均距离。　

图１地心坐标系示意　对太阳而言，一般取至二阶，同上亦可得太阳　

引潮位表达式。　在研究中，一般通过研究引潮力分量来分析潮　

汐对地震的触发情况。从位理论可知，引潮位沿着　任一方向的导数等于引潮力在该方向上的分力，因　

而根据引潮位公式，可以分别求出月球和太阳在地　球上Ｐ点产生的在南北、东西方向的水平引潮力、　

以及垂直引潮力，进而还可进行不同方向上月球、　太阳引潮力的叠加。　

许多研究根据上述潮汐应力分量（南北向、东西向、垂直），来考察潮汐对地震的调制　

触发作用。韩延本等　研究了鲜水河地震活动带、松潘地震活动区和龙陵一澜沧地震活动　

区等区域的日月引潮力和地震发生时刻的关系。发现地震多发生在引潮力东西向分量的峰　

值附近，鲜水河地震带１９５５—１９７９年９次５．８级以上地震中，有７次处在引潮力东西方向　

水平分量变化的正次峰值附近，即正次峰前２．５天至正次峰后５．５天，大约８天的时段内；　松潘地震活动区１９６Ｏ一１９８７年６次较大地震均处引潮力东西方向水平分量变化为正次峰　

值时３天及后４天中。黎凯武ｌ＿２　ｚ１］通过对日月半日潮水平引潮力极值时刻的计算发现，１９６６　

年邢台６．８级、１９６７年河间６．３级和１９７６年唐山７．８级等地震发震时刻与朔望大潮半日　

潮水平引潮力极大值时刻很接近，１９６６年隆尧６．８级、１９６６年宁晋７．２级、１９６７年河间　６．３级地震滞后日月半日潮水平引潮力极大值时刻均仅几十分钟，而唐山７．８级大地震仅　

超前１６分钟（力的方向均为向西，与太平洋板块对华北块体挤压力方向一致），即这些地震　

的发生均存在引潮力触发的可能。张晶等［２　利用中国大陆１９７０年以来７级以上的地震序　

列资料，分析了引潮力水平分量变化与强震发生时间的关系。结果显示，在一定时、空范　

围内，前震、主震及余震序列发震时刻的引潮力存在优势方向，从而认为引潮力与地震触　

发具有一定的相关性。李志安等　统计我国华北地区、西南地区１９６０年以来Ｍｓ≥５．８的　

６５个震例的引潮力变化曲线，并按地区和断层结构特点进行地震和引潮力关系的分析。结　

果表明，华北地区约有８０　左右的中强地震发生在引潮力南北向分量主峰前３天和后３天　

之内。陈荣华等　朝根据２００１年２月之前发生在四川雅江地区几次小地震发生时刻的水平　４期　李金等：潮汐触发地震研究进展综述　

引潮力方向较为集中的特点，对２００１年２月２３日四川雅江　６．０地震进行了一定程度的　预测。　吴小平等　在震源处沿地震主压和主张应力Ｐ轴、Ｔ轴方向计算潮汐应力分量（潮汐　

附加应力），从震源力学的角度，采用这种计算方法更便于直接分析潮汐应力对发震断层　的作用，因为地震应力是构造应力和潮汐应力的迭加，而通常构造应力场的主应力方向与　

地震主应力Ｐ轴、Ｔ轴方向基本一致　。若计算出Ｐ轴、Ｔ轴方向的附加潮汐应力分量　和　，将其迭加于构造主应力，则可根据岩石力学的某些准则，分析潮汐应力对发震断层　

是否有促进破裂滑动的作用。附加潮汐应力对发震断层的促滑作用分增压型和减压型两　

种。增压型潮汐应力增大断层面上的正压力和剪应力，促进断层应力状态达到破裂滑动的　强度条件而发震；减压型潮汐应力在降低断层面上的正压力的同时，在一定条件下也降低　

了断层面的破裂滑动强度，因此同样也能促进断层面上应力状态达到破裂滑动条件而　发震。　吴小平等　考察了云南及邻区的地震，计算了１７３个地震震源处沿主压应力Ｐ轴和　主张应力Ｔ轴方向的附加潮汐应力分量，分析了这些量对发震断层的作用方式以及受潮汐　

应力促滑作用的发震断层类型。结果表明，１７３个地震中，６４　的地震发震断层受到潮汐　应力的促滑作用，其中受减压型促滑作用的地震比例略大于受增压型促滑作用的地震比　

例；在受到潮汐应力促滑作用的１１１个发震断层中，走滑型发震断层占６７　，倾滑、斜滑　型发震断层占３３　。吴小平等［２。　将中国及部分邻区按不同构造应力特点划分为７个构造　

分区，分别是华南及台湾地区、华北地区、云南及邻区、四川及西藏东部地区、青海甘肃内　蒙古地区、西藏及邻区和新疆及邻区，研究各分区中每一个地震潮汐应力　和　对地震　

是否具有促滑作用。结果显示，各分区有触发效应的地震比例分别为６０．７　、５１．１　、　６２．０　、５０．９　、４７．６　、５９．４　、６０．３　，根据各区构造应力场主应力水平投影方向可以　

看出，主应力取向为北西向（华南及台湾区）、北北西向（云南及邻区）和南北向（新疆及邻　区）的构造应力分区上，地震的潮汐应力触发效应明显；而主应力取向为北东向（青海甘肃　

内蒙古地区）、北东东向（华北地区）和东西向（四川及西藏东部地区）的构造应力分区上，　地震的潮汐应力触发效应次之。　

３潮汐触发地震的统计学检验　

３．１统计检验方法　很多学者从统计的角度来研究潮汐对地震的触发作用，试图利用大量地震样本，检验　固体潮调制的显著性。用来进行潮汐触发地震检验的方法主要有Ｓｃｈｕｓｔｅｒ检验、Ｋｕｉｐｅｒ检　

验、Ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ检验、　检验和二项式检验等。。　∞］。　其中，Ｓｃｈｕｓｔｅｒ检验主要基于潮汐相位角来研究与地震之间的关系口　。Ｓｃｈｕｓｔｅｒ检验　

首先计算震源处的潮汐应力分量，地震发生时刻的相位角依据潮汐应力变化的时程来进行　

赋值（图２），选出最接近地震发生时间的应力峰值，并指定其相位角为０。，之前和之后波　谷的相位角分别指定为±１８０。，然后将峰、谷之间的角距离线性划分，一个潮汐峰和邻近　

的谷之间的时间间隔不是常数，而是由峰、谷之间的角距离决定。这样即可对这些基于相　位分析的数据进行比较，与潮汐应力变化时程的对称与否无关。