1. 引言
吴忠灵武地区位于银川盆地的南端，该区主要发育有黄河活动断裂、银川隐伏断裂、新华桥断裂、崇兴断裂和关马湖断裂以及一些次级活动断裂等，来自青藏块体NNE向的推挤作用、阿拉善块体和鄂尔多斯块体相对阻挡，为上述这些断裂活动提供了动力源。历史上曾发生1474年灵武南5½级地震，1889年灵武5级地震和1921年灵武吴忠6级地震，这些地震给灵武市造成巨大的人员伤亡和财产损失。1960年以来吴忠灵武地区发生破坏性地震7次，分别为1962年宁夏灵武5.4级和5.5级双震，1971年宁夏吴忠5.1级地震、1984年宁夏灵武5.3级地震、1987年宁夏灵武5.5级地震和1988年宁夏灵武5.5级和5.3级双震地震。吴忠灵武地区5级以上地震已平静近35年，远远超过该区域5级以上地震的平均复发周期(10年左右)，因此吴忠–灵武地区是宁夏发生中强以上地震最紧迫最危险的地区之一，也是2020~2030年全国地震重点监视防御区 [1] 。马禾青 [2] 研究吴忠灵武地区5次5级以上地震震例前的地震活动特点，指出小震活动显著时空集中增加是5级以上地震前的短临信号；许英才 [3] [4] 进一步研究吴忠灵武地区前震增强现象，前震震级递增，尤其震前两个月出现多次ML4.0级以上标志性，中小地震活动增强集中在20~30 km区域范围内是临震现象。曾宪伟 [5] 研究吴忠灵武的震源机制解，表明吴忠市新华桥附近存在发生破坏性地震的可能，且孕震深度较浅，地震造成的潜在灾害较大。师海阔 [6] 和董卫国 [7] 研究吴忠灵武地区的地震尾波Q值异常，李文君 [8] 研究吴忠灵武地区波速比异常，以及赵为明 [9] [10] 研究吴忠灵武的地震精定位和上地壳速度结构，这些研究结果为吴忠灵武地区震情跟踪和地震趋势预测提供有价值的参考。本文侧重于研究吴忠灵武地区地震活动灾害，为政府规划城市发展和地震预警提供强有力的依据，体现以人为本和谐社会的防震减灾方针。
2. 吴忠灵武地区地震特征
2.1. 吴忠灵武位置
吴忠灵武地区位于银川盆地位和牛首山地区之间(图1)，由南向北呈现山区到盆地的转换变化，地质构造变化特征明显，其中北西向的牛首山断裂和北东向的黄河–灵武断裂是其附近的主要断层，其中牛首山断裂为逆冲型断裂，而黄河–灵武断裂为右旋走滑兼正断的断裂，1950年以来4.5以上地震的震源机制解表明其主压应力轴主要以水平向或北东向为主，呈现为北东向相对挤压而北西向相对扩张，而且大体以吴忠市为界，两侧区域的震源机制解存在较明显的差异，至少存在两种以上的不同区域构造。
Figure 1. Distribution and focal mechanism of M ≥ 5 earthquakes in Wuzhong-Lingwu area
图1. 吴忠灵武地区5级以上地震分布和震源机制解结果
2.2. 破坏性地震基本特征
所谓破坏性地震的是指一定时间和一定范围内通常震级为M4.7级以上地震就具有一定的破坏性。本文主要研究吴忠灵武地区4.7级以上破坏性地震，使用的地震资料为中国地震目录 [11] 、中国地震简目(中国地震简目汇编组，1988) [12] 和中国地震局监测预报司2023年组织整编1900年以来5级以上地震目录为基础，重新梳理了吴忠灵武地区的破坏性地震(M ≥ 4.7)目录(表1)。
Table 1. Destructive earthquakes were recorded in Wuzhong-Lingwu area
表1. 统计有记录以来吴忠灵武地区破坏性地震
自有记载以来，截止2022年12月吴忠灵武地区共记录到M ≥ 4.7级的地震12次，各震级分档的地震统计数见表2。统计发现，吴忠灵武地区主要以5~6级活动为主，历史上有记载以来最大的地震为1921年灵武6级地震。破坏性地震主要以主余型和双震型为主，典型的2次双震型事件为，1962年12月7日灵武发生5.4级地震，11天后，于1962年12月18日灵武又发生5.5级地震；另外，1988年1月4日灵武发生5.5级地震，6天后，于1988年1月10日灵武又发生5.1级地震。目前吴忠灵武地区破坏性地震已经平静35年，可能存在发生破坏性地震的背景，因此需要引起重视。
Table 2. Statistical table of earthquake frequency
表2. 地震频次统计表
2.3. 中小地震活动特征
1970年以来吴忠灵武地区中小地震在灵武市及其以南十分密集，多数小震密集活动后形成地震震群。吴忠灵武震群往往对应本区域的中强以上地震，但映震效果较差。通常关注该区域的小震突然增多，地震震级是否升级，是否出现ML4级以上标志性地震，地震空间是否集中等地震活动特征，下面以2021年7月灵武震群为例，分析地震活动特征。
3. 吴忠灵武地区震群活动
2021年7月18日至8月7日灵武小震突然增多，呈现丛集活动，共记录地震26次，其中ML0.0~0.9级4次，ML1.0~1.9级16次，ML2.0~2.9级2次，ML3.0~3.9级4次，最大地震为7月20日02时40分ML3.6地震，次大地震分别为7月20日03时ML3.2地震，最大地震与次大地震震级差ΔML = 0.4。此次灵武小震丛集活动符合震群定义(国家地震局科技监测司 [13] )，确定为灵武震群事件。
Table 3. Correspondence between earthquake clusters and moderate earthquakes in Wuzhong-Lingwu area since 1970
表3. 1970年以来吴忠灵武地区震群与该区域中强以上地震对应情况
以此次震群中心(106.25˚E，38.02˚N)为圆心，半径50 km范围内，统计1970年以来吴忠–灵武地区的震群活动与吴忠灵武地区中强以上地震的对应情况(表3)。1970年以来共记录到震群13次(图2)，其中3次震群后1年内对应吴忠–灵武地区5级以上地震，有震报准率23%。根据地震预报效能R值评分方法检验：R = 报对地震数/应报地震总数 − 预报占用时间/预报研究总时间，R = 0.05。以吴忠–灵武震群预报该区域中强以上震例，报对3次，虚报10次，漏报1次(1988年1月4日灵武5.5级地震)，通过查表可知，97.5%置信水平的R0 = 0.556，R < R0。因此灵武地区震群通不过预报效能检验，震群对吴忠灵武地区5级以上地震预测效果较差，结果对应2021年11月18日灵武4.0级地震。
Figure 2. Earthquake swarm events in Wuzhong-Lingwu area since 1970
图2. 1970年以来吴忠灵武地区震群活动事件
4. 吴忠灵武地区b值和小震剖面分析
利用1970年1月至2022年12月吴忠灵武地区的地震精定位目录，研究吴忠灵武地区b值平面分布图、沿活动断裂的震源深度剖面(图3(a))和b值剖面图(图3(b))。通过综合分析吴忠灵武地区低b值区和震源深度剖面小震稀疏段，判定中强以上地震的潜在危险性。
图3显示，吴忠灵武地区低b值区揭示灵武新华桥武附近存在发生地震的危险性 [14] ，但强度不大。该区域还存在震源深度剖面的小震稀疏段3、4和剖面低b值区，结合吴忠灵武地区古地震和破裂特征 [15] ，由震级与震源破裂长度的统计关系式，推断灵武新华桥附近发生最大震级为5级左右。2021年7月至8月灵武3.6级震群发生在小震稀疏段3周围，基于地震空间深度分布，认为该震群对应了2021年11月18日灵武4.0级地震，后续发生5级以上地震的可能性不大。
Figure 3. Based on small seismic profile and b value seismic risk region analysis
图3. 基于小震剖面和b值地震危险性区域分析
5. 吴忠灵武地震灾害
自1960年以来，吴忠灵武地区共发生5级以上地震7次6组(表4)，这些地震都曾给宁夏人民的生命财产造成过灾害。吴忠灵武地区平均约10年左右遇到一次Ⅵ度的地震灾害。如1962年灵武5.5级地震后10年发生1971年吴忠5.1级地震，之后13年发生1984年灵武5.3级地震，再之后13年发生1987年灵武5.5级地震。这些地震中，灾害最重为1987年8月10日灵武5.5级地震约有27万间房屋受到不同程度的破坏和损坏。
Table 4. Devastating earthquake and disaster occurred in Wuzhong-Lingwu area since 1960
表4. 1960年以来吴忠灵武地区发生的破坏性地震灾害
注：资料来源为《宁夏地震目录》，部分灾害据宁夏地震局地震考察报告。
6. 结论
1) 吴忠灵武地区破坏性地震活动具有频度高、强度低的特点。破坏性地震空间上主要集中在灵武以南，地震类型以主余型和双震型为主，未来几年或者稍长时间灵武新华桥附近存在发生破坏性地震的危险。
2) 2021年7月至8月灵武小震丛集活动，形成灵武3.6级震群，通过对震群参数和震例回溯综合分析，认为该震群对应了2021年11月18日灵武4.0级地震。
3) 利用1970年1月至2022年12月吴忠灵武地区的小震丛集活动的地震精定位，研究沿活动断裂的震源深度剖面，发现小震随深度分布不均匀，存在4个区域的小震稀疏段，这些稀疏段也是低b值区。2021年7月至8月震群和2021年11月18日灵武4.0级地震都发生在稀疏段3处，之后，吴忠灵武地震活动相对平静，短时间内发生中强以上地震可能性不大。
致谢
感谢审稿专家和编辑部对本文提出宝贵的修改意见和建议。
基金项目
宁夏自然科学基金项目(2021AAC03479；2021AAC03483)资助。
NOTES
*通讯作者。