A method for computing the recurrence probability of large earthquakes based on empirical distribution
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摘要: 以历史重演原则和构造类比原则为基础，提出了一种基于经验分布的大地震复发概率计算方法，该方法不作任何复发概率分布的强假定，直接通过对大量地震序列数据的蒙特卡罗随机抽样来模拟未来大地震的复发规律，进而统计得到未来一段时间内的大地震发生概率，并以鲜水河断裂带炉霍段和道孚段为实例，利用本文给出的复发概率计算方法得出炉霍段和道孚段未来50年大地震发生概率分别为0.15和0.31。Abstract: On the basis of historic recurrence and seismotectonic analogy, we presented a method for calculating earthquake recurrence probability in a period in the future by using empirical distribution function. It adopted the Monte Carlo method to sample from a lot of earthquake sequences to simulate the occurrence of future large earthquakes, so as to achieve statistical large earthquake occurrence probability. Besides, this method never makes assumption that the earthquake recurrence data is according with a certain kind of distribution model. Taking the Luhuo segment and the Daofu segment along the Xianshuihe fault zone as examples, the calculation results showed that the large earthquake occurrence probability in the future 50 years on those two segments are 0.15 and 0.31, respectively.
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图 1 仅有一个本地复发间隔情况下的经验分布方法流程图
Figure 1. The flow chart for empirical distribution method with only one local recurrence interval
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图 2 两个及以上本地复发间隔情况下经验分布方法流程图
Figure 2. The flow chart for empirical distribution method with two or more local recurrence intervals
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图 3 炉霍段大地震复发间隔的概率密度直方图（a）和未来50年发震概率曲线图（b）
Figure 3. The probability density plot of large earthquakes （a） and the occurrence probability for a 50-year exposure period （b） on the Luhuo segment
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图 4 道孚段大地震复发间隔的概率密度直方图（a）和未来50年发震概率曲线图（b）
Figure 4. The probability density plot of large earthquakes （a） and the occurrence probability for a 50-year exposure period （b） on the Daofu segment
表 1 由40个地震序列组成的数据库
Table 1 Database consisting of 40 earthquake sequences
断裂名称 古地震事件
年龄/a复发间隔
数目资料来源 断裂名称 古地震事
件年龄/a复发间隔
数目资料来源 郯城MS8.5
地震断裂E1：11 000±1 000
E2： 7 450±950
E3： 3 500±500
E4：公元16683 王华林（1995） 冷龙岭断裂 E1：5 926
E2：4 050±160
E3：2 900±270
E4：1 560±360
E5：公元15404 李正芳等 （2012） 三河−平谷MS8.0
地震断裂E1：20 000
E2：13 000
E3：7 500
E4：公元16793 冉勇康等 （1997） 鄂拉山断裂 E1：12 500±100
E2：10 000±150
E3：6 000±100
E4：4 100±300
E5：2 600±4004 袁道阳等 （2004） 北祁连山东段
毛毛山—金强河
断裂E1：7 700±50
E2：6 100±150
E3：5 200±100
E4：4 250±150
E5：3 050±1504 袁道阳等 （1997） 延矾盆地
北缘断裂北段E1：21 700±2 000
E2：16 000±1 300
E3：10 880±3 000
E4：5 756±1 1003 刘静和
汪良谋 （1996）北祁连山东段
老虎山断裂E1：7 700±50
E2：6 100±150
E3：5 200±100
E4：4 250±150
E5：3 050±150
E6：2 000±300
E7：800±100
E8：公元18887 袁道阳等 （1997） 延矾盆地
北缘断裂南段E1：33 100
E2：28 000
E3：21 000±1 500
E4：14 000
E5：10 800
E6：7 500
E7：公元13386 刘静和
汪良谋 （1996）东昆仑断裂带
库赛湖段E1：31 900±1 923
E2：27 990±1 681
E3：23 635±1 427
E4：20 345±1 225
E5：16 865±1 018
E6：12 935±774
E7：9 730±592
E8：6 955±425
E9：3 100±201
E10：公元20019 胡道功（2007） 怀涿盆地
北缘断裂北段E1：20 500±1 180
E2：14 500±710
E3：6 700±600
E4：＜1 3103 刘静和
汪良谋 （1996）海原断裂
中段破裂E1：6 595±275
E2：5 770±200
E3：4 965±925
E4：3 382±589
E5：2 765±355
E6：2 240±450
E7：1 275±3506 冉勇康等 （1998），
张培震等 （2003）怀涿盆地
北缘断裂南段E1：30 000±1 400
E2：24 500±700
E3：16 000±2 100
E4：10 000
E5：6 600±400
E6：4 400±500
E7：＜2 8656 刘静和
汪良谋 （1996）
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