地震序列通常认为是在一定时间内，在同一区域内有着某种关联，或者是为共同发震构造的一系列不同震级大小的地震。从20世纪80年代开始，有不少学者开展研究地震序列判定^[1-3]，将地震序列类型主要分为主余型、震群型和孤立型。中国大陆中强地震序列类型分区特征的研究表明：中强地震序列类型有着较为明显的区域性特征^[4-6]。受区域地质构造、应力状态、发震断层性质等因素的影响，以某种地震序列类型为主在不同的区域也是不同的，但在固定区域内，地震类型可呈现出相对稳定的特点。区域构造的形式与地震类型空间分布的相对稳定区域有着较为紧密的联系。主余型地震序列是在断层内部闭锁单元或障碍体的破裂，或新生的相互分离的断裂段破裂状态下多种区域构造运动中出现的概率较高；区域共轭构造或是浅部断裂与区域深部构造相连的形式下出现震群型序列的概率较高。往往简单、单一断层端部的进一步扩展并且震级不是很高的情况下，一般会出现孤立型地震序列，同时区域深部介质的孕震环境也与地震序列类型空间分布有着内在的联系。很多学者针对不同区域开展了地震序列类型空间分布的研究，分别取得了一些成果。在历史地震资料和现代地震序列记录的基础上，分别判定了云南地区、山西地区、福建地区、安徽等地区中强以上地震序列类型，结合不同类型地震的空间分布优势，划分成为不同的区域，地震序列类型空间分布同样具有一定的区域特点^[7-10]。

河北省是华北地区中强地震频发的省份之一，历史记载和有记录资料的7级以上特大地震就有5次。自1998年1月10日张北6.2级地震后，又相继发生了7次4级以上的地震，分别为2006年7月4日文安5.1级地震、2012年5月28日唐山古冶4.8级地震、2014年9月6日涿鹿4.3级地震、2015年9月14日昌黎4.2级地震、2016年6月23日尚义4.0级地震、2016年9月10日唐山古冶4.0级地震以及2018年2月12日永清4.3级地震，地震活跃程度较高，使得地震序列类型判定工作有着重要的意义。本文在充分整理分析历史地震资料与现代地震序列记录的基础上，研究河北地区中强以上地震序列类型及空间分布特征，为河北省震后序列早期趋势判定和地震应急工作提供重要的参考。

河北境内地形总的特点为东南部低平，东北部、中部和西南部较高，西北部地势略有降低。新构造运动时期，强烈的断块差异运动和裂陷运动使区域形成了不同的地貌构造单元，主要有隆起山地、山间断陷盆地和沉积平原。大兴安岭、燕山、太行山和华北平原构成区内地貌的主体，在太行山以西、燕山以南为山西断陷盆地带。

断裂运动速度、运动幅度和运动方式等在不同的新构造背景下有很大的区别，这些因素往往在一定程度上决定着现代构造运动和地震活动的分布。新构造分区既是区域新构造运动规律的一种体现，也是为认识区域的地震活动提供依据。根据新构造运动发育历史、类型、幅度的大小、地貌形态及主控断裂的走向和活动特征及地震活动性，河北省划分为4个二级和若干个三级单元（表1，图1）。

图  1  河北省新构造单元划分

历史地震的文献记载和前人的研究成果是对地震序列进行类型划分的最主要依据。为了减小对历史地震序列分类的不确定性，对《中国历史强震目录》、《中国近代地震目录》、《中国历史有感地震目录》、《中国地震目录》、《河北省地震资料汇编》地震记载进行了整理和分析^[11-13]，河北省有史以来至1969年共记载M≥4.7地震155次（含记载到的主要余震），其中4.7～4.9级36次，5.0～5.9级93次，6.0～6.9级23次，7.0～7.9级2次，8.0～8.9级1次。

河北地区从1970年以来，开始布设临时流动台用于监测地震活动，之后地震台网也在不断地增加建设和改造，目前河北测震台网共计接收170个台站的数字地震数据。本文采用自1970年以来173次M≥4.0地震作为河北地区现今地震类型判别的基础资料。其中，4.0～4.9级地震134次，5.0～5.9级32次，6.0～6.9级5次，7.0～7.9级2次。

综合两个时段的资料，河北省内历史上发生4.0级以上地震328次。其中，4.0～4.9级170次，5.0～5.9级125次，6.0～6.9级28次，7.0～7.9级4次，8.0～8.9级1次。由河北省4.0级以上的地震分布图（图2）看出，地震主要集中于河北的中北部和南部地区，强震具有显著的成带、丛、集分布特点，并明显的呈现出NW向和NE向活动格局。

图  2  河北省地震空间分布（M≥4.0）

以《地震序列概论》的分类标准作为研究河北地区地震类型划分的主要依据^[14]，地震序列分类主要分为主震型（其中包括为“主震-余震型”和“前震-主震-余震”）、震群型、孤立型。

历史地震序列类型的判定主要依赖于文献所描述的地震宏观破坏现象，对史料记载中提出仅为单次地震，或描述内容较简单、模糊为某日某地地震等字样的地震序列判定为孤立型；对于史料记载中发生多次地震，且短期内地震强度有所差别的地震序列，或有历史强地震目录记录能确定地震序列目录的地震，可以按地震序列目录进行判别的，我们判断为主余型；在史料记载中短期内有两次以上强烈有感地震，或明显能分辨地震次数但强度差别不明显的序列，有历史强地震记录，能确定地震序列目录的地震则按震群型进行判定^[15]。

依据蒋海昆等^[16]以主震震级与震后3个月内最大余震的震级差，作为仪器记录的现代地震序列的孤立型、主余型和震群型划分标准。

依据判定标准对河北省记载的M≥4.7地震进行早期的地震类型判定，发现公元前231—1969年间，可通过地震情况记载对130次地震进行地震类型判定，其中有115次为主余型地震，占比88%；5次震群型，占比3%；10次为孤立型地震，占比7%。

1970—2018年河北地区记录到可进行地震类型判定的M≥4.0地震共计有157次，依据主震与地震序列中最大余震差判定地震序列类型结果为：95次为主余型地震，占比60%；14次为震群型地震，占比9%；48次为孤立型地震，占比31%。

综合上述两个时间段的统计分析结果，公元前231至2018年可进行地震类型判定的M≥4.0地震共计有287次，主余型地震占比73%，震群型占比7%，孤立型占比20%。其中，M≥7.0地震5次，主余型地震占比80%，震群型占比20%，无孤立型；M6.0～6.9地震25次，主余型地震占比96%，震群型占比4%，无孤立型地震；M5.0～5.9地震89次，主余型地震占比89%，震群型占比4%，孤立型地震7%；M4.0～4.9级地震168次，主余型地震占比61%，震群型占比9%，孤立型地震30%（图3）。由此可见，主余型为河北省主要的地震序列类型。

图  3  河北省不同震级范围地震类型所占比例（B.C.231—2018年）

由于一次地震发生后在短时间内，只能得到时间、地点和震级三要素，尚没有地震序列目录等必要数据，难以利用余震活动情况和地震序列类型的量化标准进行序列趋势判断，只能根据该地区已发生的地震序列类型来进行早期趋势预判。破坏性地震或显著地震发生后，通过其所在区域的震型分布特点快速初判是目前应对地震趋势的有效途径。本文采用山西地震类型分区特征中对地震序列类型分区边界的原则进行分区^[8]：①各区域内的序列类型尽可能保持一致；②综合考虑地震类型地理分布特征，充分考虑地震区、带的划分成果以及地质构造分区和潜在震源区划分成果；③边界划分应考虑断层展布、断层分段活动性等因素，边界公用互连，以免有地点遗漏；④区域顶点尽可能少，以便于计算机操作。

造成地震序列类型不同的原因十分复杂，与地震所在区的构造条件、应力作用方式以及历史强震等因素有关，需综合考虑地震序列特点、震源机制、构造分区、地震区带划分的研究成果，但最主要因素应该是其地质构造环境和受力状态。以往研究表明，河北地区应力场具有长时期、大范围稳定性特点。河北地区位于华北平原地震带内，其地壳应力场与华北地区一致。应力场的主压应力轴和主张应力轴是接近水平方向的，它们与垂线夹角接近90°。在此应力场作用下，区域新构造运动表现出明显的分区性，以山区间歇性抬升和盆地阶段性沉降为总体特征。断裂构造相对于古近纪发育的先存构造既具有继承性（如NW向张家口-渤海断裂带），又有新生性（如NE向唐山-河间-磁县断裂带）。

地质构造环境及其所发生的地震序列类型有以下关系：①在某些规模较大的深大断裂或构造板块边界，具备发生强地震的构造背景，能够孕育和发生强烈地震尤其是7.0级以上强震，而中等强度地震则多发生在规模较小的次级活动断裂带上^[16]；②一般情况下，单一构造活动区多发生主余震型序列；③破裂型地震多有较多余震，而沿原存断裂继承性错动形成的地震或老震区发生的晚期或超晚期强余震多为孤立型或余震不发育的主震型，且易受外围强震影响和诱发；④构造条件复杂、介质均匀性差、有垂向或斜向附加力源的影响区易发生多震型地震；⑤6.0级以上强震一般不会出现孤立性地震^[17]。

地震类型分区特征对进行地震快速趋势判定有着积极的作用。结合以上所述，考虑上述5条基本原则并兼顾区域构造背景地震活动特点等因素的基础上，将河北省及北京、天津地区按照地震类型优势分布划分为7个区（图4），各区地震类型统计见表2。

图  4  河北省及北京、天津地区地震类型分区

张家口地区（Ⅰ区）：该区域包括张家口大部分地区、保定涞源部分地区和北京延庆部分地区，构造分区主要以山西断陷带为主，区域内呈现NE和NW向多条断裂形成的网络格局。主要发育的有：大满-前黑土、壶流河、怀安盆地南缘、黄土窑-木土、六棱山、桑干河、尚义-平泉、施庄、孙庄子-乌龙沟、蔚广盆地南缘、洗马林、新保安-沙城、延矾盆地北缘、张家口、涿鹿-怀来盆地北缘等23条主要断裂。区域内有史以来共记载记录到可判定地震类型的M≥4.0地震共计56次，最大震级为6$\tfrac{3}{4}$。其中，主余型33次，占比为58%；震群型4次，占比为7%；孤立型19次，占比为34%。

北京-保定地区（Ⅱ区）：该区域包括北京地区、保定东北部和廊坊北部地区，构造分区上主要以北京坳陷和冀中坳陷为主^[18]，区域内断裂走向呈现以NE向为主，NW向为辅的格局。主要发育的有：保定-石家庄（北）、程各庄、大兴凸起东缘、固安、河西务、南口-孙河、南口山前、牛驼镇凸起东、顺义-前门-良乡、桐柏、夏垫、小汤山-东北旺等28条主要断裂。区域内有史以来共记载记录到可判定地震类型的M≥4.0地震共计20次，最大地震为1679年河北三河、平谷8级地震，地震类型全部为主余型。

唐山塘沽地区（Ⅲ区）：该区域包括唐山全部地区，秦皇岛大部分地区和天津中北部地区，构造分区上主要以燕山隆升区和燕山南麓断隆区为主，区域内断裂呈现以NE走向为主，NW向为辅的格局。主要发育的有：陡河、蓟运河、建昌营、卢龙、滦县-乐亭、宁河-昌黎、唐山-古冶、唐山-巍山-长山、香河-宝坻、榛子镇等15条主要断裂。区域内有史以来共记载、记录到可判定地震类型的M≥4.0地震共计108次，最大地震为1976年唐山7.8级地震。其中主余型83次，占比为77%；震群型7次，占比为6%；孤立型18次，占比为17%。

石家庄定州地区（Ⅳ区）：该区域包括石家庄栾城以北大部分地区、保定涞源部分地区和保定望都以南地区，构造分区主要分为冀中坳陷和太行军都隆升区，区域内主要以NE走向断裂为主。主要发育的有：保定-石家庄断裂、北席、古运粮河、晋获断裂、栾城东、无极北等10条主要断裂。区域内有史以来共记载、记录到可判定地震类型的M≥4.0地震共计8次，最大震级为5.5。其中主余型5次，占比为63%；震群型1次，占比为12%；孤立型2次，占比为25%。

天津沧州地区（Ⅴ区）：该区域包括天津市以南地区、沧州黄骅以西大部分地区和廊坊霸县以南地区，构造分区主要分为沧县隆起和黄骅坳陷区，区域内主要以NE走向断裂为主。主要发育的有：沧东、沧西、大城东、海河、河间、天津6条主要断裂。区域内有史以来共记载记录到可判定地震类型的M≥4.0地震共计19次，最大震级为6$\tfrac{1}{2}$。其中，主余型11次，占比为58%；孤立型8次，占比为42%；没有记录到震群型地震。

邢台衡水地区（Ⅵ区）：该区域包括邢台市以北地区、衡水武强以南大部分地区和石家庄赵县东南部分地区，构造分区主要分为邢衡隆起和临清坳陷区，区域内主要以NE走向断裂为主。主要发育的有：深县、明化镇、新河、衡水、旧城北、隆尧、元氏等18条主要断裂。区域内有史以来共记载记录到可判定地震类型的M≥4.0地震共计62次，最大地震为1966年河北宁晋东南的7.2级地震。其中，主余型46次，占比为74%；震群型11次，占比为18%；孤立型5次，占比为8%。

邯郸地区（Ⅶ区）：该区域包括邯郸大部分地区和邢台沙河部分地区，构造分区主要分为临清坳陷、汤阴地堑以及内黄隆起区，区域内呈现NE和NW向断裂形成的网络格局。主要发育有：邯郸、磁县、紫山西、曲陌、永年、涉县、临漳-大名等10条主要断裂。区域内有史以来共记载记录到可判定地震类型的M≥4.0地震共计14次，最大地震为1830年河北磁县7$\tfrac{1}{2}$级地震。其中，主余型14次，占比为72%；震群型1次，占比为7%；孤立型19次，占比为21%。

1）文章对河北省内328次地震进行了主震型、震群型和孤立型地震序列分类，其中有历史记载以来至1969年共记载M≥4.7地震155次，1970年以来M≥4.0以上地震173次，可进行地震类型判定的M≥4.0地震共计有287次。主余型地震占比73%，震群型占比7%，孤立型占比20%，由此可见主余型为河北省主要的地震序列类型。

2）河北省及北京、天津地区按照地震类型优势分布划分为7个区。Ⅰ区涉及张家口大部分地区、涞源和北京延庆部分地区，主要以山西断陷带构造单元边界为划分依据，区内呈NE和NW向多条断裂形成的网络格局，地震大多数发生在断裂交汇部位，绝大多数5.0级以上地震以主余型为主。Ⅱ区涉及北京大部分地区、保定东北和廊坊北部地区，主要以北京坳陷和冀中坳陷作为划分依据，区内呈现NE向断裂为主，NW向为辅的格局，该区为主余型地震序列类型。Ⅲ区涉及唐山全部地区、秦皇岛大部分和天津中北部地区，主要以燕山隆升区和燕山南麓断隆区为主要划分依据，区内断裂以NE走向为主，5.0级以上地震为主余型。Ⅳ区涉及石家庄栾城以北地区和保定南部地区，以冀中坳陷和太行军都隆升区为划分依据，区域内以NE走向断裂为主，该区没有6.0级以上地震，5级以上地震为主余型。Ⅴ区涉及天津南部地区，沧州和廊坊中南部地区，主要以沧县隆起和黄骅坳陷区为划分依据，区域内主要以NE走向断裂为主，6.0级以上地震为主余型。Ⅵ区主要涉及邢台和衡水地区，主要以邢衡隆起和临清坳陷区为划分依据，区域内主要以NE走向断裂为主，5.0级以上地震以主余型序列为主，该区内邢台7.2级地震为震群型，这可能与其深部存在深大断裂有关，因此在邢台地震序列区域不应忽视震群型地震的出现。Ⅶ区涉及邯郸地区，主要以临清坳陷、汤阴地堑以及内黄隆起区为划分依据，区内呈现NE和NW向断裂形成的网络格局，中强地震大多数发生在断裂交汇部位5.0级以上地震为主余型序列。

3）地震类型分区特征是一个相对的概念，特别是仪器记录的地震数量在悠久的历史面前只有短短的几十年，很多地震的类别判断主要依赖于历史文献记载情况的相近程度，震级越大历史记载的越是详细，震级越小历史记载的越是简单。这就出现了一个问题，地震类型的判定往往出现地震越大判定的准确度就越是可靠，地震越小判定类型的准确度越低，往往一些4、5级左右的地震，只出现“某年某月地大动”的记载，对此地震我们只能按照孤立型地震处理。

4）仪器记录以来，虽然大地震记录的样本少，但是记录到的中强地震的样本越来越多，这就与依据历史记载判定地震类型有明显的优势互补。研究成果可为震后早期快速地震类型和地震应急工作中震后早期趋势预判提供必要的参考依据。