据北京地震台网测定，1996年12月16日5时36分在北京顺义高丽营附近（40°10＇N、116°29＇E）发生了ML4.5（MS4.0）级地震，震源深度为10km，宏观震中在南法信村一带。

地震发生后，北京市地震局、中国地震局分析预报中心等单位先后派人到现场进行地震灾害、震情监测、地震地质等考察工作。此次地震有感范围较大，震中烈度Ⅴ度强，震中区有部分房屋出现裂缝等破坏现象，宏观烈度≥Ⅴ度区范围呈NE向椭圆分布，其中NE方向长约7.4km，NW方向宽约3.8km，面积约22km2。另外因房屋倒塌砸伤1人，因地震时惊慌外逃砸伤5人，造成的经济损失合计约为137.4355万元人民币。

这次地震是北京地区自1990年9月22日北京昌平ML4.5级地震后，在平静6年的背景下发生的一次较大地震，也是顺义地区有记录以来余震次数最多的一次震群活动。尽管震级不太大，但由于发生在北京地区，其社会影响却很大。20世纪以来北京及附近地区只发生过两次5级以上地震（1957年涿鹿ML5级和1967年延庆ML5.4级地震），1967年以来主要是4～5级地震活动，而且发生在顺义、延庆、里坦等地的中等地震前存在地震活动条带的短期特征[1]，对地震前条带等特征的研究可能会对预测北京地区中等有感地震有一定的实用价值。

总之，通过对顺义地震震前、震后异常及序列特征的研究和分析发现，该中等地震活动有其独特之处，对未来北京地区的震情判定有一定的指导意义

北京地区的测震台网较密集，在顺义地震50km范围内共有4个测震台，100km范围内共有17个测震台，在震中的四周都有台站分布（图1）。北京地区的地震监测能力能够达到ML≥1.0，顺义ML 4.5级地震的地震基本参数如表1。

表1  顺义地震基本参数

Table 1  Basic parameters of the Shunyi earthquake

图1  北京及附近地区测震台网分布图

Fig.1　Distribution of seismometric stations around the earthquake

新生代时期华北地区构造活动基本格局发生了显著变化，阴山山前断裂带和张家口-北京-烟台断裂带成为华北和东北两个构造活动特征明显不同的新生代构造区之间的界线，北京地区位于这两个构造区及华北新构造区内的太行山断块隆起区和华北平原裂陷盆地等几个不同级别构造单元的接合地区[2]。

北京及其附近地区发育着延庆-怀来、怀柔-北京-涿州、平谷-三河-廊坊和天津4条北北东-北东向新生代活动构造带，以及从这些构造带北端斜穿而过的北西西向张家口-北京-烟台构造带。它们构成本区新生代的基本构造格架（图2）。

图2   北京及附近地区新生代构造格架和构造分区及历史地震分布图

1. 新生代强烈活动的断裂；2. 构造带及其编号（A：延庆-怀来构造带，B：怀柔-北京-涿州构造带，C：平谷-三河-廊坊构造带，D：张家口-北京-烟台构造带，E：天津构造带）；3. 左为构造带和断陷盆地区，右为断块隆起区；4. 隆起区和断陷区的界限；5. 北华北盆地次级单元的界线；6. 北华北盆地的次级隆起

Fig.2  Map of the geological structure in Beijing and its adjacent area and distribution of historical earthquakes

北京及附近地区主要的活动断裂有NW向和NE向两种，其中NW向的有南口-孙河断裂、永定河断裂，NE向的有黄庄-高丽营断裂、八宝山断裂、顺义-前门-良乡断裂、通县-南苑断裂、夏垫等断裂（图3）。这些断裂不仅成为历史上强震的发震断裂，同时也控制了中等地震活动和小震分布。顺义地震震中区位于南口-孙河断裂、黄庄-高丽营断裂、顺义-良乡断裂3条断裂交汇区，但根据目前资料还难以判定该地震活动与哪条断裂有关[3]。

据宏观考察初步认为发震断层可能位于NE向的顺义-前门-良乡隐伏断裂上，该断裂在北京断陷内规模较大，长达70km，总体走向NE25°～30°，倾向NW，倾角60°～80°，为倾滑型正断层，主要活动时期在中生代和新生代早期，其南段持续到晚第三纪，北段一直延续至第四纪。断裂北段经前门、孙河向北东延伸到顺义天竺一带，长约10km，是小震活动的主要地段。而本次地震震源机制主节面的走向、倾向、倾角及倾滑特征与断层的特征相一致。宏观考察的Ⅴ度震中烈度分布也证实了这一点。

图3  北京及附近地区活动断裂分布及历史地震分布图

断裂名称：①延庆盆地北缘断裂；②南口山前断裂；③南口-孙河断裂；

         ④八宝山断裂；⑤永定河断裂；⑥顺义-前门-

良乡断裂；⑦通县-南苑断裂；⑧大兴断裂；⑨夏垫断裂；⑩宝坻断裂；

          11黄庄-高丽营断裂

Fig.3  Map of main faults around Beijing area and distribution of

       historical earthquakes

震后调查发现了顺义地表破裂，研究结果表明该破裂是由于顺义-良乡断裂北段的构造活动造成的，由此推断顺义-良乡断裂北段是一条现今仍在活动的断裂，其走向北东，主体为张性断裂，在顺义县城西南一带倾向北西，倾角较陡，可达80°，推测在20世纪80代初前后由该断裂构造活动形成了地表破裂带并对建筑物造成破坏，该地表破裂面的运动主要为蠕动[4]。

历史上记录到北京行政区内6级以上地震共有7次，最大地震是1679年9月2日的三河平谷8级地震，震中烈度达到Ⅺ。1970年到2000年12月31日间，北京及附近地区（39.5°～41°N，115.5°～117.5°E）共记录到ML3.0～3.9级101次，ML4.0～4.9级地震34次，ML 5.0～5.9级地震3次，但3次5级以上地震均没有发生在北京行政区内部，所以说北京地区近年来以中小地震活动为主。

根据考察资料2），这次地震的宏观震中在顺义县南法信村。震中烈度Ⅴ度强，Ⅴ度区范围呈NE向椭圆分布（如图4虚线所示），其中NE方向长约7.4km，NW方向宽约3.8km，面积约22km2。

震害损失评估范围仅限于宏观烈度≥Ⅴ度内的15个自然村和顺义县城，共约28794户、115176人，楼房521栋、平房60985间，建筑面积约290.591万m2。因房屋局部塌落砸伤1人，因地震时惊慌外逃造成5人受伤。地震造成直接经济损失94.8535万元，间接经济损失42.5820万元，合计约为137.4355万元人民币。

图4　顺义地震等烈度线分布

Fig.4　Isoseismal map of the Shunyi earthquake

据北京地震遥测台网测定，截至1997年1月31日，顺义震群共发生ML 1.0级以上地震121次，其中1.0～1.9级82次，2.0～2.9级29次，3.0～3.9级8次，4.0～4.9级2 次，ML≥3.0级的地震见表2。

1．空间分布

该序列的余震分布明显呈NW向优势分布，总面积达到120多km2，长轴19.3km，短轴6.4km。主震位于顺义-前门-良乡断裂上西北7～8km 处，从16日5时36分到8时6分，近2个小时内发生的28次余震都集中在4.5级地震周围。从8时20分开始小震向ML4.5级地震的东南方向移动，逐渐向断裂靠近。到9时52分在与主震相距11.4km处发生了该序列的ML4.0次大地震，距断裂2～3km。此后，余震除12月18日18时44分至22时6分的3次小震发生在ML 4.5级地震的NW方向外，ML 3级地震及其他余震大多发生在ML 4.0级地震附近65km2范围内，且大多分布在两次ML 4级地震连线的一侧（图5）。 

表2　顺义地震序列目录(ML≥3.0）

Table 2　Catalogue of the Shunyi earthquake sequence（ML≥3.0）

图5　顺义地震序列空间分布

Fig.5　Distribution of the Shunyi earthquake sequence

    顺义地震序列空间分布显示出与以往典型中小震群型序列不同的特征。序列的最大地震位于余震区的西北端，次大地震和绝大多数地震在余震区东南，余震区长轴走向北西。余震区长度偏大（约19.3km），接近我国6级左右地震的余震区范围。序列中3级以上地震发生的时间顺序显示出较大余震从北西向南东方向迁移的特性，这可能是沿北西走向的断裂多次破裂的结果。该序列的M-t图如图6所示。

图6　顺义地震序列的M-t图

Fig.6　M-t diagram of the Shunyi earthquake sequence

2．序列特征

序列主要表现为以下特征：

(1) 密集-平静相交替：顺义地震序列的密集-平静是该地震序列的基本规律，震群起始阶段这种现象比较明显，后期规律在逐渐减弱，见表3。几次较大余震都发生在密集期内，且较大余震发生前一般出现一段相对平静期。平静期时间间隔随序列发展在逐步拉长。 

表3  顺义地震序列密集-平静规律统计

Table 3  Statistics of clustering and quiescence for Shunyi earthquake sequence

 (2) 随着时间的延长，余震强度逐渐减弱，小震频度也起伏衰减。每次起伏的时间间隔成倍数增长，每次起伏中有2次强度相近的地震发生；而且随着时间而增长，每一密集期内2级以上地震在逐渐减少，呈现强度随时间逐步降低的趋势。在频度的衰减过程中能看出5次明显的起伏，1996年12月26日前衰减基本呈线性，26日以后则是离散状（图7a），这可能是震后震源体应力调整过程中的反应。

(3) 应变释放符合震群型序列的特征：顺义地震序列应变释放过程基本符合震群型序列一组组释放的规律，到1997年1月31日共有3次比较明显的加速（图7b），随着时间的推移释放幅度越来越小。而且主要能量释放集中，序列中85%以上的能量在4个小时内释放完毕，最大地震释放能量与序列总能量比为73.4%，次大地震释放能量占总能量的13%，次大地震和最大地震能量比为0.18，最大地震与次大地震的级差为0.5级，整个序列有3次以上级差在1级以内的地震，各种特性都显示该序列为典型的震群型序列。

图7  顺义地震频度、蠕变变化图

（a）频度曲线；（b）蠕变曲线

Fig.7  Curves of N-t and strain release of the Shunyi

       earthquake sequence

(4) 顺义地震序列b值为0.6，其b值曲线见图8，拟合关系为： ，1.0级到3.8级之间地震的线性拟合关系较好。

图8  顺义序列b值曲线

Fig.8  b-value curve for the Shunyi earthquake sequence

3．序列参数

表4给出了顺义地震序列不同时段U、h、b、k、p值计算结果。除U值不太稳定呈前兆震群特性外，其他4个参数都显示出非前兆震群特性，属正常震群活动。b值由低到高逐渐接近0.6的正常值，h、p都有由高到低的过程，均为序列活动进入后期的标志[3]。

                               表4  顺义地震序列不同时段各参数计算值

Table 4  Parameters of the Shunyi earthquake sequence in different stages

根据北京地震遥测台网给出的P波初动资料，由P波初动解法得到M_L4.5级地震震源机制解为走滑为主兼正断层错动类型。震群中次大的M_L 4.0级地震震源机制与最大地震震源机制基本相同。这表明两次地震处于相同构造格架，受到相同的断裂构造运动所制约，由该地震震源机制所得到的主压应力方向与华北地区近EW向主应力场方向基本一致。震源机制解结果见图9、表5。

图9  顺义地震震源机制解

Fig.9  Focal mechanism solution of the M_L4.5 Shunyi earthquake

表5  顺义M_L4.5级地震震源机制解

Table 5  Focal mechanism solution of the Shunyi M_L4.5 earthquake

顺义地震发生在监测能力强的首都圈地区，这里观测台网密集，观测项目也比较多。在距震中100km范围内共有测震台站17个，主要前兆观测台站17个（仅限于观测资料比较完整、观测仪器工作正常的台站），28个前兆观测台项（图10）。地震发生前包括地震活动性在内共出现10项异常，见表6和图11～20。

 按时间进程，异常可划分为中期、短期、短临3个阶段。中期异常主要表现为京津地区地震频度异常，即自1990年9月昌平ML4.5级地震后已经有73个月没有相当的地震发生过，超出了该区17个月的最大间隔5倍以上，也超出了京津地区40个月的平均异常间隔，有明显的缺震背景（图12）。在此背景下，1995年又相继出现不同形态的地震活动异常，如1995年7月沙城震群的发生；沙城震群后3级地震活动明显增强；1996年首都圈内的3级以上地震均发生在116°以东地区等[1]、[5]、[6]。短临异常比较突出，共有9项异常，如1996.11.10～12.14期间，从延庆到文安一带形成一条长达220km、由11个1.0级以上地震组成的近南北向小条带[3] （图13）；延庆松山水汞在1996.11.20～12.7间出现一组高值异常（图14）；平谷台地磁核旋空间相关出现小于0.9的低值异常（图15）；朝阳地办六院应力在震前25天出现大幅波动现象；昌平、顺义等台体应变相继发生畸变等异常变化（图18～19）；板桥水位出现破年变异常变化（图20）。

表6  异常情况登记表

Table 6  Summary table of precursory anomalies

图10  顺义地震震中附近地区主要前兆观测台站分布图

Fig.10  Distribution of precursory monitoring stations around the

        Shunyi earthquake

图11  顺义地震前前兆观测异常台站分布图

Fig.11  Distribution of precursory anomalies at fixed

        observation points before the Shunyi earthquake

图12  京津地区4.5级以上地震M-t（a）和ML≥3.0地震频度图（b）

Fig.12  M-t diagram（ML≥4.5，a）and curve of earthquake frequency

        （ML≥3.0，b）before the Shunyi earthquake in Beijing and

         Tianjin area

图13  顺义地震前近南北向的小震条带（1996.11.10～12.14）

Fig.13  Seismic band in middle area before the Shunyi earthquake

图14  延庆松山水汞异常变化图

Fig.14  Curve of Hg content in groundwater at Songshan station

其中，板桥水位是震前最明显的短临前兆观测异常（图20），从1996年11月11～22日水位下降速率突然增大，期间总计下降2.77m，是多年同期平均值的2倍，其中尤以16日、17日下降幅度最大达1.01m，11月22日后水位开始转折回升，至12月15日回升77cm后，再次转折下降时发生了顺义ML4.5级地震。从12月16日到30日则以起伏式的升降为变化特征，其中较强的几次有感余震活动多在这种起伏变化转折之后发生[8]。

顺义地震前最重要的一项地震活动性短临异常是形成了近南北向（或北北西向）小条带（图13）。对以往的震例研究发现，发生在顺义、延庆、马道峪一带的中等地震前存在地震活动条带的短临特征[1]，条带方向以北北西和北西向为主，条带长180～240km，持续1个月左右，条带结束到主震时间不等（一般小于20天），条带上最大地震与未来地震震级差最大为3.2级。

图15  华北地区核旋（Z）地磁空间相关

Fig.15  Anomaly distribution of geomagnetism spatial relation in

        North of China

图16　昌平台气氡变化图

Fig.16  Curve of radon content in the air at Changping station

地磁空间相关分析方法是曾小平等人的研究成果[5]。相隔不远的台站在共同的外源场作用下，地磁各分量同时刻的值应该有很好的相关关系，而地震的孕育可能引起局部磁场发生不规则的变化，这种变化会使相关系数减小而出现异常，地磁空间相关方法以此为基础提出的。对华北地区的平谷、宝坻、广平等台做地磁空间相关分析，发现1996年11月北京―天津一带形成异常区，且平谷台的异常最大，顺义地震就发生在异常区的附近（图15）。

朝阳地办六院应力（图17）在顺义震前出现最大变幅约为170mV的持续近2个月的异常变化（期间由于工作人员生病住院而缺14天数据）；震后测值没有恢复，而是再次出现3组高值异常，这些异常可能与1997年5月张家口ML4.7级和1998年1月张北MS6.2级地震有一定关系。

图17  朝阳六院应力变化曲线

Fig.17  Variations of stress at Chaoyang observation point

图18  顺义体应变变化图

Fig.18  Variation of volumetric strain at Shunyi observation point

图19  昌平体应变变化图

Fig.19  Variation of volumetric strain at Changping

        observation point

    人们已经对顺义地震作了不少的研究工作[3]～[8]，有些细节问题可以参考相关文献；对北京市地震局掌握的区县地办的资料、项目没有进行系统清理的或异常可靠性有待进一步研究的，本总结没有收入。

图20　顺义地震前后板桥水位异常变化图

Fig.20  Variations of water level in Banqiao well

顺义ML4.5级地震的异常特征可以归纳为以下几点：

(1) 异常发展具有阶段性，中期异常主要为地震活动性方面的异常，前兆观测异常出现较晚，多为短期异常且在地震前一个月左右出现，临震异常比较少而且不明显，部分观测异常项目存在震后效应。

(2) 除小震频度异常的时间较长外，其余均为短临异常，占异常总量的80%多。顺义震前临震异常中体应变最为突出，可能表明体应变带有较明显的短临异常信息。

(3) 可能由于地震震级较小，其异常数量也较少，在100km范围内前兆观测异常项目数与观测项目数之比比较小，约为28.5%。

(4) 板桥水位、松山水汞等一组短期异常与1996年11月份在震中附近开始形成的近南北向小震条带具有一定的同步性，可能存在一定的相关性，或许包含了某些孕震信息。

应急响应和抗震设防工作

 顺义地震发生后，北京市地震局立即责成震害防御处等有关处室组成现场考察组奔赴现场进行震害损失评估和灾害预测等工作；分析预报人员时刻关注震情发展，分析未来趋势。应北京市政府的要求，临时增设《今日震情》通报；每天由分析预报人员进行分析会商，形成预测意见，起草《今日震情》初稿，由值班局长审阅，然后传真到中国地震局值班室，经中国地震局局长审阅后由值班室工作人员代签，并传真返回北京市地震局印发，最后，派车送达中国地震局（一份）、北京市委办公厅（二份）、北京市政府办公厅（一份）和北京市市政管理委员会（一份）。该项工作从1996年12月20日开始，到1997年3月26日停止，共形成《今日震情》100余期。

 中国地震局、中国地震局分析预报中心及地球物理研究所等单位也都根据各自的实际情况做了大量的应急响应和抗震设防等工作。

北京及其附近地区曾经是历史上强震较为活跃的地区之一，但20世纪以来只发生过两次5级以上地震（1957年涿鹿和1967年延庆5级地震），1970年以来主要是4～5级中等地震活动。中等地震会使北京城区有感，使人们普遍感到不安，影响了正常生产和生活秩序，因此，研究北京地区中等地震前的短期前兆异常特征十分必要。

在1995年11月召开的中国地震局分析预报中心1996年年度地震趋势会商会中，根据首都圈中部地区存在的形变异常和响应比异常等，预测首都圈中部地区有发生MS4.0级左右地震的可能[9]。顺义地震前虽然观测到一些异常信息，如地震条带、体应变、板桥水位等，但没有作出临震预测，说明地震预测科学存在一定的复杂性和局限性，需要在日常监测预测工作中将趋势预测和短临预测紧密联系，更好地贯彻“长、中、短、临渐进式预报”思想。

在近年来以中等地震活动为主的北京地区，对顺义地震的总结研究将会对分析判定北京地区未来中等地震的发生起到很重要的作用。2000年6～7月间，首都圈中部地区又出现一近南北向的小条带，而且板桥水位也有类似1996年顺义地震前的起伏变化（幅度比顺义震前小），再加上其他几项前兆观测异常，北京市地震局立即作出7月份北京地区可能发生ML4级左右中等地震的预测，结果在7月19日发生了通州3.0级显著地震，虽然震级有些差距，但也能说明条带等异常对该区的显著地震活动有一定的指示意

参　考　文　献

[1] 吕培苓、王慧敏、吕梅梅等，1996年顺义地震的背景及其含义，地震地磁观测与研究， 19（3），16～21，1998。

[2] 高文学、马瑾，首都圈地震地质环境与地震灾害，北京：地震出版社，20～30，1993。

[3] 王慧敏、吕梅梅、吕培苓，1996年12月16日北京顺义地震时序特征及其与邻区地震活动的关系，地震， 18（1）， 41～48，1998。

[4] 胡平、罗华春、孟勇琦等，从顺义地表破裂带分析顺义-良乡断裂北段的活动性，地震地质，22（2）， 123～128，2000。

[5] 徐平、宋治平、薛艳等，1996年北京顺义MS4.0地震的前兆特征及解释，中国地震，16（3），273～282，2000。

[6] 关华平、马丽、陈棋福等，北京顺义4.0级地震和震后首都圈地震趋势分析，地震，17（4），411～416，1997。

[7] 张永仙、刘桂萍、陈棋福等，顺义MS4.0地震前兆演化特点及利用响应比进行的震前和震后趋势判断，地震，18（1），49～56，1998。

[8] 孙振敖、孙天林、王燕群，北京顺义4.0级地震板桥井水位异常特征，地震，17（4），425～428，1997。

[9] 中国地震局分析预报中心，1997年度中国地震趋势预测研究，北京：地震出版社，1996。

[10] 曾小平、林云艺、续春来等，1991年3月26日大同5.8级地震的磁效应初探，地震地磁观测与研究，13（2），44～52，1992。

参　考　资　料

1）中国地震局分析预报中心，中国地震目录（1996年12月）。

2）何武学等，1996年12月16日顺义4.0级强有感地震灾害损失评估与灾害预测报告，1996。