Abstract. Shallow, light to moderate magnitude earthquakes in stable continental regions can have a damaging impact on vulnerable surface constructions. In the coal area of the Hainaut province in Belgium, a century of shallow seismic activity occurred from the end of the 19th century until the late 20th century. This seismicity is the second largest source of seismic hazard in northwestern Europe, after the Lower Rhine Embayment. The present study synthesises the impact and damage caused by this unique shallow seismicity. Reviewing intensity data provided in official macroseismic surveys held by the Royal Observatory of Belgium, press reports, and contemporary scientific studies resulted in a complete macroseismic intensity dataset. The strong shaking of five seismic events with moment magnitudes Mw around 4.0, which occurred on 3 June 1911, 3 April 1949, 15 December 1965, 16 January 1966, and 28 March 1967, locally caused widespread moderate damage to buildings corresponding to maximum intensity VII in the EMS-98 scale. For 28 earthquakes, detailed macroseismic maps were created. Our study highlights the capability of shallow, small-magnitude earthquakes to generate damage. Subsequently, using the Hainaut intensity dataset, we modelled a new Hainaut intensity attenuation law and created relationships linking magnitude, epicentral intensity and focal depth. Using these relationships, we estimated the location and magnitude of pre-1985 earthquakes that occurred prior to deployment of the modern digital Belgian seismic network. Estimated focal depths allowed discriminating between two different types of earthquakes. Some events were very shallow, only a few hundred metres deep, suggesting a close link to mining activities. Other earthquakes, including the largest and most damaging events, occurred at depths greater than 2 km but no deeper than 6 km, which would exclude a direct relationship with mining, but yet still might imply a triggering causality. This work results in a new updated earthquake catalogue including 123 seismic events. Our attenuation modelling moreover suggests that current hazard maps overestimated ground motion levels in the Hainaut area due to the use of inadequate ground motion prediction equations. Our Hainaut attenuation model is hence useful to evaluate the potential impact of current and future, e.g. geothermal energy, projects in the Hainaut area and other regions with a similar geological configuration.

中文翻译：

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Hainaut煤区（比利时）20世纪浅层地震的破坏特征

摘要。在稳定的大陆地区发生的浅层、轻到中级地震会对脆弱的地表结构产生破坏性影响。在比利时埃诺省的煤区，从 19 世纪末到 20 世纪末发生了一个世纪的浅层地震活动。这种地震活动是欧洲西北部第二大地震危险源，仅次于下莱茵湾。本研究综合了这种独特的浅层地震活动造成的影响和破坏。审查比利时皇家天文台举行的官方宏观地震调查中提供的强度数据、新闻报道和当代科学研究，得出了完整的宏观地震强度数据集。1911 年 6 月 3 日、1949 年 4 月 3 日发生的 5 个矩震级 Mw 约为 4.0 的地震事件的强烈震动，1965 年 12 月 15 日、1966 年 1 月 16 日和 1967 年 3 月 28 日，对与 EMS-98 等级中最大强度 VII 相对应的建筑物造成了广泛的中度破坏。对于 28 次地震，创建了详细的宏观地震图。我们的研究强调了浅层小震级地震造成破坏的能力。随后，使用 Hainaut 强度数据集，我们对新的 Hainaut 强度衰减定律进行了建模，并创建了将震级、震中强度和震源深度联系起来的关系。使用这些关系，我们估计了在部署现代数字比利时地震网络之前发生的 1985 年前地震的位置和震级。估计的震源深度可以区分两种不同类型的地震。有些事件很浅，只有几百米深，暗示与采矿活动的密切联系。其他地震，包括最大和最具破坏性的事件，发生在大于 2 公里但不超过 6 公里的深度，这排除了与采矿的直接关系，但仍可能暗示触发因果关系。这项工作产生了一个新的更新地震目录，其中包括 123 个地震事件。此外，我们的衰减模型表明，由于使用不适当的地面运动预测方程，当前的灾害地图高估了埃诺地区的地面运动水平。因此，我们的 Hainaut 衰减模型可用于评估当前和未来的潜在影响，例如地热能、Hainaut 地区和具有类似地质构造的其他地区的项目。发生在大于 2 公里但不超过 6 公里的深度，排除与采矿的直接关系，但仍可能暗示触发因果关系。这项工作产生了一个新的更新地震目录，其中包括 123 个地震事件。此外，我们的衰减模型表明，由于使用不适当的地面运动预测方程，当前的灾害地图高估了埃诺地区的地面运动水平。因此，我们的 Hainaut 衰减模型可用于评估当前和未来的潜在影响，例如地热能、Hainaut 地区和具有类似地质构造的其他地区的项目。发生在大于 2 公里但不超过 6 公里的深度，排除与采矿的直接关系，但仍可能暗示触发因果关系。这项工作产生了一个新的更新地震目录，其中包括 123 个地震事件。此外，我们的衰减模型表明，由于使用不适当的地面运动预测方程，当前的灾害地图高估了埃诺地区的地面运动水平。因此，我们的 Hainaut 衰减模型可用于评估当前和未来的潜在影响，例如地热能、Hainaut 地区和具有类似地质构造的其他地区的项目。这项工作产生了一个新的更新地震目录，其中包括 123 个地震事件。此外，我们的衰减模型表明，由于使用不适当的地面运动预测方程，当前的灾害地图高估了埃诺地区的地面运动水平。因此，我们的 Hainaut 衰减模型可用于评估当前和未来的潜在影响，例如地热能、Hainaut 地区和具有类似地质构造的其他地区的项目。这项工作产生了一个新的更新地震目录，其中包括 123 个地震事件。此外，我们的衰减模型表明，由于使用不适当的地面运动预测方程，当前的灾害地图高估了埃诺地区的地面运动水平。因此，我们的 Hainaut 衰减模型可用于评估当前和未来的潜在影响，例如地热能、Hainaut 地区和具有类似地质构造的其他地区的项目。