粵閩交界及其近海地區(qū)地震活動分析

萬永芳， 陳大慶

（廣東省地震局， 廣東 廣州 510070）

0 引言

粵閩交界及近海地區(qū)既是沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，也是現(xiàn)今小地震密集頻發(fā)的區(qū)域。 研究此區(qū)域的地震活動特征對地震監(jiān)測預(yù)報(bào)、 中小有感地震的快速處置、 序列性質(zhì)的判定以及后續(xù)活動趨勢的估計(jì)有積極意義。

本文結(jié)合東南沿海地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造及地震活動特征， 選用1971年以來記錄相對完整的廣東省臺網(wǎng)地震目錄， 分析粵閩交界及近海地區(qū)（N 22.80°～24.00°、 E 116.50°～118.00°）地震活動特征。 根據(jù)序列N-M 圖獲得有效震級下限為ML2.1 級， 為保證計(jì)算結(jié)果的可靠性， 文中所用到的地震目錄均為≥ML2.1 級地震（注： 文中震級前未標(biāo)注ML的均指MS震級）。

1 構(gòu)造背景

東南沿海地區(qū)是我國華南塊體地震活動相對頻繁的區(qū)域， 位于歐亞板塊的東南邊緣地帶， 是菲律賓海板塊與歐亞板塊俯沖、 碰撞的近前緣地帶， 存在晚更新世活動斷裂， 具備發(fā)生強(qiáng)震的構(gòu)造條件[1-2]。 東南沿海地區(qū)活動斷裂按方向可分為北東系、 北西系和東西系。 北東向斷裂帶主要形成于燕山期， 新構(gòu)造運(yùn)動以來仍有繼承性活動，規(guī)模大， 常常是大地構(gòu)造和新構(gòu)造單元的分界線，以右旋為主， 是該區(qū)主要的控震構(gòu)造。

粵閩交界及近海地區(qū)處于東南沿海地震帶的中段， 是華南、 南海與臺灣地塊的交接地帶， 中新世以來， 受臺灣島弧俯沖碰撞帶的影響， 新構(gòu)造活動較為強(qiáng)烈[3]。 北東向強(qiáng)活動濱海斷裂帶橫貫本區(qū)， 地殼深部結(jié)構(gòu)研究表明： 濱海斷裂帶是華南陸區(qū)正常型陸殼與海區(qū)減薄型陸殼的分界斷裂[4-7]。它既是一條具有漫長而復(fù)雜發(fā)育歷史的老斷裂帶，也是一條新生代重新復(fù)活的新構(gòu)造斷裂帶， 控制著粵閩沿海的地震分布。

2 東南沿海地區(qū)地震特征

要研究粵閩交界及近海的地震活動， 就離不開東南沿海大區(qū)域的地震活動背景， 首先對東南沿海地區(qū)的地震特征進(jìn)行分析。 東南沿海地區(qū)大致包括廣東、 福建、 廣西、 海南陸區(qū)和沿海地區(qū)，以及湖南和江西南部。

2.1 5 級以上地震活動特點(diǎn)

圖1 東南沿海地區(qū)M≥5.0 級地震分布圖Fig.1 The distribution map of earthquakes with M≥5.0 in the southeast coastal areas

圖2 東南沿海地區(qū)M≥5.0 級地震時(shí)序圖Fig.2 The sequence diagram of earthquakes with M≥5.0 in the southeast coastal areas

5 級以上地震震中分布圖1 和地震時(shí)序圖2 分析顯示： 地震按北東、 北西、 東西斷裂組成的構(gòu)造格架成帶狀分布， 尤以沿北東向斷裂呈條帶狀分布的地震為多； 地震活動的強(qiáng)度、 密度由沿海向內(nèi)陸逐漸減弱； 地震的成叢分布明顯； 地震的發(fā)生存在重復(fù)性， 但新生性是主流。

2.2 6 級以上地震活動特點(diǎn)

分析粵閩交界及近海地區(qū)的地震活動特征離不開東南沿海地區(qū)地震活動的大背景。 東南沿海地區(qū)1067年以來發(fā)生6 級以上地震26 次（含余震）， 其中7 級以上地震4 次， 最大地震為1604年福建泉州、 1605年海南瓊山的71/2級。 地震分布（圖1）顯示， 地震主要集中于粵東閩南交界及近海（東區(qū)）和粵桂瓊交界及近海（西區(qū)）兩個(gè)區(qū)域，其中東區(qū)地震較西區(qū)多發(fā)。 這主要受地質(zhì)環(huán)境的控制， 粵閩及近海區(qū)域北東向和北西向的活動斷裂分布密集且多組構(gòu)造交匯于此。

根據(jù)文獻(xiàn)[1]、[8]， 結(jié)合歷史地震考證信息， 對上述26 次6 級以上地震的19個(gè)地震序列進(jìn)行歸類， 具體情況見表1（表中為空的部分表示無從考證）。 1962年河源6.1 級地震為水庫誘發(fā)地震， 不列入統(tǒng)計(jì)樣本。 18個(gè)地震序列中： 16個(gè)能確定序列類型， 包括13個(gè)主余型、 2個(gè)孤立型、 1個(gè)雙震型； 主余型序列中有前震的比例達(dá)到54%； 4次≥7 級地震均為主余型序列。

屬于原地重復(fù)地震的有兩組， 一組為福建漳州1185年61/2級地震和1445年61/4級地震， 兩震時(shí)間間隔約260年、 震級差為1/4； 另一組為廣東南澳1600年7 級地震和1918年7.3 級地震， 兩震時(shí)間間隔約320年、 震級差為0.3。

表1 東南沿海6 級以上地震序列類型統(tǒng)計(jì)表Table 1 The sequence type statistics table of earthquakes with M≥6.0 in the southeast coastal areas

3 粵閩交界及近海地區(qū)地震特征

3.1 歷史強(qiáng)震序列及空間分布特征

據(jù)統(tǒng)計(jì)， 本區(qū)1067年以來發(fā)生7 級以上地震2 次， 地點(diǎn)均為南澳； 6～7 級地震4 次， 其中兩次為1918年南澳7.3 級地震的余震， 另兩次分別為1067年廣東潮州63/4級地震和1878年福建東山海外61/4級地震。 這4個(gè)地震序列除1個(gè)無法確定類型外， 另3個(gè)地震序列均屬于有前震主余型。

破壞性地震震中是識別發(fā)震構(gòu)造和劃分潛在震源區(qū)的重要依據(jù)[9-10]， 近年來地球物理、 地震地質(zhì)、 強(qiáng)震調(diào)查以及文獻(xiàn)考證等綜合方法研究表明，1918年南澳7.3 級地震與其2 次6 級以上強(qiáng)余震震中位置在南澎列島附近[11]， 這正是現(xiàn)今小地震密集頻發(fā)的區(qū)域。

3.2 地震時(shí)間序列及空間分布特征

1971年以來ML≥2.1 級地震震中分布顯示，在空間分布上存在集中與分散的不均勻性特點(diǎn)，地震呈北東方向密集成帶分布在南澎列島附近，與北東向?yàn)I海斷裂的方向一致， 而南澳島附近的地震相對不多（圖3）。

圖3 粵閩交界及近海地區(qū)1971～2010年地震震中分布圖Fig.3 The distribution map of earthquakes epicenter in the junction area of Guangdong and Fujian and its offshore areas from 1971 to 2010

1971年以來粵閩交界及近海地區(qū)的地震活動以小地震為主（ML2～3 級）， 期間僅發(fā)生過1 次ML5.0 級地震、 2 次ML4.6～4.9 級地震和9 次ML4.0～4.5 級地震。 地震的M-T 圖（圖4）顯示， ML≥4.0級地震活動在時(shí)間分布上具有活躍與平靜的交替性， 存在成叢分布， 1971～1981年（11年）、 1993～2000年（8年）都有一個(gè)明顯的叢集現(xiàn)象。 第一次叢集的時(shí)間間隔為11年（1982～1992年）， 2001年至今（10年）尚無新的叢集出現(xiàn)。 ML≥3.5 級地震的M-T 圖（圖4）顯示， 同樣具有成叢分布的特征，但與ML≥4.0 級地震的叢集分布、 時(shí)間間隔略有差別， 表現(xiàn)為叢集分布的時(shí)間略長， 叢集之間間隔的時(shí)間略短。

近20 多年， 粵閩交界及近海地震活動的成叢分布與叢集間隔的時(shí)間同東南沿海地震帶的活動幕與平靜幕的時(shí)間大致吻合。 東南沿海地震帶1986～1999年處于第8個(gè)活動幕[1]， 期間發(fā)生多次4.9 級以上地震， 包括， 1994、 1995年北部灣的6.1、 6.2 級地震； 1997年5月31日福建永安5.2級地震； 1998年4月16日廣西環(huán)江4.9 級地震和1999年5月17日海南萬寧4.9 級地震。 2000年起東南沿海地震帶進(jìn)入第8個(gè)平靜幕， 至今沒有發(fā)生過5.0 級以上地震， 這也是平靜時(shí)段的特征之一。

圖4 粵閩交界及近海地區(qū)地震時(shí)序圖Fig.4 The sequence diagram of earthquakes in the junction area of Guangdong and Fujian and its offshore areas

3.3 地震活動頻度特征

由頻度統(tǒng)計(jì)結(jié)果可見（圖5）， ML≥2.5 級地震平均年頻次約為10 次， 最高年頻次為1974年26次； ML≥3.0 級地震平均年頻次約為3 次， 最高年頻次為1980年8 次； ML≥3.5 級地震平均年頻次約 為1 次， 最 高年 頻 次 為1972年、 1980年 和1993年都為3 次； ML≥4.0 級地震平均3年多發(fā)生一次， 記錄到的最高年頻次為1972年2 次。 分析顯示， 不同震級分段所獲得的地震活動最高頻次的年份（1972、 1974、 1980、 1993年）均出現(xiàn)在地震活躍叢集期內(nèi)。

圖5 粵閩交界及近海地區(qū)地震活動年頻度圖Fig.5 The frequency chart of earthquake activity in the junction area of Guangdong and Fujian and its offshore areas

本區(qū)相同時(shí)段的ML2.1～2.9 級、 ML3.0～3.9 級地震、 ML4.0～5.0 級地震的頻次不存在同步增強(qiáng)或減弱的關(guān)系， 顯示相同時(shí)段地震震級結(jié)構(gòu)的差異性。 進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)， 在區(qū)域內(nèi)12 次ML4.0 級以上地震中， 僅2 次地震前記錄到小震頻繁活動的現(xiàn)象， 其中包括1 次ML5.0 級地震； 區(qū)域內(nèi)多次小震活動明顯增強(qiáng)后， 本區(qū)并無中等或以上地震發(fā)生， 顯示區(qū)域內(nèi)中等地震的發(fā)生與小震活躍之間無明顯聯(lián)系。

3.4 地震年b 值時(shí)序分布特征

采用最大似然法計(jì)算b 值， 結(jié)果表明：年平均b 值為0.98， 最大值為2001年的1.55， 最小值為1972年0.51； 1971～1981年、 1993～2000年ML4.0級以上地震叢集時(shí)段的年平均b 值分別為0.83、0.85； 1982～1992年、 2001年至今（2010年）地震平靜時(shí)段的年平均b 值分別為1.09、 1.13（圖6）。

圖6 粵閩交界及近海地區(qū)年b 值變化曲線Fig.6 The variation curve of annual average b value in the junction area of Guangdong and Fujian and its offshore areas

1971～1981年地震叢集時(shí)段b 值在低值波動，1982年進(jìn)入平靜時(shí)段， b 值呈現(xiàn)波浪式上升，1990年達(dá)到峰值后轉(zhuǎn)為下降。 1993年地震叢集時(shí)段開始時(shí)b 值為0.73， 較前1年下降0.52， 之后b值一直處于低值。

3.5 地震應(yīng)變能釋放特征

應(yīng)變能釋放曲線顯示（圖7）， 區(qū)內(nèi)僅有的3 次ML4.5 級以上地震（即1972年4月6日的ML4.6級、 1977年9月15日ML5.0 級和1980年5月8日ML4.8 級地震）之前， 地震應(yīng)變能釋放均出現(xiàn)加速變化， 斜率值較大， 1977年是應(yīng)變能釋放最大的一年； 曲線斜率幾次大的跳變是由幾次ML4.0級以上地震決定。

圖7 粵閩交界及近海地區(qū)蠕變曲線Fig.7 The creep curve in the junction area of Guangdong and Fujian and its offshore areas

1971～1981年地震活躍時(shí)段， 蠕變曲線呈現(xiàn)非線性的冪指數(shù)分布， 顯示區(qū)域范圍內(nèi)地殼構(gòu)造活動的非穩(wěn)態(tài)特征。 1993～2000年ML3.5～4.9 級地震多發(fā)、 小地震平靜， 應(yīng)變能釋放整體偏低， 蠕變曲線斜率穩(wěn)定。 1982～1992年、 2001年至今處于地震活動相對平靜時(shí)段， 應(yīng)變能釋放均勻， 蠕變曲線斜率值偏小， 區(qū)域范圍地殼構(gòu)造活動相對平穩(wěn)、 處于能量積累狀態(tài)。

4 結(jié)語

東南沿海地區(qū)的5 級以上地震主要分布在粵閩交界及近海和粵桂瓊交界及近海地區(qū)， 且成叢分布明顯； 6 級以上地震序列研究表明， 主余型、多震型和孤立型所占比例分別為81%、 6%和13%， 主震（包括多震型的第一個(gè)強(qiáng)震)前出現(xiàn)前震的序列占50%。 粵閩交界及近海地區(qū)， 6 級以上地震能確定序列類型的均屬于主余型[12]。

南澎列島及附近海域位于北東向的濱海斷裂（為7 級地震的控震構(gòu)造）與北西向的黃崗水?dāng)嗔眩ɑ顒佑谕砀率溃┑慕粎R地帶， 在構(gòu)造單元上處于濱海島鏈隆起帶與海峽沉降帶交接附近， 存在較強(qiáng)的活動性。 歷史上6 次6 級以上地震（含余震）震中位于此處， 同時(shí)也是現(xiàn)代小地震密集地帶， 分析認(rèn)為具備中強(qiáng)地震活動的構(gòu)造背景。

1971年以來粵閩交界及近海地區(qū)中小地震一直相對活躍， 最大地震為1977年的ML5.0 級， 無強(qiáng)地震發(fā)生。 區(qū)域內(nèi)中等地震（ML4～5 級）的發(fā)生與本區(qū)小震活動增強(qiáng)之間無明顯關(guān)聯(lián)。 ML4 級以上地震活動成叢分布特征明顯， 且叢集分布的時(shí)間有逐漸縮短的跡象， 叢集地震活動的強(qiáng)度有逐漸減弱的跡象， 目前已接近上一次叢集間隔的時(shí)間。

粵閩交界及近海地區(qū)， 地震年b 值時(shí)序分布特征顯示， 當(dāng)出現(xiàn)年平均b 值低于平均值時(shí)， 且較上一年b 值下降幅度≥0.5 時(shí)， 可能預(yù)示本區(qū)進(jìn)入活躍時(shí)段， 東南沿海地震帶在未來1~2年內(nèi)可能有中強(qiáng)或以上地震發(fā)生。 反之， 當(dāng)b 值高于平均值， 且較上一年b 值上升幅度≥0.5 時(shí)， 可能預(yù)示本區(qū)進(jìn)入平靜時(shí)段。 應(yīng)變能釋放曲線顯示， ML4.5 級以上地震前， 存在加速變化， 斜率值增大。

[1] 魏柏林， 馮絢敏， 陳定國， 等． 東南沿海地震活動特征[M]． 北京： 地震出版社， 2001．

[2] 張培震， 鄧起東， 張國民， 等． 中國大陸的強(qiáng)震活動與活動地塊[J]． 中國科學(xué)(D 輯)， 2003， 33 (增刊) :12-20．

[3] 劉以宣．華南沿海區(qū)域斷裂構(gòu)造分析[M]．北京： 地震出版社， 1981．

[4] 姚伯初， 曾維軍， 陳藝中， 等． 南海北部陸緣東部的地殼結(jié)構(gòu)[J]. 地球物理學(xué)報(bào)， 1994， 37（1）： 27-35．

[5] Yan P， zhou D， Liu Z S．A crustal structure profile across the northern continental margin of the South China Sea [J].Tectonophysics， 2001， 338： 1-21．

[6] 趙巖， 張毅祥， 姜紹仁， 等． 南海北部地球物理特征及地殼結(jié)構(gòu)[J]. 熱帶海洋學(xué)報(bào)， 1996， 15（2）： 37-44．

[7] 閻貧， 劉海齡． 南海北部陸緣地殼結(jié)構(gòu)探測結(jié)果分析[J]. 熱帶海洋學(xué)報(bào)， 2002， 21（2）： 1-12．

[8] 陳定國．1918年南澳地震的震中位置[J]. 華南地震，1986， 6（3）： 14-19．

[9] 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局， 國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會， GB 17741-2005 工程場地地震安全性評價(jià)[S]．北京： 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社， 2005．

[10] 盧壽德．工程場地地震安全性評價(jià) (GB 17741-2005)宣貫教材[M]． 北京： 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社， 2006．

[11] 潘華， 鄢家全， 張志中， 等． 1918年南澳7.3 級地震與強(qiáng)余震之參數(shù)復(fù)核[J]. 震災(zāi)防御技術(shù)， 2009， 4 (1)：40-48．

[12] 郭斌， 王斌， 張?jiān)螺x. 蘇北-南黃海盆地地震構(gòu)造基本特征[J] . 華北地震科學(xué)， 2013， 31（1）： 38-44.