1875年廣西與貴州之間強震與地震密集關系分析

摘要：1875年在廣西與貴州之間發(fā)生了一次強烈地震，《中國歷史強震目錄（公元前23世紀—公元1911年）》和《中國歷史地震圖集》所給出的震中位置差異較大。針對相關史料進行梳理，通過計算研究區(qū)的中小地震密集區(qū)之后發(fā)現(xiàn)，廣西樂業(yè)和貴州望謨分別存在地震密集區(qū)與上述兩個震中對應。依據(jù)地震密集與歷史強震的關系，分析了上述兩種震中位置的合理性和可能結果，認為廣西樂業(yè)和貴州望謨存在著兩次6級左右的強震的可能性。

關鍵詞：歷史地震；地震烈度；地震活動性；地震危險性；廣西；貴州

中圖分類號：P316.03文獻標識碼：A文章編號：1000-0666（2024）04-0588-08

doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2024.0058

0引言

歷史地震目錄是地球科學研究極其重要的基礎資料。由于利用現(xiàn)代地震儀器記錄地震事件的時間只有大約100年，用較為短暫的數(shù)據(jù)來研究地震活動規(guī)律，進而判定一個地區(qū)未來一段時間的地震危險程度是遠遠不夠的。我國有著悠久的歷史文化，也是地震多發(fā)的國家，古代先賢為我們留下了大量寶貴的歷史地震文獻。從20世紀50年代開始，以李善邦先生為代表的學者系統(tǒng)地收集整理了歷史地震文獻，進而評定地震烈度并確定歷史地震參數(shù)。從1960年開始，先后有4個版本的中國歷史地震目錄（李善邦等，1960；中央地震工作小組辦公室，1971；顧功敘等，1983）編輯出版。現(xiàn)在我國普遍使用的地震目錄（下文簡稱 “目錄”）分為歷史地震和近代地震兩部分，即《中國歷史強震目錄（公元前23世紀—公元1911年）》（閔子群等，1995）以及《中國近代地震目錄（公元1912—1990年）》（汪素云等，1999）。歷史地震目錄中共列出了1 034次歷史地震的參數(shù)，包括地震烈度、震級和震中位置及誤差。這些歷史地震參數(shù)的誤差普遍較大，例如1875年發(fā)生在廣西與貴州之間的地震誤差定為四類，即震中位置的誤差可能達到100 km。

歷史地震參數(shù)的較大誤差，大多是歷史文獻和記載的缺失所致。歷史地震研究是依據(jù)歷史文獻記載的震害描述來確定地震震中、震級等參數(shù)的。歷史文獻記載的地震破壞現(xiàn)象越詳細，越有利于正確確定地震參數(shù)。但是歷史文獻的多寡和詳細程度與多種因素有關：首先是年代，年代越久遠的地震記載越是簡略，但具體到每個歷史地震，差異巨大。例如1679年發(fā)生的三河平谷地震，就有許多翔實可靠的記載，可以畫出完整準確的等震線，其震級和震中位置誤差都較小，可信度較高。而1067年發(fā)生的一次強烈地震，由于特定的歷史文化等原因，史料記載就很少而且很模糊，雖然地震震中位置被定在北京南，震級為6級，但給出較大的誤差，為四類，即其震中誤差為50～100 km（閔子群等，1995）?，F(xiàn)在普遍使用的歷史地震目錄中，震中定位精度分為五類。其中1類，即誤差小于10 km的只占2%左右；2類誤差小于25 km也只有40%（閔子群等，1995；王健，2011）。除此之外，歷史文獻的詳細程度還與區(qū)域的歷史文化背景有關。一般來講，我國東部地區(qū)比西部地區(qū)記載的年代久遠、記載詳細程度要好；而廣西、貴州等西部省份，一般最早記載時間比較晚，且記載的空間分布很不均衡。由于這些地區(qū)山多地少，適宜人類居住的居民點有限且分布不均勻，地震災害的記載也很不均勻，這都直接影響對烈度點以及地震參數(shù)的評估，因而地震參數(shù)誤差普遍較大。

1875年發(fā)生于廣西與貴州之間的強震，爭議多、誤差大。目錄給出的結論是此次地震位于廣西凌云北；而另外一部重要的歷史地震著作《中國歷史地震圖集（清時期）》（以下簡稱“圖集”）（國家地震局地球物理研究所，復旦大學中國歷史地理研究所，1990），所確定的震中位置為貴州貞豐東南。本文針對目錄和圖集所提供的該地震的史料和等震線進行分析和討論。

1史料和等震線的對比與分析

目錄將此次地震震級定為6^1/2，震中位置定在廣西凌云北（表1）。而圖集確定的震級和震中位

置與目錄都有所不同，將此次地震稱為貴州貞豐東南地震（表1）。本文首先將目錄與圖集的史料內容摘要如下。

目錄資料1：泗城府（今凌云）：五指山上巨石崩裂滾落，砸毀部分城墻。貞豐：陳舊房屋、墻壁破折。武鳴：屋瓦搖落。南寧：許多住房被毀，很多人喪生。巴馬：許多鎮(zhèn)碗搖響，缸水晃動，山石滾落（據(jù)廣西地震辦公室調查資料）。宜山、來賓（今縣東南城廂）、馬山、上林、德保、貴州清平、桐梓、黎平（老棚側，劉姓園地陷數(shù)丈，廣丈余，記五月）、永寧（記五月）、織金、貴陽、獨山（以上二地記初四）、荔波、鎮(zhèn)寧、湖南會同、靖縣及云南富源（記初四）均震。震后，地震三次?？椊鸫稳仗端疂?。

圖集資料2：光緒元年五月初五卯時貴州貞豐州東南地震。貞豐民房折陳歲朽屋、遠年敗壁顛覆。據(jù)近年訪問調查，羅斛廳栗木鄉(xiāng)山崩，覆壓羅木林。清鎮(zhèn)羊昌石壩寨旋裂二十余丈，深不可測，黎平府城考棚側，劉姓園地陷數(shù)丈，廣丈余。廣西凌云五指山上眾多巨石崩墜，砸毀部分城墻。波及永寧州、鎮(zhèn)寧州、水城廳、平遠州、貴陽府、懷仁、桐梓、綏陽、甕安、清平、獨山州、荔波；廣西宜山、羅城、來賓、上林、賓州、武緣、整個鎮(zhèn)安府、泗城府，湖南會同、靖州及云南平彝等。震中情況不明，震級M6。

據(jù)1875年8月3日《申報》報導：“傳得廣西南寧府幾多房屋盡為傾塌，壓斃者亦不乏其人”。但查閱志書及訪問調查，均未得證實。

通過對比目錄和圖集的史料，可以發(fā)現(xiàn)兩者記錄雖有不同，但差別并不是特別巨大。例如目錄中首先提到：“泗城府（今凌云）：五指山上巨石崩裂滾落，砸毀部分城墻。貞豐：陳舊房屋、墻壁破折”，圖集中也有類似的表述。關于史料的異同之處，在此不一一列舉。再來對比分析兩者等震線的異同之處。目錄沒能給出極震區(qū)的烈度，所給的Ⅵ度等震線呈NW—SE走向，大致為橢圓形狀。西北端包括貴州的貞豐，向東南包括廣西的凌云，最遠接近廣西的巴馬。而圖集也未給出極震區(qū)烈度，僅給出了Ⅵ度等震線，也是NW—SE走向，西北端也包括了貞豐，東南端則包括了廣西的凌云。

為了更加直觀地反映兩者的異同，本文將目錄和圖集的Ⅵ度等震線數(shù)字化（圖1）。根據(jù)目錄和圖集給出的1875年震中和Ⅵ度等震線分布情況，本文選取的研究區(qū)范圍為：24.0°～26.0°N，105.0°～107.5°E。圖1繪出了目錄和圖集的震中位置和Ⅵ度等震線，同時繪出了1970年之前的破壞性地震（M_S≥4^3/4）震中分布。

圖1顯示目錄所給的震中位為廣西凌云北（25.0°N，106.4°E），但是在凌云北面，還有個縣城樂業(yè)縣，其經緯度是：24.78°N，106.55°E，該縣城更為接近目錄所給的震中位置，至于為什么不稱為“廣西樂業(yè)地震”，編輯目錄的專家們沒有給出明確的說明。通過比較可以發(fā)現(xiàn)，圖集的Ⅵ等震線與目錄等震線相比在長軸方向要略微短一點，但在短軸方向顯得“寬”一點，即向北東方向延伸到了羅甸縣邊陽鎮(zhèn)。兩個震中位置雖然差距不算太遠，但目錄的結論是在廣西；而圖集的結論是在貴州，這一爭論持續(xù)了多年，根據(jù)現(xiàn)有的史料，難以判斷哪個結論更合理。有學者通過歷史地震資料記載認為此次地震震中位置位于貴州羅甸（陳仁法，楊廉法，1987；羅遠模等，2009），與目錄和圖集的震中位置又有所不同。既然用傳統(tǒng)的方法，即根據(jù)史料和烈度分布不能解決問題，下文嘗試用中小地震密集的方法來進行判別。

2中小地震密集與歷史強震

由于歷史、文化等多種因素，本文研究區(qū)歷史地震記載時段并不長。最早記載到的地震是1526年5月31日發(fā)生在貴州晴隆的5級地震。在同一位置，后來又分別發(fā)生了1526年6月9日5級地震、1602年5月5級地震和1631年9月4級地震（閔子群等，1995）。1912—1970年的58年間，只有1962年4月20日在廣西與云南邊界附近發(fā)生了一次5級地震（汪素云等，1999）。從1526—1970年，包括1875年的強震在內，只有7次破壞性地震，總體上說地震活動性水平不高。

自1966年邢臺地震之后，我國逐步建立了現(xiàn)代化的區(qū)域地震觀測臺網，最早從1970年開始有中小地震目錄。其后經過不斷擴建和優(yōu)化，積累了大量的中小地震資料。如何處理分析這些中小地震活動特征及其物理本質，就成了一個重要研究方向。通過對比可以發(fā)現(xiàn)，一些幾百年前發(fā)生的歷史強震震中區(qū)，至今仍有大量中小地震發(fā)生，例如1303年山西洪洞8級大地震、1679年三河平谷8級大地震等（王澤皋，1985；王健等，2004；王健，2011）；國外也有類似現(xiàn)象。例如美國東部1811—1812年新馬德里7.0～7.4級地震（Ebel et al，2000；Mueller et al，2004；Castro et al，2010；Page，Hough，2014）。

巖石實驗也證實了類似的現(xiàn)象，大量的實驗結果證實巖石破裂的聲發(fā)射定位也表現(xiàn)出很強的時空密集現(xiàn)象。循環(huán)加壓實驗結果表明一旦一個弱化區(qū)形成，在下一輪的加載過程中必然產生更多的事件（Sondergeld，Estey，1981）。斷裂力學的研究結果也表明：破裂面一旦形成，還會在區(qū)域應力的作用下，不斷發(fā)生許許多多的中小地震（Aviles et al，1987；Baiesi，Paczuski，2004）。

歷史強震震中與現(xiàn)代儀器記錄中小地震的密集區(qū)相對應，有著必然的物理本質。不管是現(xiàn)代強震還是歷史強震，其發(fā)生都是復雜的破裂過程，會在地殼中留存斷裂。只要斷裂還存在，在區(qū)域應力場的作用下，就會有大量中小地震持續(xù)在斷裂及其附近發(fā)生?；谶@個物理本質，利用地震臺網記錄到的大量中小地震，采用適用的定量方法，分析中小地震密集區(qū)時空特征及其與歷史強震的內在聯(lián)系，就可以根據(jù)地震密集分布的區(qū)域，來輔助評判歷史強震震中的正確性，為校訂歷史強震參數(shù)或者尋找遺漏的歷史強震提供依據(jù)。由于大量中小地震分布的圖像往往較復雜，因此首先要對中小地震的時空分布作定量處理。

2.1中小地震密集值計算方法

大量中小地震震中分布是隨時空變化且和震級相關的復雜圖像。如何尋找一個定量方法來反映地震震中分布的稀密程度，既要體現(xiàn)地震個數(shù)和震級的影響，又要顯示震中位置的集中程度，為此筆者曾提出了如下方法（王健，1999，2001）。

對給定的震級檔和時間段，地震震中分布特征是震中的相對密集與稀疏。將研究區(qū)劃分為若干網格，以各個網格節(jié)點作為計算點，對節(jié)點附近一段時間段內發(fā)生的地震事件計算密集值，最后對所有的節(jié)點計算出的密集值繪制等震線，來表示研究區(qū)域的地震數(shù)量的多少以及震中位置的空間分布情況（圖2）。每個節(jié)點的密集值為：

式中：V_j是j個節(jié)點的密集值；m_i是表示第i次地震的震級；r_ij為第i次地震震中與第j個節(jié)點的距離。對該距離取對數(shù)，主要考慮到我國目前地震震中定位精度的實際情況，降低距離因子的影響，使計算結果更加穩(wěn)定。ΔM是歸一化因子，主要是考慮到研究區(qū)儀器記錄地震的能力不均衡而帶來震級對結果的影響，其值等于最大的震級減去起算震級。如果參與計算的最大震級為5，而起算震級為1，則ΔM為4；如起算震級為2，則ΔM為3，以此類推，目的是令研究區(qū)域內的計算具有可比較性。

對所有網格點的密集值V_j做等值線，得到研究區(qū)域密集值的等值線圖，即為某一給定時段內給定震級的定量地震活動性圖像。從圖3可以看出，最終得到的地震密集值，與地震次數(shù)和震級大小成正比，但與地震震中到節(jié)點距離的對數(shù)成反比。所以地震密集值綜合地反映了地震大小、地震次數(shù)和震中分布的疏密程度。

2.2計算研究區(qū)地震密集值

研究區(qū)1970年以來的M_L2地震完整性相較于M_L1要好，因此選取M_L≥2地震來計算密集值。1970—2022年共有M_L≥2地震1 320次，最大震級為M_L5.3，發(fā)生于1971年6月27日。

首先對研究區(qū)進行網格劃分，網格間距Δ的選取至關重要，取值過大，可能會導致地震活動圖像失真；取值過小會增加計算量。一般應取網格間隔Δ略小于地震震中平均定位精度或最好的定位精度。目前我國現(xiàn)有地震觀測臺網1類精度為小于或等于5 km，因此本研究選取網格間距為Δ=0.05°，約等于5 km。

參數(shù)R_min和R_max的選?。嚎紤]到我國目前地震定位最好精度為2～3 km，取值更小已無實際意義，因此取Rmin=e，將距離網格點距離小于自然數(shù)e的所有地震事件的網格點距離修正為自然數(shù)e。最大搜索半徑R_max越大，選取的地震數(shù)量越多，所計算的密集值越高。所有的網格點都按照同一搜索半徑計算，密集值都有不同程度的增加，對圖像整體特征影響不大，同一地震被重復計算的次數(shù)會較多。另外搜索半徑增加后所包含的地震距網格點距離較遠，對密集值的貢獻較小，同樣不會對密集值圖像整體特征造成較為顯著的影響。參考以往的研究工作（王健等，2004，2010，2011；Wang et al，2017，2023），本文選取為10 km。因為所選取的是ML≥2地震，所以起算震級就是2；而研究區(qū)最大震級是M_L5.3，所以式（1）中歸一化因子為（5.3-2.0）=3.3。

圖3繪出了研究區(qū)M_L≥2地震的震中分布以及計算得到了密集值等值線。從圖3中可以看到，研究區(qū)域內有多個密集區(qū)。密集值最高的密集區(qū)位于貴州貞豐北面，密集值到達了105。對比中小地震震中與密集區(qū)，不難發(fā)現(xiàn)凡是出現(xiàn)密集區(qū)的地方，都有不少中小地震，換言之密集區(qū)與中小地震震中分布特征有著很好的對應關系。

以密集值2為最小值繪制密集分布圖（圖4），同時將目錄的震中和圖集的震中位置都顯示在圖上。從圖4可以直觀比較目錄的等震線與圖集的等震線的異同。正如前面分析的，這個等震線大部分相差不大，區(qū)別主要在南東方向，目錄的等震線要長一些。

由圖4可見，目錄的震中位置，恰好位于兩省交界線上，但其所在地并無密集區(qū)。在目錄震中位置的南面，廣西樂業(yè)有一個密集區(qū)，其密集值為8。圖集的震中位置也沒有密集區(qū)，而其西面不遠、在貴州貞豐東南的望謨縣有一個密集區(qū)，其密集值為7。根據(jù)密集區(qū)與強震的關系，樂業(yè)和望謨這兩個密集區(qū)都有對應6級地震的可能。也就是有可能1875年6月8日，在廣西樂業(yè)和貴州望謨均發(fā)生了地震。這種情況雖不多見，但也不能排除這種可能性。

根據(jù)中國大陸包含多次歷史強震資料在內的數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果，6.0～6.4震級檔的地震，其Ⅵ度等震線的面積平均是5 083 km²。我們計算了目錄所給出的Ⅵ度等震線面積達到了20 880 km²；圖集的Ⅵ度等震線面積也達到了15 060 km²，都遠遠大于6.0～6.4震級檔的Ⅵ度等震線的平均面積。這從另外一個側面，提供了可能發(fā)生兩次地震的證據(jù)。至此，我們仍然無法斷定1875年6月8日的這些震害是怎樣造成的，是廣西樂業(yè)的一次強震，還是貴州望謨的一次強震，抑或是同一天發(fā)生了兩次強震？但中小地震密集把我們關注的范圍進一步縮小到了廣西樂業(yè)和貴州望謨，為下一步更加準確、精細的工作提供了目標和依據(jù)。

3結論與討論

本文復核了1875年廣西與貴州之間歷史地震史料，系統(tǒng)分析對比了目錄與圖集所給出的烈度分布和地震參數(shù)，但仍然無法判斷誰的結論更為合理。收集整理了研究區(qū)1970年以來的儀器記錄中小地震目錄，計算了ML≥2地震的密集值，分析密集區(qū)與歷史地震的關系。結果顯示：

（1）目錄和圖集所給出的震中位置，都沒有對應密集區(qū)，但各自距離密集區(qū)都不遠。在目錄震中的南面，有廣西樂業(yè)密集區(qū)；而圖集震中的西面有貴州望謨密集區(qū)。這兩個密集區(qū)的密集值分別為8和7，存在著各自對應6級歷史地震的可能性。

（2）從烈度分布特征分析，目錄和圖集的Ⅵ度等震線的面積，都遠遠大于全國的同一震級檔的平均值，這也從另外一個側面說明存在兩次地震的可能性。1875年6月8日有可能分別在廣西樂業(yè)和貴州望謨發(fā)生了6級左右的強震，雖然這種情況并不多見，但也不能排除這種可能性。

樂業(yè)和望謨這兩個密集區(qū)，如果對應6級強震，其發(fā)震構造特征有待進一步深入研究。因為這兩個密集區(qū)的方向性都不明顯，無法從密集區(qū)的特征判斷地震破裂的方向。如果能對這些構成地震密集區(qū)的中小地震進行精確定位，或者進行淺層物探等工作，有可能揭示與此次地震相關斷裂的更多細節(jié)。

雖然仍有許多問題沒有得到最終答案，但本文明確了在廣西樂業(yè)和貴州望謨，有兩個地震密集區(qū)分別與目錄和圖集震中對應，存在著兩次6級左右強震的可能性。同時也指出在研究區(qū)內，還存在多處疑似歷史上發(fā)生強震的具體場點，例如在廣西的天峨、排盤以及巴馬等諸多密集區(qū)；在貴州晴隆等多地也存在多處可能與歷史強震對應的密集區(qū)。這些都為今后更加詳細深入地開展工作，提供了具體的目標和依據(jù)。中國地震局地球物理研究所的高級工程師吳宣為本文繪制了相關圖件。感謝審稿者的中肯意見和有益建議。

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Analysis on the Relationship between the Earthquake Concentration and the

Historical Earthquake in 1875 Located in Guangxi or Guizhou

WANG Jian1，HE Taiming1，ZHOU Beibei1，LIN Guoliang2

（1.Institute of Geophysics，China Earthquake Administration，Beijing 100081，China）

（2.Yunnan Earthquake Agency，Kunming 650224，Yunnan，China）

Abstract

There was a strong earthquake occurring in 1875 and located in Guangxi Zhuang Autonomous Region or Guizhou Province，but the Chinese Strong Historical Earthquake Catalogue（2300 B.C.-1911 A.D.）and the Atlas of the Historical Earthquakes in China provided very different parameters about this earthquake. The disputations about the epicenter location of this earthquake have been continuing for many years.In this paper， we firstly examined the primary historical archives， and then calculated the seismic density in our research region，we found that there was an earthquake concentration zone in Leye County，Guangxi and another one in Wangmo County，Guizhou， which corresponded to the two epicenters.We analyzed the reasonability of the two epicenter locations and inferred the most likely scenario，according to the relationship between the strong earthquakes and the earthquake concentration zone.

Keywords：historical earthquakes；intensity；seismicity；seismic hazard；Guangxi；Guizhou