多地震活动性参数在粤闽交界及其近海地区的应用

黄元敏，杨马陵，叶秀薇

（广东省地震局，广东 广州 510070）

多地震活动性参数在粤闽交界及其近海地区的应用

黄元敏，杨马陵，叶秀薇

（广东省地震局，广东 广州 510070）

根据最近38年的区域台网资料，利用空间扫描法对粤闽交界及近海地区进行b值填图，并利用多地震活动性参数值组合分析方法，讨论了区内滨海断裂带各段落的现今活动特征。研究结果表明：（1）粤闽交界及海域地区b值分布存在明显的空间差异，整个研究区域的平均b值为0.98。（2）滨海断裂带的东山-漳浦段是断裂带上的高应力积累区，为未来最可能发生强震的段落，漳浦-厦门段也具备发生强震的背景；（3）榕江-韩江断裂系在潮州至汕头段出现低b值，分析认为其地震活动水平为6级。

b值空间分布；多地震活动性参数值；粤闽交界及近海；地震危险性

引言

菲律宾板块和欧亚大陆板块在台湾岛东侧相碰撞，粤闽交界及近海 （22.5°～25.5°N，115.5°～119.5°E）是我国大陆距离该 “触点”最近的地区，也是我国东南沿海新构造运动最强地区之一。区内发育着多条NE向深大断裂带，如滨海断裂带、长乐-诏安断裂带；也发育有一些NW向活动断裂带，包括榕江断裂、黄岗水断裂、九龙江下游断裂以及晋江断裂等。这两种不同走向的断裂系相互交错，形成了粤闽交界的主体构造特征。作为东南沿海地区地震活动最活跃的区域之一，历史记载本区发生MS7级以上地震4次，MS6级以上地震18次，MS5级以上地震75次。突出的地震事件有：1600年9月29日南澳MS7.0级地震，1604年12月29日泉州海外MS71/2级地震，1878年11月23日东山海外MS61/2级地震，1906年3月28日厦门海外MS61/4级地震，1918年2月13日南澳海域MS7.3级地震及2月14日MS63/4级余震，1921年3月19日南澳西北陆区的MS61/4级地震，1994年9月16日台湾海峡的MS7.3级地震 （图1）［1～4］。研究区MS63/4级以上地震主要发生在滨海断裂带上，在经历了3次MS7级地震后，该断裂带现今活动性如何，是否存在高应力积累的强震潜在危险区？这都是研究东南沿海地震活动绕不开的问题，也是中-长期地震预测研究中需要关注的问题。

图1 粤闽交界及近海地区主要活动断裂、MS5.0级以上地震震中以及MS6级以上地震破裂区分布图Fig.1 Map of active faults,epicenters of major historical earthquakes with MS≥5.0,and frartured zone of earthquakes with MS≥6.0 in border and offshore areas of Guangdong and Fujian

本文拟根据最近30年的区域地震台网资料，在精定位的基础上，利用b值的空间扫描结果，结合历史和现今地震活动背景，采用多地震参数值组合分析法，讨论粤闽交界及近海地区主要断裂带的活动习性，进而综合判定潜在的强震危险区。

1 粤闽交界地区的b值扫描和多地震活动性参数计算

1.1 方法原理

震级M-频度N关系，也称为Gutenberg-Richter关系，其表达式如下：

其中，M为震级，N为一定时间段内发生M≥Mc（最小完整性震级）的地震数量，a，b为经验常数。Wiemer和Wyss[5,6]首次利用此关系中的a，b值等分析和判定活动断裂带现今相对应力水平的空间分布，研究认为b值越大，应力积累越低，发震危险性低；而b值小（通常＜0.7），则应力积累较大，发震危险性高，并据此辨别出高应力积累段落 （凹凸体），为中强地震的中长期危险性评估提供了一定的依据。在国内，易桂喜等率先引进该方法并开展了一系列研究[4,7～10]。

b值计算需要一定的地震样本量，在地震活动较弱的地区其应用受到一定限制，易桂喜等[4，8～10]发展的多地震活动参数值组合分析方法，很好地解决了地震数偏少的问题。该方法通过计算不同断裂段在研究时段的总体b值、总体a/b值 （）、断裂段单位面积（或单位长度）的应变能年释放率和地震年频度n，根据上述参数值的组合来描述特定断裂段的现今活动习性。

多地震活动性参数值组合分析方法针对的是不同断裂段，因此，在进行相关参数计算之前，须根据断裂带的几何结构、历史强震震源区的时-空分布以及现代地震活动的空间分布等 （能进行精细b值扫描的区域，b值的分布也是分段依据之一），进行断裂分段，分别判定各段落在研究时段的最小完整性震级Mc，并采用ML≥Mc的地震资料计算上述4个参数值。其中，无量纲参数b和a/b采用最小二乘法对式 (1)进行计算获得。值的计算

假若研究断裂带各段落的平面宽度相同，则式 (2)和式 (4)中的A也可替换成断裂段的平面长度 l（km）。

1.2 数据选择及计算方法

用于计算地震活动性参数b值的资料来源于广东区域地震台网和福建区域地震台网。本文取自1972-01～2010-05共计38年的地震目录进行计算，其中福建台网为1989～2009。为获取更准确的计算结果，我们使用该区域的精定位目录，并进行去余震处理。

对研究区ML≥1.0级地震进行震级-频度分析，可以看出，在研究时段内2.0级以上地震基本满足线性关系 （图2），而小于2.0级的地震记录不完整。图3给出了粤闽交界及近海地区ML≥2.0级地震的震中分布。

图2 研究区1972年1月至2010年5月1.0级以上地震震级-频度分布Fig 2 The frequency-magnitude distributions for earthquake events with ML≥1.0 in studied area from Jan.1972 to May.2010.

本文采用国内应用比公式为较多的最小二乘拟合法计算研究区内小震比较活跃区域的b值，通过四川省地震局编写的“四川省地震局-地震活动图像与地震活动参数”软件完成。具体计算参数如下：网格间距0.1°，统计单位的半径r值为30 km，最少地震个数30。

图3 研究区台网记录到的ML≥2.0级地震震中分布图（1972.01～2010.10）Fig 3 Epicenter distribution of earthquakes with ML≥2.0 from Jan.1972 to Oct.2010.

2 结果分析

2.1 b值空间扫描

利用以上数据和方法，我们计算了研究区内部分区域的b值，并绘成等值图 （图4）。从图中可知，粤闽交界及近海地区b值分布存在明显的空间差异，反映了区内不同断裂带及同一断裂带不同段落现今应力积累的水平，反映了地震危险性的空间差异。而整个研究区域的平均b值为0.98，与全球其他区域获得的结果相近。低于0.7的异常区域主要分布在东山至厦门外海，台湾海峡南部、潮州-汕头和江西寻乌等地，表明这些地区处于高应力背景。低b值区域覆盖了研究区内滨海断裂带的北段。是否存在中强地震的潜在危险区，我们将结合接下来的多地震活动性参数值组合分析进行确定。北西向的榕江-韩江断裂系的低b值区主要为潮州至汕头一带，历史上该断裂系发生过多次中等地震，MS6.0级以上地震由南向北依次为1895年MS6.0级、1067年MS63/4级和1921年MS61/4级 （图1）。C14测年及断层气测量等显示该断裂系最后一次活动发生在晚更新世，表明其具有相当的活动水平，但该断裂系的规模不大，发生7级以上强震的可能性较小，结合历史地震分析认为其地震活动水平为6级。

图4 研究区b值空间分布图Fig.4 Distribution map of b-value in the studied area

2.1 多地震活动性参数值组合分析

NE向南澳-担杆断裂和南日岛-兄弟屿断裂分别展布于粤东及闽南海外，为滨海大断裂的组成部分，是东南沿海地区的主要强震发生带。b值扫描结果显示该断裂带上存在较为明显的高应力闭锁段 （图4），剖面分析显示小震活动沿断裂带分布极不均匀，南澳附近小震活动十分活跃，显示了蠕变释放的特征，而惠来-汕头段和东山-漳浦段，小震活动十分微弱 （图5）。在现代地震活动分析的基础上，结合断裂带历史地震破裂区分布情况 （图1），将断裂带由南向北分成5段 （由于用于分析的泉州及其外海的地震目录不完整，本研究只讨论该区域以南的段落）（图2）。分段地震活动性参数计算结果列于表1，并绘制成图6。

图5 滨海断裂带地震分布剖面图Fig 5 Profile of epicenter distribution of earthquakes in cross-section of the offshore fault zone in the coastal region of southeast China.

表1 滨海断裂带分段地震活动参数值组合与现今活动习性判定Table 1 Combinations of seismicity parameter values and identification of current fault behaviors on the individual segments of the offshore fault zone in the coastal region of southeast China.

图6 滨海断裂带的分段多地震活动性参数值组合图像Fig.6 Combinations of seismicity parameter values and identification of current fault behaviors for various segments of the offshore fault zone in the coastal region of southeast China.

3 结论与讨论

本文根据现代小震目录计算了粤闽交界及其近海地区的b值并进行填图，结果表明：粤闽交界及海域地区b值分布存在明显的空间差异，整个研究区域的平均b值为0.98，与全球其他区域获得的结果接近。低于0.7的异常区域主要分布在东山至厦门外海，台湾海峡南部、潮州-汕头和江西寻乌等地，显示了这些地区处于高应力区 （图4）。榕江-韩江断裂系的潮州-汕头段出现低b值，该断裂系历史上发生过多次中等地震，C14等测量显示该断裂系最后一次活动发生晚更新世，表明具有相当的活动水平，但该断裂系的规模不大，结合历史地震分析认为地震活动水平为6级。

b值扫描结果显示滨海断裂带东山-厦门外海段都处于低b值区，显示了高应力背景。剖面分析结果则显示惠来-汕头段和东山-漳浦段小震活动水平较低，漳浦至厦门外海段的小震活动水平也偏低，表明这些区段存在一定程度的应力积累。多地震活动性参数值组合分析表明：滨海断裂带南段的汕头-南澳段仍处于1918年MS7.3级地震的余震释放阶段，不具备发生强震的背景，这与易桂喜等[4]的研究结果相同；历史上曾发生过MS6.0级以上地震的东山-漳浦段目前处于高应力积累状态，以稀疏小震活动为特征，该段落将是未来最可能发生强震的场所；漳浦-厦门外海段同样处于高应力积累状态，具备发生强地震的背景，且邻近东山-漳浦段，与其存在相互影响，较高的小震活动水平显示应变能释放率较高，应力积累相对东山-漳浦段略低，综合分析认为该段落具备发生强震的能力，但危险性比东山-漳浦段低；断裂带上的其他段落由于处于低应力积累状态，不具备发生强震的能力。

本研究过程中得到易桂喜研究员、闻学泽研究员、蒋长胜博士和郑勇博士等的悉心指导和热情帮助，特此致谢。

［1］魏柏林等.东南沿海地震活动特征.北京：地震出版社，2001．

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［3］闻学泽，徐锡伟．对东南沿海1067年和1574年两次地震的分析 ［J］．地震地质，2005，27（1）：1-10.

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Application of Multiple Seismicity Parameters in Border and Offshore Areas of Guangdong and Fujian

HUANG Yuangmin,YANG Maling,YE Xiuwei

（Earthquake administration of Guangdong province,Guangzhou 510070,China）

Based on seismic data of the regional seismic network for recent 38 years,the paper mapped the b-value in the border and offshore areas of Guangdong and Fujian by the means of spatial scanning,and discussed current activity characteristics for various segments of the Binhai fault zone and Rongjiang-Hanjiang fault system with the method of calculating and analyzing of multiple-seismicity-parameter-value combinations(.The results show that:（1）The spatial distribution of b-value displaces significant spatial heterogeneity in the studied areas,the average b-value is 0.98; （2）The Dongshan-Zhangpu segment of the south Binhai fault zone is in the relatively high stress area,and it may be the potential seismic sources for large earthquakes in the near future; （3）The stress accumulating segment was not arouse in Rongjiang-Hangjiang fault system.

B-value Spatial distribution;Multiple-seismicity-parameter-value;The border and offshore areas of Guangdong and Fujian;Seismic risk

P315.241

A

1001-8662（2011）02-0071-08

2010-11-12

中国地震局 “中国大陆7-8级地震危险性中-长期预测研究”专项和中国地震局2010年度震情跟踪合同制定向工作任务 （2010020112）联合资助

黄元敏，男，1982年生，助理工程师.主要地震活动性与地震预测研究.E-mail:eq_hym@yahoo.com.cn.