粤闽交界及其近海地区地震活动分析

万永芳， 陈大庆

（广东省地震局， 广东 广州 510070）

0 引言

粤闽交界及近海地区既是沿海经济发达地区，也是现今小地震密集频发的区域。 研究此区域的地震活动特征对地震监测预报、 中小有感地震的快速处置、 序列性质的判定以及后续活动趋势的估计有积极意义。

本文结合东南沿海地区地质构造及地震活动特征， 选用1971年以来记录相对完整的广东省台网地震目录， 分析粤闽交界及近海地区（N 22.80°～24.00°、 E 116.50°～118.00°）地震活动特征。 根据序列N-M 图获得有效震级下限为ML2.1 级， 为保证计算结果的可靠性， 文中所用到的地震目录均为≥ML2.1 级地震（注： 文中震级前未标注ML的均指MS震级）。

1 构造背景

东南沿海地区是我国华南块体地震活动相对频繁的区域， 位于欧亚板块的东南边缘地带， 是菲律宾海板块与欧亚板块俯冲、 碰撞的近前缘地带， 存在晚更新世活动断裂， 具备发生强震的构造条件[1-2]。 东南沿海地区活动断裂按方向可分为北东系、 北西系和东西系。 北东向断裂带主要形成于燕山期， 新构造运动以来仍有继承性活动，规模大， 常常是大地构造和新构造单元的分界线，以右旋为主， 是该区主要的控震构造。

粤闽交界及近海地区处于东南沿海地震带的中段， 是华南、 南海与台湾地块的交接地带， 中新世以来， 受台湾岛弧俯冲碰撞带的影响， 新构造活动较为强烈[3]。 北东向强活动滨海断裂带横贯本区， 地壳深部结构研究表明： 滨海断裂带是华南陆区正常型陆壳与海区减薄型陆壳的分界断裂[4-7]。它既是一条具有漫长而复杂发育历史的老断裂带，也是一条新生代重新复活的新构造断裂带， 控制着粤闽沿海的地震分布。

2 东南沿海地区地震特征

要研究粤闽交界及近海的地震活动， 就离不开东南沿海大区域的地震活动背景， 首先对东南沿海地区的地震特征进行分析。 东南沿海地区大致包括广东、 福建、 广西、 海南陆区和沿海地区，以及湖南和江西南部。

2.1 5 级以上地震活动特点

图1 东南沿海地区M≥5.0 级地震分布图Fig.1 The distribution map of earthquakes with M≥5.0 in the southeast coastal areas

图2 东南沿海地区M≥5.0 级地震时序图Fig.2 The sequence diagram of earthquakes with M≥5.0 in the southeast coastal areas

5 级以上地震震中分布图1 和地震时序图2 分析显示： 地震按北东、 北西、 东西断裂组成的构造格架成带状分布， 尤以沿北东向断裂呈条带状分布的地震为多； 地震活动的强度、 密度由沿海向内陆逐渐减弱； 地震的成丛分布明显； 地震的发生存在重复性， 但新生性是主流。

2.2 6 级以上地震活动特点

分析粤闽交界及近海地区的地震活动特征离不开东南沿海地区地震活动的大背景。 东南沿海地区1067年以来发生6 级以上地震26 次（含余震）， 其中7 级以上地震4 次， 最大地震为1604年福建泉州、 1605年海南琼山的71/2级。 地震分布（图1）显示， 地震主要集中于粤东闽南交界及近海（东区）和粤桂琼交界及近海（西区）两个区域，其中东区地震较西区多发。 这主要受地质环境的控制， 粤闽及近海区域北东向和北西向的活动断裂分布密集且多组构造交汇于此。

根据文献[1]、[8]， 结合历史地震考证信息， 对上述26 次6 级以上地震的19个地震序列进行归类， 具体情况见表1（表中为空的部分表示无从考证）。 1962年河源6.1 级地震为水库诱发地震， 不列入统计样本。 18个地震序列中： 16个能确定序列类型， 包括13个主余型、 2个孤立型、 1个双震型； 主余型序列中有前震的比例达到54%； 4次≥7 级地震均为主余型序列。

属于原地重复地震的有两组， 一组为福建漳州1185年61/2级地震和1445年61/4级地震， 两震时间间隔约260年、 震级差为1/4； 另一组为广东南澳1600年7 级地震和1918年7.3 级地震， 两震时间间隔约320年、 震级差为0.3。

表1 东南沿海6 级以上地震序列类型统计表Table 1 The sequence type statistics table of earthquakes with M≥6.0 in the southeast coastal areas

3 粤闽交界及近海地区地震特征

3.1 历史强震序列及空间分布特征

据统计， 本区1067年以来发生7 级以上地震2 次， 地点均为南澳； 6～7 级地震4 次， 其中两次为1918年南澳7.3 级地震的余震， 另两次分别为1067年广东潮州63/4级地震和1878年福建东山海外61/4级地震。 这4个地震序列除1个无法确定类型外， 另3个地震序列均属于有前震主余型。

破坏性地震震中是识别发震构造和划分潜在震源区的重要依据[9-10]， 近年来地球物理、 地震地质、 强震调查以及文献考证等综合方法研究表明，1918年南澳7.3 级地震与其2 次6 级以上强余震震中位置在南澎列岛附近[11]， 这正是现今小地震密集频发的区域。

3.2 地震时间序列及空间分布特征

1971年以来ML≥2.1 级地震震中分布显示，在空间分布上存在集中与分散的不均匀性特点，地震呈北东方向密集成带分布在南澎列岛附近，与北东向滨海断裂的方向一致， 而南澳岛附近的地震相对不多（图3）。

图3 粤闽交界及近海地区1971～2010年地震震中分布图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年以来粤闽交界及近海地区的地震活动以小地震为主（ML2～3 级）， 期间仅发生过1 次ML5.0 级地震、 2 次ML4.6～4.9 级地震和9 次ML4.0～4.5 级地震。 地震的M-T 图（图4）显示， ML≥4.0级地震活动在时间分布上具有活跃与平静的交替性， 存在成丛分布， 1971～1981年（11年）、 1993～2000年（8年）都有一个明显的丛集现象。 第一次丛集的时间间隔为11年（1982～1992年）， 2001年至今（10年）尚无新的丛集出现。 ML≥3.5 级地震的M-T 图（图4）显示， 同样具有成丛分布的特征，但与ML≥4.0 级地震的丛集分布、 时间间隔略有差别， 表现为丛集分布的时间略长， 丛集之间间隔的时间略短。

近20 多年， 粤闽交界及近海地震活动的成丛分布与丛集间隔的时间同东南沿海地震带的活动幕与平静幕的时间大致吻合。 东南沿海地震带1986～1999年处于第8个活动幕[1]， 期间发生多次4.9 级以上地震， 包括， 1994、 1995年北部湾的6.1、 6.2 级地震； 1997年5月31日福建永安5.2级地震； 1998年4月16日广西环江4.9 级地震和1999年5月17日海南万宁4.9 级地震。 2000年起东南沿海地震带进入第8个平静幕， 至今没有发生过5.0 级以上地震， 这也是平静时段的特征之一。

图4 粤闽交界及近海地区地震时序图Fig.4 The sequence diagram of earthquakes in the junction area of Guangdong and Fujian and its offshore areas

3.3 地震活动频度特征

由频度统计结果可见（图5）， ML≥2.5 级地震平均年频次约为10 次， 最高年频次为1974年26次； ML≥3.0 级地震平均年频次约为3 次， 最高年频次为1980年8 次； ML≥3.5 级地震平均年频次约 为1 次， 最 高年 频 次 为1972年、 1980年 和1993年都为3 次； ML≥4.0 级地震平均3年多发生一次， 记录到的最高年频次为1972年2 次。 分析显示， 不同震级分段所获得的地震活动最高频次的年份（1972、 1974、 1980、 1993年）均出现在地震活跃丛集期内。

图5 粤闽交界及近海地区地震活动年频度图Fig.5 The frequency chart of earthquake activity in the junction area of Guangdong and Fujian and its offshore areas

本区相同时段的ML2.1～2.9 级、 ML3.0～3.9 级地震、 ML4.0～5.0 级地震的频次不存在同步增强或减弱的关系， 显示相同时段地震震级结构的差异性。 进一步分析发现， 在区域内12 次ML4.0 级以上地震中， 仅2 次地震前记录到小震频繁活动的现象， 其中包括1 次ML5.0 级地震； 区域内多次小震活动明显增强后， 本区并无中等或以上地震发生， 显示区域内中等地震的发生与小震活跃之间无明显联系。

3.4 地震年b 值时序分布特征

采用最大似然法计算b 值， 结果表明：年平均b 值为0.98， 最大值为2001年的1.55， 最小值为1972年0.51； 1971～1981年、 1993～2000年ML4.0级以上地震丛集时段的年平均b 值分别为0.83、0.85； 1982～1992年、 2001年至今（2010年）地震平静时段的年平均b 值分别为1.09、 1.13（图6）。

图6 粤闽交界及近海地区年b 值变化曲线Fig.6 The variation curve of annual average b value in the junction area of Guangdong and Fujian and its offshore areas

1971～1981年地震丛集时段b 值在低值波动，1982年进入平静时段， b 值呈现波浪式上升，1990年达到峰值后转为下降。 1993年地震丛集时段开始时b 值为0.73， 较前1年下降0.52， 之后b值一直处于低值。

3.5 地震应变能释放特征

应变能释放曲线显示（图7）， 区内仅有的3 次ML4.5 级以上地震（即1972年4月6日的ML4.6级、 1977年9月15日ML5.0 级和1980年5月8日ML4.8 级地震）之前， 地震应变能释放均出现加速变化， 斜率值较大， 1977年是应变能释放最大的一年； 曲线斜率几次大的跳变是由几次ML4.0级以上地震决定。

图7 粤闽交界及近海地区蠕变曲线Fig.7 The creep curve in the junction area of Guangdong and Fujian and its offshore areas

1971～1981年地震活跃时段， 蠕变曲线呈现非线性的幂指数分布， 显示区域范围内地壳构造活动的非稳态特征。 1993～2000年ML3.5～4.9 级地震多发、 小地震平静， 应变能释放整体偏低， 蠕变曲线斜率稳定。 1982～1992年、 2001年至今处于地震活动相对平静时段， 应变能释放均匀， 蠕变曲线斜率值偏小， 区域范围地壳构造活动相对平稳、 处于能量积累状态。

4 结语

东南沿海地区的5 级以上地震主要分布在粤闽交界及近海和粤桂琼交界及近海地区， 且成丛分布明显； 6 级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别为81%、 6%和13%， 主震（包括多震型的第一个强震)前出现前震的序列占50%。 粤闽交界及近海地区， 6 级以上地震能确定序列类型的均属于主余型[12]。

南澎列岛及附近海域位于北东向的滨海断裂（为7 级地震的控震构造）与北西向的黄岗水断裂（活动于晚更新世）的交汇地带， 在构造单元上处于滨海岛链隆起带与海峡沉降带交接附近， 存在较强的活动性。 历史上6 次6 级以上地震（含余震）震中位于此处， 同时也是现代小地震密集地带， 分析认为具备中强地震活动的构造背景。

1971年以来粤闽交界及近海地区中小地震一直相对活跃， 最大地震为1977年的ML5.0 级， 无强地震发生。 区域内中等地震（ML4～5 级）的发生与本区小震活动增强之间无明显关联。 ML4 级以上地震活动成丛分布特征明显， 且丛集分布的时间有逐渐缩短的迹象， 丛集地震活动的强度有逐渐减弱的迹象， 目前已接近上一次丛集间隔的时间。

粤闽交界及近海地区， 地震年b 值时序分布特征显示， 当出现年平均b 值低于平均值时， 且较上一年b 值下降幅度≥0.5 时， 可能预示本区进入活跃时段， 东南沿海地震带在未来1~2年内可能有中强或以上地震发生。 反之， 当b 值高于平均值， 且较上一年b 值上升幅度≥0.5 时， 可能预示本区进入平静时段。 应变能释放曲线显示， ML4.5 级以上地震前， 存在加速变化， 斜率值增大。

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