潜源划分进展及我国海域和邻近海域区划潜源划分问题研究1

董绍鹏 温增平 任治坤 李正芳 高战武

1）中国地震局地质研究所，活动构造与火山重点实验室，北京 100029

2）中国地震局地球物理研究所，北京 100081

3）中国地震灾害防御中心，北京 100029

引言

在地震区划研究工作中，对潜在震源（简称潜源）区的科学合理划分是重要的基础工作内容。自从Cornell（1968）首次提出建立多个震源的工程场地概率地震危险性分析方法（简称PSHA）以来，PSHA 逐渐被接受，已成为全球主流的地震区划通用方法。潜源划分模型及地震活动性参数确定是PSHA 研究中最关键的控制性因素，也是采用PSHA 编制地震区划图中的关键技术环节。不同国家PSHA 技术路线基本相同，但对于地震区划研究中的具体实现途径存在一定差异，其主要原因是在地震活动性研究工作中，由于不同地区地震地质构造和研究程度的不同，且相关资料完整性存在差异，需有针对性地对在地震危险性和地震区划中起数据输入作用的地震活动性模型及相应的潜源模型进行合理化调整。

我国针对陆域地区进行了多次全国范围的地震区划研究工作，先后发布了5 版地震区划图（罗华春等，2016）。但随着我国海域经济活动的不断深入与国家战略需求，对海域地区地震区划需求越来越迫切（李小军等，2020）。我国现行区划图潜源划分原则主要基于陆域区域，对海域地区潜源划分未进行系统研究和分析。为此，研究我国海域地区地震区划问题时，需归纳总结代表性国家地震区划图潜源划分原则及采用的技术方法（包括陆域和海域），研究潜源划分思路，借鉴经验。针对我国海域地区具体研究程度和资料完备情况进行归纳总结后，进一步基于我国海域地区地震地质、地震活动性、地球物理场特征等，提出适用于我国海域地区潜源模型的划分原则和技术思路。

1 我国第五代地震区划图潜源划分原则及方法

我国2014 年发布的第五代《中国地震动参数区划图》（简称五代图）中使用了PSHA，但进行了一定改进，简称CPSHA。CPSHA 与国际常用的一般方法主要区别在于，综合概率分析方法特别考虑了我国地震活动分布特性-时空不均匀性（周本刚等，2013）。CPSHA 基于复杂多层级潜源区模型，对地震活动性模型进行了改进。CPSHA 与PSHA 的主要差别在于多层次潜源区模型，即在地震带中根据背景地震震级及频度差异进一步划分出地震构造区，然后在地震构造区中划分出潜源区（潘华等，2013）。编制第四代《中国地震动参数区划图》（简称四代图）时，综合考虑了地震活动的时空不均匀性及地震资料的完整性，采用了潜源区二级划分模型（陶夏新，1992）。在五代图中，为进一步细化潜源区的划分，引入了潜源区三级划分方案（周本刚等，2013）。潜源区包括3 个层次（图1）：地震区带（一级源），地震构造区（二级源），潜源区（三级源）。

五代图的三级划分方案是在四代图二级划分的基础上，进一步考虑地震带内背景地震不均一的问题，在二级划分方案中的一级源和二级源划分中间加上地震构造区的划分。因此在三级潜源区划分模型中，3 个级别潜源在空间上呈叠置关系（图1），最下层为地震区、带（作为地震统计区），中间层为地震构造带（作为背景源），最上层为用于计算的潜源区，所有潜源均为面源（周本刚等，2013）。

图1 五代图三级潜源空间关系示意图Fig. 1 Spatial relationship sketch map of three levels of potential seismic sources in 5th Version Seismic zonation map

基于陆域开展的大量活动断层填图，在城市活断层、重大工程地震安全性评价及诸多科研项目的基础上，并在陆域区划基础资料较丰富的情况下提出上述潜源划分原则与方法，丰富的基础资料可提供较准确可靠的发震构造体特征和结构，可确定相应的潜源形态和特征。相比之下，我国海域地质构造复杂，且探测较少，可用的地质地球物理和地震资料普遍不足，适用于陆域的潜源划分原则和方法并不适用于海域地区，需探索适用于我国海域潜源划分的原则与方法。

2 主流国家陆域潜源划分原则及方法

目前全球多个国家开展了地震区划研究工作，尤其是地震危险性相对较高的发达国家，以美国、日本、新西兰等最为典型，最具代表性。为确定和了解现今世界潜源划分主要技术思路和依据，需对主流国家方案进行深入了解和分析。

2.1 美国

目前最新版美国地震区划图是2018 年出版的地震区划图（简称2018 版区划图，Petersen 等，2020），相对于2014 年出版的地震区划图（简称2014 版区划图，Petersen 等，2014），其潜源划分原则和方法与2014 版区划图无变化。美国地震区划图采用的概率地震危险性分析方法具有的重要特点为采用多种形式的震源区模型，得到多种地震活动性模型，以表示不同地区地震活动性，进而应用到概率地震危险性计算中（潘华等，2017）。美国潜源划分较复杂，大致有5 类震源区：网格地震活动性源、背景震源区、特殊地震活动区、剪切形变震源区、断层源或断层源区（潘华等，2009；吴果，2014）。针对美国地震地质构造及地震活动特点，2014 版区划图潜源模型将美国分为两部分（中东部和西部）分别进行潜源划分，并各自采用不同的划分原则和方法。

2.1.1 美国中东部地区潜源模型

美国中东部地区地块较稳定，活动断裂较少，地震活动稳定，鲜有中强地震发生。美国中东部地区概率地震危险性图使用的数据主要来自于：①记录过去地震速率和模式的地震目录；②已确定的断裂及相关孕震能力的滑动速率和史前地震地质研究结果；③稳定大陆地区的地震动模型研究。大致存在2 种震源模型：基于地震活动性的本底源模型和基于断层的震源模型。

自1996 年，美国地震区划图均使用了基于地震活动性的有一定变化的地震潜源背景模型（Frankel 等，1996，2002；Petersen 等，2008b；潘华等，2009）。地震活动性采用的地震数据主要来自于随机分布在整个区域上的地震和与已知断裂不相关的大地震。基于地震活动性的地震潜源背景模型假设未来的大地震（矩震级Mw≥2.7 级）在以前地震附近成核。2014 版区划图将之前区划图中使用的体波震级（Mblg≥3.0 级）转换为矩震级。为进行地震危险性计算，基于地震活动的背景潜源模型是以0.1°×0.1°格网中心为连接点的虚拟断裂相关震源几何展布模型。

2014 版区划图使用地震活动性本底源模型得到的地震速率背景值计算少震或无震地区潜在地震活动性。地震区划图和其他均一化区划模型（Coppersmith 等，2012）被用于发展最大震级模型。

2014 版区划图根据Coppersmith 等（2012）建立的模型工作基础，建立了中东部基于断裂的潜源（图2）。与断裂潜源相关的震源几何特征是以填图获得的断裂或虚拟断裂形态确定。如果是后者，1 条垂直断裂破裂形成的地震震级是由断裂长度根据经验公式（Wells 等，1994）计算获得。

图2 美国中东部地区基于断裂的潜源分布（Petersen 等，2014）Fig. 2 Potential Seismic sources distribution map on the base of faults in Middle and East America（Petersen et al，2014）

2.1.2 美国西部地区潜源模型

2014 版区划图中对美国西部潜源模型与之前版本的美国地震区划图中的西部潜源模型类似（Frankel 等，1996，2002；Petersen 等，2008b；Petersen 等，2014），主要基于地震活动性背景潜源和断裂潜源。区划图中对未识别或不明确的断裂（基于地震活动性的背景潜源模型）使用历史地震活动（网格化且空间光滑化）估计地震危险性。另外，该模型使用了地质和大地测量数据估算断裂滑动速率，这种方法为估算断裂滑动速率提供了更大的不确定性。基于此，2014 版区划图综合使用了地质学方法和大地测量学方法获得的断裂滑动速率评估地震危险性（Petersen 等，2014）。

2014 版区划图综合使用地震率数据和地震震级-频率分布估算在任何特定地点的地震速率。背景地震活动中，2014 版区划图考虑Mw5.0 级至最大震级（通过全球和区域地震目录）的分布曲线，表明最大值可达Mw7.5。对于多数断裂潜源，考虑的地震震级范围从Mw6.5 至断裂的最大预期地震震级（通过断裂长度或断裂面面积推算得到）。

2.2 欧洲地区

目前欧洲地区最新的地震危险性模型是欧盟组织实施“2013 年版欧洲地区地震危险性模型”过程中设立的“欧洲地震危险性统一化工程”，该模型仅给出总体方法，具体的地震危险性分析由欧洲各国确定。在该项目中使用的数据库和相关图件使用的震源模型中，欧洲大陆及邻海被划分为6 个不同的地震构造区：稳定大陆区、洋壳区、活动的浅层地壳区、俯冲带、无俯冲作用的深源地震区和活动火山或地热/岩浆作用区。厘定出来的1 128 条活动断层按照平均滑动速率进一步划分为7 类活动断层（Basili 等，2013；Woessner 等，2015），作为划分和定义主要潜源的重要依据和基础。2013 年版欧洲地区地震危险性模型共使用3 种潜源模型：地区源模型、地震活动性-断裂模型、断裂-背景源模型，3 种模型分别在最终结果中占据一定比例权重（Woessner 等，2015），如图3 所示。图4 中黄色标示了地震潜源模型逻辑分支，绿色区块标示了最大震级模型逻辑分支，黑色实线下方的数字代表权重，构造区块并不是逻辑分支，但是分别确定了所采用的地震动预测方程（ground motion prediction equations（GMPEs）。地区源模型是经典的区域源模型（Cornell，1968），被用于反映稳定欧洲大陆地区地质构造背景及相关的地震复发速率，主要强调过去的地震活动性。地震活动速率主要依据观测到的地震活动和每个区域源中均一化分布的地震活动确定。断裂-背景源模型是结合了背景地震活动性和活动断裂的混合模型。每条活动断裂的地震活动速率是通过观察到的长期地质活动速率决定的。活动断裂仅在欧洲中南部有相对可靠的数据。在无断裂数据的地区，主要保留了地区源模型。地震活动性-断裂模型是基于所有地震活动数据的内核光滑模型。地震密度和活动断裂的累积地震矩通过最佳优化内核对地震活动进行空间上的光滑。

图3 2013 年版欧洲地区地震危险性模型采用的潜源数据示意图Fig. 3 Sketch diagram of four potential seismic sources

图4 欧洲地区地震危险性统一化工程（SHARE）逻辑树Fig. 4 The logic tree of Seismic Hazard Harmonization in Europe (SHARE)

除地壳地震活动性，2013 年版欧洲地区地震危险性模型对俯冲带地震活动性进行了单独处理，将塞浦路斯弧、希腊弧和卡拉布里亚弧各自作为复杂断裂震源。罗马尼亚地区的板内地震活动性和深部地震活动被作为不同深度的区域震源。

2.3 新西兰

新西兰位于太平洋西南部，地理位置处于世界两大构造板块（北西侧为澳大利亚板块，西南侧为太平洋板块）之间，位于环太平洋地震带上，是太平洋板块与印度-澳大利亚大陆板块相撞后俯冲到地幔的强烈热压区，该俯冲潜入过程为火山活动提供了充足能量。该区域地质活动强烈，地震活动相对活跃。新西兰国家地震危险性模型采用的方法是以概率地震危险性为基础模型建立的方法，主要包括以下方面：通过地质资料和历史地震资料确定潜源位置和每个潜源可能发生地震的震级和频度；确定潜源在整个区域内每个网格点产生的地震动。

在2000 年新西兰地震危险性图的基础上（Stirling 等，2002），Stirling 等（2012）采用优化后的方法，综合更新的地震、地质、大地测量、地球物理等方面数据，完成了2010 年版新西兰地震危险性图，相比于2000 年版危险性图新增了超过200 条岸上及海底断裂信息，特别是考虑了2010 年9 月4 日Mw7.1 级Darfield 地震和2011 年2 月22 日Mw6.2 级Christchurch 地震的影响。

2010 年版新西兰地震危险性图采用的概率性地震危险性分析方法主要遵循以下原则：①使用地质数据和历史地震记录确定潜源位置及由潜源产生的地震可能的震级和频度；②估计覆盖整个区域每个格网点上震源产生的地震动。

潜源模型使用断裂震源的规模和滑动速率推测每个震源特征地震（震级和频率），历史地震活动的空间分布数据被用于拟合古登堡-里科特震级-频率函数（Gutenberg 等，1944），建立地震活动性的空间分布模型。这 2 种震源模型综合提供了新西兰地区震级-频率分布，在构建断裂潜源和分布式潜源模型时，主要为模型提供了平均或更可靠的模型参数，采取的技术路线基本与之前的新西兰地震危险性图一致。

新西兰地震区划模型潜源模型主要分为断裂潜源模型和分布式地震潜源模型：

（1）断裂潜源模型

所有断裂潜源根据构造环境划分为12 个非俯冲带构造域和2 个俯冲带相关的构造域。每个构造域被用于计算各自独立的地震活动性空间分布模型，所有断裂潜源均被模拟为离散化的断面，并被指定了总体倾角和滑动方向。断裂倾角主要是根据地震反射剖面或根据地表露头、地质调查、地貌学研究（如褶皱形态）及类似构造环境下的断裂几何形态推测得到。断裂面底界是通过地震活动分布深度数据获得，大多数断裂底界深度范围为10～20 km。

为简化断裂潜源模型，2010 年版新西兰地震危险性图使用了特征地震或最大震级模型估计每条断裂最大可能地震。地震震级小于最大震级的地震事件通过分布式潜源模型实现。针对不同断裂类型及位置所处的构造环境的不同，使用3 个不同的回归公式拟合断裂面面积、断裂长度和破裂面宽度与矩震级的关系。复发周期根据矩震级确定的每次地震位错量除以断裂滑动速率确定。如果获得的复发周期与古地震研究结果相差较大，则通过将断裂分段或多条断裂级联破裂的方式调整断裂长度。

（2）分布式地震潜源模型

除根据断裂潜源情况确定地壳断裂和俯冲带断裂上发生的强震（Mw7～Mw7.9）和巨震（Mw≥8）的位置、震级和频度外，2010 年版新西兰地震危险性图假设未填图和未知断裂上发生中强地震（Mw5 级至区域上设定的最大震级地震，如2010 年9 月4 日Mw7.1 级Darfield 地震），这种潜源被称为分布式地震潜源。

为保证b值计算有足够的地震数据参与，将16 个地壳带归并为5 个相似类型的区域。a值计算在0.1°×0.1°的网格上在5 个深度范围（10、30、50、70、90 km）内进行计算。在2010 年版新西兰地震危险性图中，利用以下光滑模型：① 50 km 高斯模型；②Stock 等（2002）提出的改进型高斯模型；③基于地震密度的改进型模型（Werner 等，2011）。对比分析以上模型后，发现50 km 高斯内核明显效果更好，因此选择了该内核计算a值。另外，计算b值时也使用了该内核。

每个区带被指定的最大震级在2010 年版新西兰地震危险性图中也有修改，除Taupo 火山带（最大震级被指定为6.5 级）外，其他区带使用了统一的最大震级（7.2 级）。

3 东南亚海域地区潜源划分方案

全球进行大规模、大范围海域地区区划工作是2004 年M9.2 级苏门答腊-安达曼地震海啸发生后，在美国地质调查局的指导下完成了东南亚地区区划工作（Petersen 等，2008a），这是我国进行海域地区地震区划工作可借鉴的经验。

东南亚地区存在与俯冲于印度尼西亚和菲律宾群岛之下俯冲过程相关的高地震危险性地区和与包含马来西亚半岛在内的广大稳定地区的中低地震危险性地区。印度尼西亚岛链以广泛分布的火山活动、巽他和缅甸块体与下伏的印度和澳大利亚块体之间相对滑动导致的广泛地震活动为特点。在该地区，逆冲、走滑和正断各种震源机制均有报道。巽他俯冲带形成了向下俯冲的印度和澳大利亚板块相关的逆冲地震，板内正断层相关地震和印度及澳大利亚板块内部的逆断层相关地震。其中与印度和澳大利亚板块俯冲相关的地震可深达数百千米，其上覆盖的巽他和缅甸板块相关的地震活动多为位于中上地壳30 km 深度范围内的浅震。

3.1 地震目录和背景地震模型

已发生的地震位置和发震速率的地震目录被用于估算未来地震活动，利用过去发生地震的位置和频率-震级分布曲线，可估计未来决定地震危险性的大震发生位置和发震频率。在世界上大多地区，地震记录均太短，不足以覆盖包含少有的大震发生周期的完整周期。在东南亚地震区划图研究工作中（Petersen 等，2007），使用仪器记录的地震目录包含以下数据来源：①IASPEI 大陆地震目录（Engdahl 等，2002）；②由Engdahl 等（1998）汇编并更新的地震记录；③USGS/NEIC 初始确定的震中在线目录（http://neic.usgs.gov）；④国际地震中心在线地震目录（http://www.isc.ac.uk）。

模型中的背景地震活动包括未进行断裂填图地区的随机地震和断裂填图地区的更小震级地震活动，背景地震模型主要基于上述地震目录数据。背景地震活动主要分为通过空间网格平滑后的地震矩释放速率网格模型和覆盖广大巽他板块的稳定低地震矩释放速率的背景地震带。背景地震来源是基于始于1964 年的去丛集化地震目录（去除非独立地震事件），模型解释了相对小震附近发生的更大地震。模型中的网格化地震活动主要基于位于5 个深度区间（浅部0～50 km，中部50～100 km 和100～150 km，深部150～200 km 和200～250 km）的地震数据（图5）。M5.0～M7.0 指数截断型曲线数据或古登堡-里科特震级-频度分布被用于模拟每个网格或地区中不同震级地震的地震矩释放速率。震级-速率分布曲线参数（每个网格中的地区b值和a值）是用最大似然法计算获得。采用50 km 校正距离的二维高斯平滑因子，对光滑地震活动模型中模拟得到的每个网格地震速率进行平滑，这个过程揭示了经纬度格网中每隔0.1°划分的格网点中震级-频度分布结果。

图5 1964—2005 年间震源深度为50～200 km 的地震分布图Fig. 5 Map of epicenters of earthquakes having focal depths between 50 km and 200 km for the period 1964—2005

3.2 巽他板块及巽他俯冲带

巽他板块内的地震太稀疏，导致无法形成任何可将巽他板块划分为更小次级构造单元的线性构造线，GPS 数据在该区域内无法探测到明显的变形迹象（Rangin 等，1999）。在稳定的巽他板块内观察到的最大地震为M5.8 级。考虑美国地质调查局在2008 年地震区划图中对构造稳定地区的处理方法，将稳定地区的最大发震能力定为M7.0 级。该震级值主要参考了世界其他地区典型板块内部构造静止区，主要为构造稳定区内发生的最大地震中间震级值。计算获得的b值为1.08，但由于较低的地震活动率，该值具有很大不确定性。根据区域条件限制，该地区b值被取为1。光滑地震活动模型中最主要的问题是仅有36 年的地震记录可使用，与断裂上的地震复发周期相比非常短。这种短的地震记录可能无法代表地区未来所有可能发生的地震。第2种模型（即背景带模型）被用于补偿短的历史地震记录。背景带模型假设整个地区存在由广泛区域历史地震活动数据确定的稳定地震矩释放速率决定的随机地震事件。这 2 种地震模型在地震危险性分析中各占50%权重。为更好地进行地震危险性分析，根据地质和地球物理背景条件的差异，巽他俯冲带被划分为4 个主要区段：缅甸段、北苏门答腊-安达曼段、南苏门答腊段和爪哇段。基于每个区段背景进行破裂分段，确定相关的地震危险性参数。

3.3 地壳断裂源

长期滑动速率和对地震规模的估计限定了地震危险性分析中地壳断裂的大震级地震速率，被调查断裂的长度和由地震活动确定的下延断裂面宽度多被用于估算断裂上所发生的最大地震震级（Wells 等，1994）。基于Wells 等（1994）的经验公式，利用破裂面积或破裂面长度可确定断裂或断裂的不同分段上的发震震级。同时，计算断裂震源造成的地震危险性分析时，确定特征地震的震级和古登堡-里科特分布的量大震级时增加了不确定性。另外，在对北部东南亚断裂的特征断裂或最大震级计算中，使用了特征地震模型和古登堡-里科特震级-频率分布各自50%的权重。与美国地震区划图相同（Frankel 等，2002），对震级的分布采用了正态分布模型，使用了±0.12 个标准差计算震级的随机不确定性。对于苏门答腊断裂，还采用了2 个特征地震模型（古登堡-里科特模型和浮动M7.9 破裂模型）的等权重组合。

4 我国海域地区潜源划分现状和面临的问题

长期以来，我国都非常重视防灾减灾研究工作。但由于经济活动需求及客观研究条件的限制，以前的大量研究工作主要聚焦陆域工程，针对海域地震，特别是对指导海域工程规划、开发、建设的海域地震区划问题的研究投入程度不够，成果较少。受限于缺乏系统的技术储备和关键技术存在的问题，我国至今仍未系统开展海域地震区划工作，与现今我国海域地区日渐密集的经济活动的强烈需求形成冲突。

我国海域地震危险性同时受大陆架内板内活动断裂带和海域地区板间俯冲带地震活动的共同影响，海域地震活动特征既有别于陆内板内地震活动，又有别于海域俯冲带板间地震活动，需进行专门研究分析。同时，以往的区划研究工作均是基于陆域地区的研究。我国海域地区相比陆域地区，地质、地球物理资料缺乏，特别是活动断裂资料基本空白。因此适用于陆内板内地区将活动断裂作为划分潜源依据的模型不适用于海域地区。同时，由于海域地区地震台站稀疏，地震监测能力更弱，地震定位精度更差，各海域间存在相对差异。与陆域地区相比，海域地区具有完全不同的地震地质构造背景及地质、地球物理、地震资料研究程度和可靠性差异。因此，应用于陆域地区的潜源划分原则不能应用于海域地区。美国地质调查局指导完成的东南亚地震区划工作对苏门答腊俯冲带和爪哇俯冲带的考虑过于简略，对于地震活动性模型的建立原则仅依据美国地震地质背景条件，对我国海域地区潜源划分具有一定参考作用。

李小军（2006）很早就关注了我国海域地区区划研究工作，曾以春晓气田群开发建设项目地震安全性评价工作为依据，针对我国海域地区区划问题，对潜源划分、地震动衰减关系、场地地震反应等关键科学问题进行深入研究，为国家重点研发计划项目《海域地震区划关键技术研究》的申请和实施（李小军等，2020）提供了基础。

中国海域大地构造演化过程与欧亚板块、太平洋板块和印度板块间的相互作用直接相关，中国海域现代形态和特征的形成主要取决于晚渐新世以来菲律宾板块在欧亚板块边缘的俯冲及伴随的中国东部沉降（刘光鼎，1990）。

5 我国海域地区潜源划分原则

5.1 我国海域地区地震地质背景分析

我国近海位于中国大陆东部和南部，包括渤海、黄海、东海、南海和台湾以东的菲律宾海一隅五大海域。基于对中国海域及邻区大地构造属性、构造演化、历史地震活动、地球物理场等的分析，五大海域各自具备不同的地震地质构造特征。

渤海属于陆内海（塔金璐，2014），位于华北地块，地壳性质属于典型的陆壳，地震影响主要来源于本海区内的地震活动，同时又受周边陆地地震活动的影响。渤海地区第四纪以来断裂活动强烈，有继承活动断裂，也有新生断裂。历史上渤海地区共发生过4 次M≥7 级地震，尤其是北西向北京-蓬莱断裂带、北东（偏北）向营口-潍坊断裂带和北东向庙西北-黄河口断裂带交汇区附近构造活动最强烈，发生过3 次7 级及以上地震。

黄海属于陆架海，位于华北地块和扬子地块，地壳性质属于典型的陆壳，地震影响主要来源于本海区内的地震活动。南黄海位于华北新构造区东南部，华北新构造区与华南新构造区在这区间的分界线是北西向新乡-溧阳断裂带，向东南可延伸至杭州湾。GPS 测量研究结果表明，华北新构造区的速度矢量（5～8 mm/a）较华南新构造区（8～10 mm/a）小。华南新构造区向东南滑动较华北新构造区快，因此形成的局部拉张应力场对南黄海地区地震活动起不容忽视的作用。

东海属于陆缘海（孟祥君等，2009），位于华南地块，并发育冲绳海槽盆地，地壳性质属于陆壳和过渡性地壳，地震活动主要受琉球海沟俯冲带控制。东海地区除冲绳海槽盆地的断裂和东海盆地东缘的西湖-基隆断裂及部分北西向断裂外，其他断裂第四纪活动不明显。同时由于菲律宾海板块向西俯冲已抵达在冲绳海槽盆地和钓鱼岛隆起带下面，形成了深100～200 km 的中源大震带，发生过多次7 级以上地震，最大地震7.8 级，构成该地段双层震源的下层。

南海属于边缘海，地壳结构复杂，存在陆壳、洋壳和过渡性地壳，地震活动受周边区域性大断裂和板块俯冲带影响。南海及周边大陆地区处于欧亚板块、太平洋-菲律宾海板块、印度-澳大利亚板块3 个巨型岩石圈板块交接处，在复杂的应力作用下，成为世界上罕有的复杂构造区。海盆各部分地质构造、地震活动差异较大，以北部陆架区和东部海盆区地震活动较强，西部和南部地震活动较弱。北部陆架区地壳性质为陆壳，地震活动强烈，尤其是各盆地边缘地带，往往发生7 级以上地震。东部海盆区发育有马尼拉海沟，为典型的洋壳，地震活动强烈。

位于台湾以东的菲律宾海为菲律宾海板块的地壳部分，发育典型的洋壳，受菲律宾海板块向欧亚板块俯冲、碰撞作用，地震活动强烈，是环太平洋地震带地震活动最强烈的地区。

可以看到，我国海域地区地震地质条件复杂多变，地壳性质从陆壳到过渡性地壳到洋壳性质均存在。而洋壳和陆壳对应的孕震、发震构造和机制存在明显差异。因此，针对我国极复杂的海洋地震地质环境，考虑海域地震区划问题时，需将板间震源和板内震源分别进行考虑。

5.2 我国海域地区潜源划分原则

根据前文对我国海域地区地震地质构造背景的总结分析可知，我国海域地区板块地质属性复杂，既有陆壳性质为主的渤海，又有洋壳性质为主的菲律宾海。陆壳和洋壳的发震构造和地震活动特征完全不同。陆壳地区大量潜源区以有发震能力的活动断裂为主要划分依据，所处的位置主要位于陆壳内部各级次块体交界部位，发震构造基本分布在深度＜30 km 的中上地壳地区，相较于洋壳地区发震能力弱，发震能力多在M8 级以下。地震复发间隔相较于俯冲带地震大，多为百年以上，甚至可达千年或万年（Grützner 等，2017）。而属于洋壳的海域地区潜源以俯冲带地震为基本类型，地震复发间隔相对较短，多为数百年，甚至可短至27 年（Rikitake，1976），且发震能力强，甚至有的俯冲带具备超过M9 级地震的发震能力，如2011 年3 月11号日本东北地震、2004 年印尼M9.2 级大地震等。沿俯冲带分布有浅源（震源深度0～70 km）、中源（震源深度70～300 km）甚至深源（震源深度＞300 km）地震，现今报道的最深俯冲带大震是2015 年发生在小笠原群岛西侧Mw7.9 级地震，震源深度达670 km（Zhao 等，2017）。板间地震造成的破坏形式多以次生地震灾害为主要特征，以2006 年12 月24 日Mw9.0 印尼大地震引发的巨型地震海啸为典型代表（Stein 等，2005）。板内地震与板间地震不仅在孕震发震模式上存在明显差别，在场地土层反应、地震动衰减关系等地震区划的关键技术问题上均有完全不同的特点（李小军，2006）。因此，在对我国海域地区进行潜源划分时，需区分板间潜源和板内潜源，并相应地采取2 种不同的震源活动性参数确定方法、地震动衰减模型及场地地震土层反应模型，进而按照概率地震危险性分析最终整合计算评价整体的地震危险性。对陆壳陆域地区的区划工作，我国已进行大量研究，形成了较成熟有效的工作思路和方法，五代图代表了我国陆域地区区划的最新研究水平。而对于洋壳俯冲带地震潜源的划分，目前我国海域地区地质基础研究较薄弱，获取地质资料基本仅能依靠海洋钻探、地震剖面反演等手段，具有精度低、周期长、成本和技术难度高等缺点。然而由于活动构造是距今10～12 万年以来仍然活动的断裂，断裂断错幅度小，因此判定活动断裂对探测精度要求高，这直接导致海域地区发震活动构造的研究基本空白，与陆域地区完全不同。同时，相比陆域地区，海域地区受地理条件所限，地震台站数量稀少，仪器精度较低，导致海域地区地震数据数量和质量相对较差。因此，对海域地区的潜源划分需采取新的原则，这是目前国际上较通用的方法，如美国地震区划图根据东西部地震地质条件的巨大差异，对东西部潜源划分采取了完全不同的划分原则和方法，最后利用概率地震危险性分析方法对两部分潜源进行统一计算，获得最终的地震动参数结果分布图。

综合考虑以上原则，我国海域地区潜源划分可考虑以下原则：

（1）潜源划分主要分为两类潜源：断裂式潜源和分布式潜源。断裂式潜源的主要发震对象是活动断裂及俯冲带断裂。分布式潜源假设资料不明地区及未知断裂上也会发生中强地震（Mw5 级至区域上设定最大震级地震），这种潜源称为分布式地震潜源。

（2）根据所在地区地壳性质，将陆壳和洋壳地区断裂式潜源分开考虑，边缘海地区主要作为陆壳考虑。分别采取不同的潜源划分原则和思路，以陆域中上地壳的活动断裂为浅部潜源和代表洋壳板块边缘的俯冲带地震带为主的深部震源分别为代表，形成“双层震源”模型基础。

（3）陆域地区潜源划分以五代图潜源划分方案为基础，按照五代图潜源划分思路，并结合近期更新的地质、地球物理、地震学资料，进一步合理化调整。

（4）充分搜集整理海域地区地质、地球物理、地震等相关资料，并利用层析成像、地震精定位等研究成果，建立洋壳地区俯冲带三维形态，综合确定俯冲带分段模型。在此基础上结合地震活动性研究成果，确定俯冲带各段最大发震震级、发震周期、发震深度等地震活动参数，进而划定潜源区及相应活动性参数，完成潜源划分。

（5）分布式潜源主要基于地震学资料，以现有地震资料中发震构造不明的中强震及成带状分布的小震分布作为分布式潜源划分依据。在保证足够地震数据参与计算的前提下，根据地震地质背景环境的不同划分不同区带，并拟合相应的地震区域古登堡-里科特震级-频率函数（Gutenberg 等，1944），计算相应的a值和b值，建立地震活动性空间分布模型，并以此作为划分地震潜源的依据和基础。

目前对于海域区划的研究较少，以上提出的潜源划分原则仍有研究的空间。