黃元敏，楊馬陵，葉秀薇

（廣東省地震局，廣東 廣州 510070）

多地震活動性參數(shù)在粵閩交界及其近海地區(qū)的應用

黃元敏，楊馬陵，葉秀薇

（廣東省地震局，廣東 廣州 510070）

根據(jù)最近38年的區(qū)域臺網(wǎng)資料，利用空間掃描法對粵閩交界及近海地區(qū)進行b值填圖，并利用多地震活動性參數(shù)值組合分析方法，討論了區(qū)內(nèi)濱海斷裂帶各段落的現(xiàn)今活動特征。研究結(jié)果表明：（1）粵閩交界及海域地區(qū)b值分布存在明顯的空間差異，整個研究區(qū)域的平均b值為0.98。（2）濱海斷裂帶的東山-漳浦段是斷裂帶上的高應力積累區(qū)，為未來最可能發(fā)生強震的段落，漳浦-廈門段也具備發(fā)生強震的背景；（3）榕江-韓江斷裂系在潮州至汕頭段出現(xiàn)低b值，分析認為其地震活動水平為6級。

b值空間分布；多地震活動性參數(shù)值；粵閩交界及近海；地震危險性

引言

菲律賓板塊和歐亞大陸板塊在臺灣島東側(cè)相碰撞，粵閩交界及近海 （22.5°～25.5°N，115.5°～119.5°E）是我國大陸距離該 “觸點”最近的地區(qū)，也是我國東南沿海新構(gòu)造運動最強地區(qū)之一。區(qū)內(nèi)發(fā)育著多條NE向深大斷裂帶，如濱海斷裂帶、長樂-詔安斷裂帶；也發(fā)育有一些NW向活動斷裂帶，包括榕江斷裂、黃崗水斷裂、九龍江下游斷裂以及晉江斷裂等。這兩種不同走向的斷裂系相互交錯，形成了粵閩交界的主體構(gòu)造特征。作為東南沿海地區(qū)地震活動最活躍的區(qū)域之一，歷史記載本區(qū)發(fā)生MS7級以上地震4次，MS6級以上地震18次，MS5級以上地震75次。突出的地震事件有：1600年9月29日南澳MS7.0級地震，1604年12月29日泉州海外MS71/2級地震，1878年11月23日東山海外MS61/2級地震，1906年3月28日廈門海外MS61/4級地震，1918年2月13日南澳海域MS7.3級地震及2月14日MS63/4級余震，1921年3月19日南澳西北陸區(qū)的MS61/4級地震，1994年9月16日臺灣海峽的MS7.3級地震 （圖1）［1～4］。研究區(qū)MS63/4級以上地震主要發(fā)生在濱海斷裂帶上，在經(jīng)歷了3次MS7級地震后，該斷裂帶現(xiàn)今活動性如何，是否存在高應力積累的強震潛在危險區(qū)？這都是研究東南沿海地震活動繞不開的問題，也是中-長期地震預測研究中需要關注的問題。

圖1 粵閩交界及近海地區(qū)主要活動斷裂、MS5.0級以上地震震中以及MS6級以上地震破裂區(qū)分布圖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

本文擬根據(jù)最近30年的區(qū)域地震臺網(wǎng)資料，在精定位的基礎上，利用b值的空間掃描結(jié)果，結(jié)合歷史和現(xiàn)今地震活動背景，采用多地震參數(shù)值組合分析法，討論粵閩交界及近海地區(qū)主要斷裂帶的活動習性，進而綜合判定潛在的強震危險區(qū)。

1 粵閩交界地區(qū)的b值掃描和多地震活動性參數(shù)計算

1.1 方法原理

震級M-頻度N關系，也稱為Gutenberg-Richter關系，其表達式如下：

其中，M為震級，N為一定時間段內(nèi)發(fā)生M≥Mc（最小完整性震級）的地震數(shù)量，a，b為經(jīng)驗常數(shù)。Wiemer和Wyss[5,6]首次利用此關系中的a，b值等分析和判定活動斷裂帶現(xiàn)今相對應力水平的空間分布，研究認為b值越大，應力積累越低，發(fā)震危險性低；而b值?。ㄍǔ＃?.7），則應力積累較大，發(fā)震危險性高，并據(jù)此辨別出高應力積累段落 （凹凸體），為中強地震的中長期危險性評估提供了一定的依據(jù)。在國內(nèi)，易桂喜等率先引進該方法并開展了一系列研究[4,7～10]。

b值計算需要一定的地震樣本量，在地震活動較弱的地區(qū)其應用受到一定限制，易桂喜等[4，8～10]發(fā)展的多地震活動參數(shù)值組合分析方法，很好地解決了地震數(shù)偏少的問題。該方法通過計算不同斷裂段在研究時段的總體b值、總體a/b值 （）、斷裂段單位面積（或單位長度）的應變能年釋放率和地震年頻度n，根據(jù)上述參數(shù)值的組合來描述特定斷裂段的現(xiàn)今活動習性。

多地震活動性參數(shù)值組合分析方法針對的是不同斷裂段，因此，在進行相關參數(shù)計算之前，須根據(jù)斷裂帶的幾何結(jié)構(gòu)、歷史強震震源區(qū)的時-空分布以及現(xiàn)代地震活動的空間分布等 （能進行精細b值掃描的區(qū)域，b值的分布也是分段依據(jù)之一），進行斷裂分段，分別判定各段落在研究時段的最小完整性震級Mc，并采用ML≥Mc的地震資料計算上述4個參數(shù)值。其中，無量綱參數(shù)b和a/b采用最小二乘法對式 (1)進行計算獲得。值的計算

假若研究斷裂帶各段落的平面寬度相同，則式 (2)和式 (4)中的A也可替換成斷裂段的平面長度 l（km）。

1.2 數(shù)據(jù)選擇及計算方法

用于計算地震活動性參數(shù)b值的資料來源于廣東區(qū)域地震臺網(wǎng)和福建區(qū)域地震臺網(wǎng)。本文取自1972-01～2010-05共計38年的地震目錄進行計算，其中福建臺網(wǎng)為1989～2009。為獲取更準確的計算結(jié)果，我們使用該區(qū)域的精定位目錄，并進行去余震處理。

對研究區(qū)ML≥1.0級地震進行震級-頻度分析，可以看出，在研究時段內(nèi)2.0級以上地震基本滿足線性關系 （圖2），而小于2.0級的地震記錄不完整。圖3給出了粵閩交界及近海地區(qū)ML≥2.0級地震的震中分布。

圖2 研究區(qū)1972年1月至2010年5月1.0級以上地震震級-頻度分布Fig 2 The frequency-magnitude distributions for earthquake events with ML≥1.0 in studied area from Jan.1972 to May.2010.

本文采用國內(nèi)應用比公式為較多的最小二乘擬合法計算研究區(qū)內(nèi)小震比較活躍區(qū)域的b值，通過四川省地震局編寫的“四川省地震局-地震活動圖像與地震活動參數(shù)”軟件完成。具體計算參數(shù)如下：網(wǎng)格間距0.1°，統(tǒng)計單位的半徑r值為30 km，最少地震個數(shù)30。

圖3 研究區(qū)臺網(wǎng)記錄到的ML≥2.0級地震震中分布圖（1972.01～2010.10）Fig 3 Epicenter distribution of earthquakes with ML≥2.0 from Jan.1972 to Oct.2010.

2 結(jié)果分析

2.1 b值空間掃描

利用以上數(shù)據(jù)和方法，我們計算了研究區(qū)內(nèi)部分區(qū)域的b值，并繪成等值圖 （圖4）。從圖中可知，粵閩交界及近海地區(qū)b值分布存在明顯的空間差異，反映了區(qū)內(nèi)不同斷裂帶及同一斷裂帶不同段落現(xiàn)今應力積累的水平，反映了地震危險性的空間差異。而整個研究區(qū)域的平均b值為0.98，與全球其他區(qū)域獲得的結(jié)果相近。低于0.7的異常區(qū)域主要分布在東山至廈門外海，臺灣海峽南部、潮州-汕頭和江西尋烏等地，表明這些地區(qū)處于高應力背景。低b值區(qū)域覆蓋了研究區(qū)內(nèi)濱海斷裂帶的北段。是否存在中強地震的潛在危險區(qū)，我們將結(jié)合接下來的多地震活動性參數(shù)值組合分析進行確定。北西向的榕江-韓江斷裂系的低b值區(qū)主要為潮州至汕頭一帶，歷史上該斷裂系發(fā)生過多次中等地震，MS6.0級以上地震由南向北依次為1895年MS6.0級、1067年MS63/4級和1921年MS61/4級 （圖1）。C14測年及斷層氣測量等顯示該斷裂系最后一次活動發(fā)生在晚更新世，表明其具有相當?shù)幕顒铀?，但該斷裂系的?guī)模不大，發(fā)生7級以上強震的可能性較小，結(jié)合歷史地震分析認為其地震活動水平為6級。

圖4 研究區(qū)b值空間分布圖Fig.4 Distribution map of b-value in the studied area

2.1 多地震活動性參數(shù)值組合分析

NE向南澳-擔桿斷裂和南日島-兄弟嶼斷裂分別展布于粵東及閩南海外，為濱海大斷裂的組成部分，是東南沿海地區(qū)的主要強震發(fā)生帶。b值掃描結(jié)果顯示該斷裂帶上存在較為明顯的高應力閉鎖段 （圖4），剖面分析顯示小震活動沿斷裂帶分布極不均勻，南澳附近小震活動十分活躍，顯示了蠕變釋放的特征，而惠來-汕頭段和東山-漳浦段，小震活動十分微弱 （圖5）。在現(xiàn)代地震活動分析的基礎上，結(jié)合斷裂帶歷史地震破裂區(qū)分布情況 （圖1），將斷裂帶由南向北分成5段 （由于用于分析的泉州及其外海的地震目錄不完整，本研究只討論該區(qū)域以南的段落）（圖2）。分段地震活動性參數(shù)計算結(jié)果列于表1，并繪制成圖6。

圖5 濱海斷裂帶地震分布剖面圖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 濱海斷裂帶分段地震活動參數(shù)值組合與現(xiàn)今活動習性判定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.

圖6 濱海斷裂帶的分段多地震活動性參數(shù)值組合圖像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 結(jié)論與討論

本文根據(jù)現(xiàn)代小震目錄計算了粵閩交界及其近海地區(qū)的b值并進行填圖，結(jié)果表明：粵閩交界及海域地區(qū)b值分布存在明顯的空間差異，整個研究區(qū)域的平均b值為0.98，與全球其他區(qū)域獲得的結(jié)果接近。低于0.7的異常區(qū)域主要分布在東山至廈門外海，臺灣海峽南部、潮州-汕頭和江西尋烏等地，顯示了這些地區(qū)處于高應力區(qū) （圖4）。榕江-韓江斷裂系的潮州-汕頭段出現(xiàn)低b值，該斷裂系歷史上發(fā)生過多次中等地震，C14等測量顯示該斷裂系最后一次活動發(fā)生晚更新世，表明具有相當?shù)幕顒铀?，但該斷裂系的?guī)模不大，結(jié)合歷史地震分析認為地震活動水平為6級。

b值掃描結(jié)果顯示濱海斷裂帶東山-廈門外海段都處于低b值區(qū)，顯示了高應力背景。剖面分析結(jié)果則顯示惠來-汕頭段和東山-漳浦段小震活動水平較低，漳浦至廈門外海段的小震活動水平也偏低，表明這些區(qū)段存在一定程度的應力積累。多地震活動性參數(shù)值組合分析表明：濱海斷裂帶南段的汕頭-南澳段仍處于1918年MS7.3級地震的余震釋放階段，不具備發(fā)生強震的背景，這與易桂喜等[4]的研究結(jié)果相同；歷史上曾發(fā)生過MS6.0級以上地震的東山-漳浦段目前處于高應力積累狀態(tài)，以稀疏小震活動為特征，該段落將是未來最可能發(fā)生強震的場所；漳浦-廈門外海段同樣處于高應力積累狀態(tài)，具備發(fā)生強地震的背景，且鄰近東山-漳浦段，與其存在相互影響，較高的小震活動水平顯示應變能釋放率較高，應力積累相對東山-漳浦段略低，綜合分析認為該段落具備發(fā)生強震的能力，但危險性比東山-漳浦段低；斷裂帶上的其他段落由于處于低應力積累狀態(tài)，不具備發(fā)生強震的能力。

本研究過程中得到易桂喜研究員、聞學澤研究員、蔣長勝博士和鄭勇博士等的悉心指導和熱情幫助，特此致謝。

［1］魏柏林等.東南沿海地震活動特征.北京：地震出版社，2001．

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［3］聞學澤，徐錫偉．對東南沿海1067年和1574年兩次地震的分析 ［J］．地震地質(zhì)，2005，27（1）：1-10.

［4］易桂喜，聞學澤．多地震活動性參數(shù)在斷裂帶現(xiàn)今活動習性與地震危險性評價中的應用與問題 ［J］．地震地質(zhì)， 2007， 29 （2）： 254-271．

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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

中國地震局 “中國大陸7-8級地震危險性中-長期預測研究”專項和中國地震局2010年度震情跟蹤合同制定向工作任務 （2010020112）聯(lián)合資助

黃元敏，男，1982年生，助理工程師.主要地震活動性與地震預測研究.E-mail:eq_hym@yahoo.com.cn.