王華林 胡 超 王紀強 陳 平 劉 霞

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煙臺市及其鄰近地區(qū)活斷層地震危險性評價1

王華林 胡 超 王紀強 陳 平 劉 霞

（山東省地震工程研究院，濟南 250021）

本文是“十二五”國家科技支撐計劃項目專題（2012BAK19B04-01）“郯廬地震斷裂帶中段地震活動規(guī)律及地震危險區(qū)判定研究”部分成果的總結(jié)。在分析了煙臺市及其鄰近地區(qū)的地震地質(zhì)、地球物理、斷層綜合地球物理探測、探槽開挖、斷層活動性鑒定等技術(shù)手段獲得的反映區(qū)域地震構(gòu)造環(huán)境、深部構(gòu)造背景、活動斷裂長期滑動習性的定性和定量資料、歷史與現(xiàn)代地震活動性和地球動力學資料的基礎(chǔ)上，甄別出了具有發(fā)生破壞性地震的活斷層段。同時采用定性、定量和綜合判定的方法，評價了煙臺市及其鄰近地區(qū)主要活動斷裂的地震危險性。本文的研究成果可為膠東半島地區(qū)的地震監(jiān)測預報、地震區(qū)劃、震害預測和斷層危害性評價提供基礎(chǔ)依據(jù)。

活動斷裂 判定方法 最大震級 地震危險性評價 煙臺市

引言

本文是“十二五”國家科技支撐計劃項目專題（2012BAK19B04-01）“郯廬地震斷裂帶中段地震活動規(guī)律及地震危險區(qū)判定研究”部分成果的總結(jié)。煙臺市及其鄰近地區(qū)活斷層地震危險性評價采用的主要技術(shù)途徑為：地震構(gòu)造背景與地震活動性分析→構(gòu)造應力場特征→斷裂活動性分段劃分→分段發(fā)震能力定性與定量判定→煙臺市城區(qū)及其鄰近地區(qū)主要斷裂最大發(fā)震能力綜合評價。

在煙臺市及其鄰近地區(qū)活斷層地震危險性評價中，筆者分析和吸收了煙臺市活斷層探測與地震危險性評價2、山東半島北部近海地震區(qū)劃3，以及晁洪太等（1999；2001）、郭玉貴等（2005；2007）、李西雙等（2010）、呂悅軍等（2003）、馬保起等（2004）、王華林（1998；2000）、王志才等（2006a；2006b）、周本剛等（2002）和筆者多年調(diào)查研究等資料。煙臺市活斷層探測與地震危險性評價及山東半島北部近海地震區(qū)劃是山東省防震減災“十一五”規(guī)劃項目，兩個項目的研究成果均通過了山東省地震局組織的專家驗收。在兩個項目的實施過程中，獲取了煙臺市及其鄰近地區(qū)陸域和海域活斷層大量的地球物理探測、地質(zhì)地貌調(diào)查、探槽開挖、年代學測試和斷層顯微結(jié)構(gòu)鑒定資料，為煙臺市及其鄰近地區(qū)活斷層地震危險性評價提供了重要的科學依據(jù)。

利用地震地質(zhì)、深部構(gòu)造、地球物理探測、探槽開挖、斷層活動性鑒定和地震活動性等綜合研究成果，本文獲得了反映區(qū)域地震構(gòu)造環(huán)境、深部構(gòu)造背景、主要活斷層長期滑動習性的定性和定量資料，同時配合歷史與現(xiàn)代地震活動性分析、地殼動力學分析，甄別出了具有發(fā)生破壞性地震的活斷層段，并采用定性、定量和綜合方法，評價了煙臺市及其鄰近地區(qū)主要斷裂的地震危險性（控震能力）。本項研究成果為膠東半島地區(qū)的地震監(jiān)測預報、地震區(qū)劃、震害預測和斷層危害性評價提供了基礎(chǔ)依據(jù)。

1 區(qū)域地震構(gòu)造背景、構(gòu)造應力場和震源破裂性質(zhì)

1.1 區(qū)域地震構(gòu)造背景和地震活動特征

煙臺市城區(qū)及其鄰近地區(qū)在大地構(gòu)造分區(qū)上涉及膠遼、魯西、蘇北－膠南和冀東－渤海斷塊，其位于魯東斷塊的北部。郯廬斷裂帶、張家口-蓬萊斷裂帶、渤海強震構(gòu)造區(qū)（郯廬斷裂帶與張家口-蓬萊斷裂帶的交匯區(qū)）和魯東地塊區(qū)內(nèi)的北東向和近東西向活動斷裂帶，構(gòu)成了本區(qū)的活動構(gòu)造格局（晁洪太等，1997；王華林，1998；2000）。這些斷裂在第四紀時期有過一定程度的活動，對區(qū)域中、強地震具有明顯的控制作用。

郯廬斷裂帶、渤海強震構(gòu)造區(qū)、蓬萊-威海斷裂帶是區(qū)域性的重力、航磁、地熱、形變和殼幔結(jié)構(gòu)的綜合地球物理異常帶（方仲景等，1987；魏夢華，1980；王華林，1998）。歷史上在渤海強震構(gòu)造區(qū)曾發(fā)生過多次強震，如：1597年渤海7級地震、1888年渤海7?級地震、1969年渤海7.4級地震等，地震活動具有頻度高、強度大的特點。其中張家口-蓬萊斷裂帶具有明顯的分段活動特點，各段的構(gòu)造運動及地震活動存在明顯的差異，地震活動由蓬萊向威海逐漸變?nèi)酰財嗔褞гl(fā)生過渤海海峽1548年7級地震和1948年威海北6級地震。而魯東斷塊區(qū)內(nèi)的北東向和近東西向活動斷裂帶對5—6級地震有控制作用。

區(qū)域性地殼、上地幔變異帶、航磁、重力、地熱梯度帶與地震關(guān)系的研究結(jié)果表明（馬杏垣，1987；1989；李家正等，1983；王曉青等，1988；張碧秀等，1988），強震大多分布在塊狀正磁異常區(qū)的邊緣部位，或2個正磁異常的夾畸部位，長條形大面積正磁異常區(qū)的端部、交叉部位和扭曲畸變部位利于強震的發(fā)生。不規(guī)則正負重力異常區(qū)、交替變化幅度較大的部位、異常帶交匯和分叉部位以及重力異常線彎曲部位的端點，多有強震震中分布。強震活動帶與上地幔隆起帶和地殼厚度梯度帶相對應，大地震往往發(fā)生在上地幔隆起的翼部和轉(zhuǎn)折部位（葉洪等，1980）。地震的發(fā)生與地幔熱力場的深度變化、居里面隆起及梯度帶關(guān)系密切（解政文，1980；劉光夏等，1996）。煙臺市城區(qū)及其鄰近地區(qū)位于區(qū)域性北西西向地殼、上地幔變異帶和航磁、重力、地熱梯度帶帶上，受北東向斷裂影響梯度帶向北東向發(fā)生扭曲畸變（王華林，1998），具有發(fā)生中、強地震的構(gòu)造背景。

1.2 構(gòu)造應力場與震源破裂性質(zhì)

利用華北及鄰區(qū)近10多年GPS測量結(jié)果和歐亞板塊的彈性運動模型，張培震等（2002a；2002b）和張靜華（2004）研究了華北地區(qū)的水平形變場和局部水平形變場后發(fā)現(xiàn)，華北地區(qū)水平形變場存在比較一致的南東向運動，且運動方向沿順時針方向逐漸旋轉(zhuǎn)。同時應用地塊的整體旋轉(zhuǎn)與線性應變模型，計算出了華北地區(qū)主要斷裂帶兩側(cè)的相對運動和各地塊內(nèi)部的主應變場為：華北地區(qū)東西向和北西西向斷裂基本上為左旋走滑型，滑動速率從東向西逐漸減??；北北東向和北東向斷裂基本上為右旋走滑型，從北向南滑動速率逐漸減小。華北地區(qū)應變場的基本格架是：北東東-南西西方向壓縮與北北西-南南東方向擴張，主壓應變率從西向東逐漸增大，而主張應變率從西向東逐漸減小。根據(jù)全區(qū)水平形變場與應變場的基本特征推測，青藏高原北東方向的推擠力（周玖，1983）、太平洋板塊向歐亞板塊俯沖對華北地殼產(chǎn)生的西向推擠力（汪一鵬，1979）和地殼上隆所產(chǎn)生的北西-南東方向的擴張力（黃培華等，1983）是華北地區(qū)和本研究區(qū)構(gòu)造運動與形變的主要驅(qū)動力。

利用華北地區(qū)發(fā)生的一系列強震資料，李欽祖（1980）、魏光興等（1993）、許忠淮等（1983）和周翠英等（1992）對該區(qū)的地震斷層面解進行的研究表明：華北地區(qū)中強地震斷層面解是一致的，特別是發(fā)生的幾個7級左右的強震，不但主壓應力軸走向非常一致，均為北東東向（北東70°左右），而且與水平面的夾角均小于20°；主張應力軸走向均為北北西-南南東向，與水平面的夾角也都小于20°；華北地區(qū)正好處在北東東-南西西向擠壓的現(xiàn)代構(gòu)造應力場中。

經(jīng)統(tǒng)計分析本文得到了研究區(qū)的綜合機制解：P軸的平均方位為75.5°；T軸的平均方位為345.3°（圖1）。P、T軸平均傾角均小于10°；77個單震震源機制解P、T軸優(yōu)勢方位分別為80°和340°左右；P、T軸的傾角主要在30°以內(nèi)，占總數(shù)的三分之二多。綜合分析可知，由地震資料獲得的研究區(qū)現(xiàn)代構(gòu)造應力場主壓應力軸方向為北東東向，在70°—80°左右；主張應力軸方位為北北西向，在340°—350°左右。力的作用方式為水平或近于水平，作用力的傾角低于30°。研究區(qū)應力場總體特征與華北大區(qū)域應力場基本一致。

在研究區(qū)內(nèi)，綜合震源機制解A、B節(jié)面平均走向分別為30.3°和300.5°（圖2）；單震震源機制解的優(yōu)勢走向在30°和300°左右。這兩組震源機制解反映出地震破裂方向具有很好的一致性。而在區(qū)域范圍內(nèi)，現(xiàn)代地震構(gòu)造優(yōu)勢走向也為北東向和北西向兩組；現(xiàn)代有感地震范圍長軸走向優(yōu)勢分布方向為北東向和北西向兩組，大致分別為30°—40°和310°左右。研究區(qū)的現(xiàn)代地震主要沿北東（30°）和北西（300°—310°）兩個方向破裂或錯動，具有沿原有地震斷裂繼承性破裂或錯動的特點。根據(jù)震源機制解兩個節(jié)面錯動性質(zhì)的分析，北東向斷裂以右旋走滑或近走滑為主；而北西向斷裂則以左旋錯動或近走滑為主，這與地質(zhì)上的構(gòu)造錯動性質(zhì)一致。

區(qū)域構(gòu)造應力場與震源破裂性質(zhì)是煙臺市及其鄰近地區(qū)主要斷裂地震危險性評價必須考慮的重要因素。

2 煙臺市及其鄰近地區(qū)斷裂和地震活動特征

斷裂和地震活動特征、活動斷裂與地震活動的關(guān)系研究是煙臺市及其鄰近地區(qū)主要斷裂地震危險性評價的基礎(chǔ)。筆者在分析和吸收了“煙臺市活斷層探測與地震危險性評價”2、“山東半島北部近海地震區(qū)劃”3、前人的研究成果，以及筆者多年調(diào)查研究資料后，編制了煙臺市及其鄰近地區(qū)活動斷裂和地震分布圖（圖3），旨在為活動斷裂地震危險性（控震能力）評價提供基礎(chǔ)依據(jù)。

2.1 斷裂活動特征

如圖3所示，煙臺市及其鄰近地區(qū)的主要斷裂有萊北斷裂、營濰東支東斷裂、營濰東支西斷裂、大磯島-威海北斷裂、長島-芝罘島斷裂、千里巖斷裂、黃縣弧形斷裂、玲瓏-北溝斷裂、滄口斷裂、桃村斷裂、海陽斷裂等27條斷裂。綜合地震地質(zhì)、深部構(gòu)造、地球物理探測、探槽開挖、斷層活動性鑒定和地震活動性等研究成果，筆者將27條斷裂的基本特征列于表1中，并綜合分析了煙臺市及其鄰近地區(qū)主要斷裂的活動特征。

表1 煙臺市及其鄰近地區(qū)主要活動斷裂特征、探查方法和判定依據(jù)一覽表

續(xù)表

序號斷裂名稱走向（°）長度km活動時代地震震級調(diào)查、探測和鑒定方法工作量和判定依據(jù) 15即墨-唐家莊斷裂NNE80Q1-2地質(zhì)調(diào)查、探槽開挖、工程探測、地震探測和電法探測、熱釋光、SEM鑒定考察點13個、探槽開挖1個、地震探測4條、電法探測2條、熱釋光6個、SEM鑒定2個（郭玉貴等，2005） 16滄口斷裂NNE82Q3、Q1-2地質(zhì)調(diào)查、探槽開挖、聲波探測、工程探測、地震探測、地質(zhì)雷達和電法探測、熱釋光、SEM鑒定考察點15個、探槽開挖4個、聲波探測3條、工程探測6條、地震探測8條、地質(zhì)雷達3條、熱釋光15個、SEM鑒定3個（郭玉貴等，2007） 17朱吳斷裂30—50100Q2地質(zhì)調(diào)查、聲波探測、工程探測、地質(zhì)雷達熱釋光、SEM鑒定考察點6個、聲波探測1條、工程探測2條、地質(zhì)雷達2條、熱釋光4個、SEM鑒定3個（晁洪太等，2001） 18海陽斷裂NNE115Q3、Q1-25地質(zhì)調(diào)查、探槽開挖、聲波探測、工程探測、地質(zhì)雷達和電法探測、熱釋光、SEM鑒定考察點12個、探槽開挖3個、聲波探測2條、工程探測2條、熱釋光8個、SEM鑒定3個（周本剛等，2002） 19乳山斷裂SN65Q1-25?地質(zhì)調(diào)查、熱釋光、SEM鑒定考察點5個、熱釋光4個、SEM鑒定2個（王華林，2009） 20神道口斷裂NWW50Q1-24?地質(zhì)調(diào)查、工程探測、聲波探測、地震探測和電法探測、熱釋光考察點5個、探槽開挖1個、聲波探測2條、工程探測4條、地震探測2條、電法探測5條、熱釋光16個（王華林，1998） 21城南河斷裂NWW45Q1-2地質(zhì)調(diào)查、工程探測、聲波探測、地震探測和電法探測、熱釋光考察點3個、探槽開挖1個、聲波探測2條、工程探測2條、電法探測3條、熱釋光7個（王華林，1998） 22福山斷裂NNE25Q1-2地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)雷達考察點3個、地質(zhì)雷達2條（王華林，2010） 23大竹島-威海北斷裂NWW70Q37聲波探測、地層對比、綜合分析聲波探測4條、地層對比剖面2個（王志才等，2006a） 24千里巖斷裂NE80Q36?聲波探測、地層對比、綜合分析聲波探測3條、地層對比剖面2個（王志才等，2006a） 25東殿后斷裂EW20Q3地質(zhì)調(diào)查、熱釋光、SEM鑒定考察點5個、熱釋光4個、SEM樣品4個（馬保起等，2004） 26米山斷裂SN30Q1-2地質(zhì)調(diào)查、熱釋光考察點8個、熱釋光3個（王華林等，2002） 27陽泉斷裂EW20Q1-2地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)雷達、熱釋光、SEM鑒定考察點3個、地質(zhì)雷達1條、熱釋光2個、SEM樣品2個（王華林，2010）

（1）斷裂活動的成帶、分段和分區(qū)特征。沿郯廬斷裂帶和蓬萊-威海斷裂帶，第四紀活動斷裂和全新世活動斷裂呈現(xiàn)出集中分布的特征，同時在成帶活動的基礎(chǔ)上還顯示出分段活動的特點。如：張家口-蓬萊斷裂帶在西段和中段表現(xiàn)為強活動段，東段為較強活動段；同時東段又可以進一步分為西、東兩段，其中東段為弱活動段，西段為較強活動段。再如：蓬萊-威海斷裂帶活動顯示由西向東、由強到弱的特點；濰營斷裂帶和蓬萊-威海斷裂帶表現(xiàn)為全新世和晚更新世斜列成帶活動；黃縣盆地邊界斷裂包括黃縣弧形斷裂、黃縣斷裂和玲瓏-北溝斷裂表現(xiàn)為晚更新世活動。

（2）斷裂活動的衰減特征。研究區(qū)的斷裂活動衰減特征主要反映在蓬萊-威海斷裂帶旁側(cè)的斷裂上，這些斷裂的活動強度沿斷裂的走向逐漸衰減。其中，蓬萊-威海斷裂帶南側(cè)的北北東向次級斷裂的活動強度由北向南逐漸衰減，如：玲瓏-北溝斷裂由燕渤斷裂向南活動時代從晚更新世向中更新世過渡，垂直位移由大變小。

（3）斷裂的活動時代不同，其活動強度也存在明顯的差異。如：營濰東支西斷裂為全新世活動斷裂；營濰東支東斷裂、大磯島-威海北斷裂、長島-芝罘島斷裂、千里巖斷裂、黃縣弧形斷裂和滄口斷裂等10條斷裂為晚更新世活動斷裂；萊北斷裂、桃村斷裂、招遠-平度斷裂、海陽斷裂、乳山斷裂、即墨-唐家莊斷裂、日照-膠南斷裂等16條斷裂為早中更新世斷裂。

（4）斷裂規(guī)模和切割深度存在差異。如：營濰東支西斷裂、營濰東支東斷裂、大磯島-威海北斷裂、長島-芝罘島斷裂、千里巖斷裂為區(qū)域性深大斷裂，構(gòu)成了不同大地構(gòu)造的分界斷裂；桃村斷裂、海陽斷裂、即墨-唐家莊斷裂和海陽斷裂為區(qū)域性較大斷裂；其它斷裂的規(guī)模相對較小。

（5）煙臺市及其鄰近地區(qū)主要斷裂的活動時代、規(guī)模和切割深度的差異，決定著斷裂控震能力的差異。全新世和晚更新世活動斷裂對6級和6級以上地震具有控制作用，這些活動斷裂構(gòu)成了不同構(gòu)造塊體的邊界。如：沿大磯島-威海北斷裂曾發(fā)生過渤海海峽1548年7級地震和1948年威海北6級地震；沿千里巖斷裂曾發(fā)生過1932年南黃海6?級地震。另外，魯東塊體內(nèi)部規(guī)模較大的斷裂對5—6級地震也具有控制作用，如：沿桃村斷裂曾發(fā)生過多次5—5.5級地震；沿乳山斷裂曾發(fā)生過1939年乳山5?級地震。

2.2 地震活動特征

從公元495年－2013年12月，在煙臺市及其鄰近地區(qū)范圍內(nèi)共發(fā)生過16次≥4?級地震，如表2所示。其中：4?—4.9級地震7次；5—5.9級地震6次；6—6.9級地震2次；7—7.9級地震1次，地震震中分布如圖3所示。從1970年—20013年12月，在煙臺市及其鄰近地區(qū)范圍內(nèi)共發(fā)生過ML≥2.0級地震1352次。其中：2.0—2.9級地震1129次；3.0—3.9級地震202次；4—4.9級地震21次；最大地震是2013年11月23日發(fā)生在萊州市店子的4.9級地震。表3為其中4級以上地震；圖4是現(xiàn)代L≥2級地震（公元1970年—20013年12月）的震中分布圖。

表2 煙臺市及其鄰近地區(qū)范圍內(nèi)MS≥4?級地震目錄（公元495年－2013年12月）

續(xù)表

發(fā)震時間（年-月-日）經(jīng)緯度（°）震級地點精度發(fā)震時間（年-月-日）經(jīng)緯度（°）震級地點精度 1506-09-0736.3，120.04?墨東11736-12-2537.8，121.65黃海4 1548-09-2238.0，121.07渤海51932-08-2236.1，121.66?黃海 1597-1237.7，121.65?福山海域51939-01-0837.1，121.65?乳山縣東北 1598-02-1337.4，121.34?福山南31948-05-2337.6，121.96威海海中

表3 煙臺市及其鄰近地區(qū)范圍內(nèi)ML≥4級地震目錄（1970.1－2013.12）Table 3 Catalogue of earthquakes with ML≥4 in Yantai city and its adjacent area from 1970 to 2013

從圖3并結(jié)合上述分析可知，地震活動具有空間分布的不均勻性，中強地震受全新世和晚更新世活動斷裂帶或規(guī)模較大的早中更新世斷裂的控制，斷裂交匯區(qū)域是中強地震發(fā)生的有利部位。如煙臺市及其鄰近地區(qū)范圍內(nèi)發(fā)生的16次≥4?級地震，主要沿大磯島-威海北斷裂、玲瓏-北溝斷裂、滄口斷裂、神道口斷裂、乳山斷裂、海陽斷裂、棲霞斷裂、千里巖斷裂和桃村斷裂分布。

從地質(zhì)構(gòu)造上看，煙臺市及其鄰近地區(qū)范圍內(nèi)1970年以來L≥2.0級現(xiàn)代地震，主要分布在大磯島-威海北斷裂、長島-芝罘島斷裂、玲瓏-北溝斷裂、滄口斷裂、風儀店斷裂、棲霞斷裂、招遠-平度斷裂、劉家亭斷裂、海陽斷裂、桃村斷裂和福山斷裂等附近。在這些斷裂附近地震活動比較活躍，尤以小震活動為主。而4級以上地震主要沿大磯島-威海北斷裂、長島-芝罘島斷裂、棲霞斷裂、招遠-平度斷裂和桃村斷裂及其交匯區(qū)域分布。

現(xiàn)代小震活動受活動斷裂和區(qū)域性規(guī)模較大斷裂控制明顯，近場區(qū)范圍內(nèi)共有668次L≥2.0級地震有深度數(shù)據(jù)，分別分布在3－48km范圍內(nèi)，表4給出了這些地震在不同深度范圍內(nèi)的分布統(tǒng)計結(jié)果。

表4 煙臺市及其鄰近地區(qū)范圍內(nèi)現(xiàn)代地震隨深度的分布（以次數(shù)計） Table 4 Distribution of earthquakes depth in Yantai city and its adjacent area from 1970 to 2013

從表4的統(tǒng)計結(jié)果可以看出，近場區(qū)范圍內(nèi)的地震都屬于淺源地震，平均深度為14km；震源深度主要分布在5－24km范圍內(nèi)，占總數(shù)的94%。區(qū)域地震震源深度與華北地區(qū)震源深度分布特征基本一致。

2.3 活動斷裂與地震活動的關(guān)系

煙臺市及其鄰近地區(qū)的活動斷裂與地震活動密切相關(guān)。斷裂的活動時代不同決定著斷裂的控震能力不同。斷裂規(guī)模和切割深度的差異，決定著斷裂控震能力的差異性。全新世和晚更新世活動斷裂對6級以上地震具有控制作用，它們構(gòu)成了不同構(gòu)造塊體的邊界。如：沿構(gòu)成半島東部掀斜隆起與長島-威海坳陷的邊界斷裂的大磯島-威海北晚更新世活動斷裂，曾發(fā)生過渤海海峽1548年7級地震和1948年威海北6級地震；沿構(gòu)成半島東部掀斜隆起與千里巖-海州灣隆起的邊界斷裂的千里巖斷裂，曾發(fā)生過1932年南黃海6?級地震。另外，魯東塊體內(nèi)部規(guī)模較大的早中更新世斷裂對5—6級地震具有控制作用，如：沿桃村斷裂曾發(fā)生過多次5—5.5級地震；沿乳山斷裂曾發(fā)生過1939年乳山5?級地震。再有活動斷裂的交匯區(qū)域、斷裂的端部或拐彎處是應力集中和地震發(fā)生的有利部位，如：在大磯島-威海北斷裂和長島-芝罘島斷裂與桃村斷裂交匯區(qū)域曾發(fā)生過多次5—6級地震；在劉家亭斷裂北端曾發(fā)生過1408年4?級地震；在棲霞斷裂北端曾發(fā)生過495年蓬萊丘山5?地震。

3 主要活動斷裂地震危險性評價

根據(jù)地震構(gòu)造背景、構(gòu)造應力場和震源破裂性質(zhì)，煙臺市及其鄰近地區(qū)斷裂和地震活動特征以及活動斷裂與地震活動的關(guān)系等研究成果，利用定性、定量和綜合判定的方法，本文對煙臺市及其鄰近地區(qū)主要活斷裂的地震危險性進行了以下綜合評價。

3.1 主要活動斷裂控震能力的定性估計

活動斷裂控震能力的定性估計主要考慮活動斷裂的歷史地震活動情況和不同時代斷層及其控震能力的研究結(jié)果兩個方面。如表2和圖3給出了煙臺市及其鄰近地區(qū)活動斷裂的歷史地震活動情況，這就為主要活動斷裂控震能力的定性估計提供了依據(jù)。

根據(jù)華北地區(qū)和山東及其鄰近地區(qū)斷裂活動時代與斷層控震能力關(guān)系的研究結(jié)果（晁洪太等，1998），可發(fā)現(xiàn)不同活動時代斷層具有明顯的不同的控震能力。如：華北和山東及其鄰近地區(qū)全新世晚期活動斷裂主要控制7.0—8.5級地震的發(fā)生；晚更新世活動斷裂對6.0—7.0級地震有明顯的控制作用；早、中更新世活動斷層對5.0—6.0級地震有明顯的控制作用。根據(jù)斷裂的歷史地震活動情況和不同時代斷層及其控震能力的研究結(jié)果，筆者在表5中列出了定性評價的煙臺市及其鄰近地區(qū)主要活動斷裂的控震能力。

表5 主要活動斷裂地震危險性（控震能力）評價結(jié)果

3.2 主要活動斷裂地震上限的定量估計

利用鄧起東等（1992）和Wels等（1994）對斷層長度與地震震級關(guān)系的研究結(jié)果，筆者選取地震斷裂長度與地震震級進行統(tǒng)計分析，通過回歸分析可得到二者的統(tǒng)計關(guān)系，然后再用其估計其它地震斷層的震級上限。顯而易見，這些統(tǒng)計關(guān)系只能用于全新世地震斷層震級上限的估計。

對于晚更新世活動斷裂如何利用上述統(tǒng)計關(guān)系進行震級上限的估計，需要考慮全新世活動斷裂與晚更新世活動斷裂控震能力的差異性。根據(jù)華北地區(qū)和山東及其鄰近地區(qū)斷裂活動時代與斷層控震能力關(guān)系的研究結(jié)果（晁洪太等，1998），使我們有可能將前人得到的斷裂長度與地震震級統(tǒng)計關(guān)系用于晚更新世活動斷裂震級上限的估計成為可能。具體的處理方法是，首先給出晚更新世活動斷裂控震能力的震級上限和區(qū)間，然后根據(jù)它們之間的比值關(guān)系（折算系數(shù)）進行晚更新世活動斷裂最大震級上限的估計。

筆者給出了山東及其鄰近地區(qū)全新世和晚更新世活動斷裂控震能力及其比值之間的關(guān)系，如表6所示。具體的做法是首先根據(jù)斷裂長度與地震震級統(tǒng)計關(guān)系計算全新世和晚更新世活動斷裂段的震級上限，再根據(jù)斷裂活動時代給出折算系數(shù)（比值），用計算獲得的震級上限乘以折算系數(shù)就可得到晚更新世活動斷裂的震級上限，并以此來估計晚更新世活動斷裂（段）的控震能力（震級上限）。

表6 全新世和晚更新世活動斷裂的控震能力折算系數(shù)

考慮到早中更新世斷裂自晚更新世以來不再發(fā)生斷錯地表的地震事件，筆者根據(jù)地震重復和構(gòu)造類比的原則來確定早中更新世斷裂（段）的控震能力（震級上限）。地震重復原則主要依據(jù)沿斷裂發(fā)生的最大地震來確定斷裂的控震能力；構(gòu)造類比原則主要考慮斷裂長度、切割深度、斷裂與區(qū)域構(gòu)造應力場的關(guān)系和深部構(gòu)造條件等因素。

根據(jù)以上思路，筆者選取鄧起東等（1992）得出的華北地區(qū)的統(tǒng)計公式（1）和Wels等（1994）的關(guān)系式（2）：

=3.295+2.221×lg=0.975=0.115 （1）

=4.34+1.54×lg（2）

式中，為活動斷層的分段長度；為估算的最大潛在地震震級；為相關(guān)系數(shù)；為方差。

利用表5所列出的主要活動斷裂（段）的長度，計算獲得每條全新世和晚更新世活動斷裂（段）震級上限的平均值（表5）。再根據(jù)表5所列出的主要活動斷裂（段）的活動時代和表6給出的全新世和晚更新世活動斷裂的控震能力折算系數(shù)，用震級上限的平均值乘以折算系數(shù)就可得到不同活動時代斷裂（段）的震級上限（折算震級）。具體計算結(jié)果如表5所示。

3.3 主要活動斷裂地震危險性評價的綜合評判

根據(jù)上述主要活動斷裂地震控震能力的定性估計和定量估計結(jié)果，在充分考慮了地震構(gòu)造背景、構(gòu)造應力場特征和震源破裂性質(zhì)后，筆者得到了煙臺市及其鄰近地區(qū)斷裂和地震活動特征以及斷裂與地震活動的關(guān)系，并綜合評判了煙臺市及其鄰近地區(qū)主要斷裂的地震危險性評價結(jié)果（見表5和圖5）。由表5和圖5可見，營濰東支西斷裂的最大震級為7.5；大磯島-威海北斷裂、長島-芝罘島斷裂、營濰東支東斷裂和千里巖斷裂的最大震級為7.0；黃縣弧形斷裂、黃縣斷裂、玲瓏-北溝斷裂北段、滄口斷裂的最大震級為6.5；東殿后斷裂、海陽斷裂中段、乳山斷裂、桃村斷裂南段的最大震級為6.0；萊北斷裂、城南河斷裂、神道口斷裂、朱吳斷裂、即墨-唐家莊斷裂、郭城-觀水斷裂、海陽斷裂北段、桃村斷裂北段、鳳儀店斷裂、劉家亭斷裂、景芝斷裂等的最大震級為5.5；玲瓏-北溝斷裂南段、海陽斷裂南段、福山斷裂、米山斷裂的最大震級為5.0。

4 主要結(jié)論與認識

（1）渤海強震構(gòu)造區(qū)、蓬萊-威海斷裂帶和魯東地塊區(qū)內(nèi)的北東向和近東西向活動斷裂帶對煙臺市及其鄰近地區(qū)地震危險性有重要影響。渤海強震構(gòu)造區(qū)和蓬萊-威海斷裂帶是區(qū)域性的重力、航磁、地熱、形變和殼幔結(jié)構(gòu)的綜合地球物理異常帶。煙臺市區(qū)及其鄰近地區(qū)位于區(qū)域性北西西向地殼、上地幔變異帶和航磁、重力、地熱梯度帶范圍內(nèi)，受北東向斷裂影響梯度帶向北東向發(fā)生扭曲畸變。本地區(qū)構(gòu)造運動與形變的主要驅(qū)動力為：青藏高原北東方向的推擠力，太平洋板塊向歐亞板塊俯沖對華北地殼產(chǎn)生的西向推擠力，以及地殼上隆所產(chǎn)生的北西-南東方向的擴張力。在這三種力的聯(lián)合作用下，形成了北東東-南西西向擠壓的現(xiàn)代構(gòu)造應力場，并導致北東30°和北西300°—310°兩個方向的破裂或錯動。北東向斷裂以右旋走滑或近走滑為主；而北西向斷裂則以左旋錯動或近走滑為主。北東30°和北西300°—310°兩個方向的破裂構(gòu)成了本區(qū)中、強地震的發(fā)震構(gòu)造。

（2）煙臺市及其鄰近地區(qū)的活動斷裂與地震活動密切相關(guān)。斷裂的活動時代不同決定著斷裂的控震能力不同。斷裂規(guī)模和切割深度的差異，決定著斷裂控震能力的差異性。全新世和晚更新世活動斷裂對6級和6級以上地震具有控制作用，這些活動斷裂構(gòu)成了不同構(gòu)造塊體的邊界。魯東塊體內(nèi)部規(guī)模較大的早中更新世斷裂對5—6級地震具有控制作用。

（3）在對區(qū)域地震構(gòu)造背景、構(gòu)造應力場和震源破裂性質(zhì)，以及煙臺市及其鄰近地區(qū)斷裂和地震活動特征研究的基礎(chǔ)上，筆者甄別出了具有發(fā)生破壞性地震的活斷層段。同時根據(jù)前人對斷層長度與地震震級的統(tǒng)計關(guān)系，以及華北地區(qū)和山東及其鄰近地區(qū)斷裂活動時代與斷層控震能力關(guān)系的研究結(jié)果，筆者采用定性、定量和綜合的方法，評價了煙臺市及其鄰近地區(qū)主要斷裂的地震危險性（控震能力），編制了煙臺市及其鄰近地區(qū)活動斷裂地震危險性評價圖。

（4）本文將斷裂活動時代與斷裂控震能力，以及地震斷層長度與地震震級的統(tǒng)計關(guān)系的研究成果相結(jié)合，提出了定性與定量相結(jié)合判定不同活動時代斷裂最大震級的危險性評價方法。這一研究思路和方法具有一定的推廣和應用價值。

綜上所述，本文的研究成果對認識地震孕育和發(fā)生的成因機理、構(gòu)造動力學環(huán)境與強震活動的關(guān)系、斷裂和地震的活動規(guī)律、煙臺市及其鄰近地區(qū)的潛在震源區(qū)判定，以及膠東半島地區(qū)的地震監(jiān)測預報、區(qū)劃性地震區(qū)劃、震害預測和斷層危害性評價具有重要的理論和實際意義。

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The Seismic Risk Assessment on Active Faults in Yantai City and Its Adjacent Area

Wang Hualin, Hu Chao, Wang Jiqiang, Chen Ping and Liu Xia

(Shandong Institute of Seismic Engineering, Jinan 250021, China)

In this paper summarized some research results in the project of seismic activity regularities and seismic hazard zone determination along middle segment of Tanlu seismic fracture zone. Through analysis and research of the qualitative and quantitative data of seismo-tectonic environment, depth structure background and active faults that were gained from studies of seismic-geology, geophysical survey, trenching and activity determination, we have identified the active fault segments which is capable of producing disastrous earthquakes and presenting the seismic risk in Yantai city and its adjacent area, by using qualitative, quantitative and synthetic methods. The results provided basis for earthquake monitoring and prediction, seismic micro-division, seismic disaster forecasting and fault harm assessment in Jiaodong Peninsula.

Active fault; Determination methods; Maximum seismic intensity; The seismic risk assessment; Yantai City and Its adjacent area

“十二五”國家科技支撐計劃項目專題（2012BAK19B04-01）“郯廬地震斷裂帶中段地震活動規(guī)律及地震危險區(qū)判定研究”

2山東省地震工程研究院，2014．煙臺市活斷層探測與地震危險性評價技術(shù)報告.

3山東省地震工程研究院，2007．山東半島北部近海地震區(qū)劃工作報告.

2014-12-29

王華林，男，生于1958年。1982年畢業(yè)于山東科技大學區(qū)域地質(zhì)調(diào)查與礦產(chǎn)普查專業(yè)；1984年在中國地震局蘭州地震所獲地震地質(zhì)專業(yè)碩士學位；現(xiàn)任研究員。主要從事活斷層探查、地震區(qū)劃、工程地震和斷層危害性評價的理論與應用研究工作。E-mail：whl580126@163.com