張 慧，謝小玲，閻春恒，王小娜，黃章榮

（1.海南省地震局，海口 570203；2.廣西壯族自治區(qū)地震局，南寧 530000；3.廣東省地震局，廣州 510070）

0 引言

華南沿海地震帶位于歐亞板塊的東南邊緣地帶，菲律賓海板塊與歐亞板塊的俯沖、碰撞近前緣地帶[1]，地質(zhì)構(gòu)造背景復(fù)雜，構(gòu)造活動強烈，使得華南沿海地震帶成為是華南地區(qū)中強地震活動的主體地區(qū)。華南沿海地震帶歷史上曾發(fā)生過4次7級以上地震，地震災(zāi)害嚴(yán)重，而1994、1995年在北部灣先后發(fā)生6.1、6.2 級地震，這也說明該地區(qū)是我國地震活動的主體區(qū)之一。有研究表明，固體潮對地震具有觸發(fā)作用，認為當(dāng)震源系統(tǒng)巖石中的構(gòu)造應(yīng)力達到或處于臨界狀態(tài)時，受外界因素如固體潮調(diào)制等影響，在一定條件下可能會引起系統(tǒng)的突變而發(fā)生地震[2]，其時空演化過程對于地震預(yù)報有一定意義[3-4]。因此，研究華南沿海地震帶的地震固體潮調(diào)制比時空演化特征，提取震前異常的判別指標(biāo)用于地震跟蹤判定，對于了解該區(qū)域的地震活動規(guī)律以及對中強震的預(yù)測有實際應(yīng)用價值。

固體潮是在日、月引潮力的作用下，固體地球產(chǎn)生周期性形變的現(xiàn)象，當(dāng)系統(tǒng)處于高應(yīng)力的臨界狀態(tài)時，固體潮對地震具有觸發(fā)作用[5-8]。長期以來，國內(nèi)外眾多研究學(xué)者針對潮汐應(yīng)力觸發(fā)地震進行了深入研究。如基于震源機制解完整性的基礎(chǔ)上，從潮汐應(yīng)力的角度及利用統(tǒng)計學(xué)方法研究潮汐應(yīng)力觸發(fā)作用[9-17]；另外一種更直觀有效的研究是統(tǒng)計分析研究地震活動與月相的對應(yīng)關(guān)系，具體表現(xiàn)為受調(diào)制的地震個數(shù)占全部地震個數(shù)的比例，即固體潮調(diào)制比會出現(xiàn)高值現(xiàn)象，在關(guān)于地震與固體潮調(diào)制的相關(guān)性研究中，此統(tǒng)計分析方法較為普遍，多位學(xué)者認為震前受調(diào)制地震的數(shù)量變化可以反映當(dāng)前的應(yīng)力狀態(tài)，采用此方法進行中強震預(yù)測研究[18-23]，研究結(jié)果表明，小震調(diào)制特征對中強地震預(yù)報具有一定意義。

1 資料選取和方法

根據(jù)中國地震臺網(wǎng)中心統(tǒng)一正式目錄，選用1970 至 2019 年華南沿海地震帶ML≥2.0 淺源地震目錄，并進行了余震剔除，根據(jù)G-R關(guān)系方法評估MC，評估結(jié)果顯示華南沿海地震帶最小完整性震級為ML2.0。按照小震調(diào)制比的概念，調(diào)制陰歷時段為初一和初二（朔），初七至初九（上弦），十五至十七（望），廿二至廿五（下弦），共計12 天，占全月時長的40%。在進行調(diào)制比時空掃描時，根據(jù)《測震分析預(yù)測技術(shù)方法工作手冊》中統(tǒng)計的自1900 年以來每一自然年內(nèi)中國大陸地區(qū)MS≥5.0 地震的固體潮年調(diào)制比的平均值加一倍標(biāo)準(zhǔn)差為0.59，即為固體潮調(diào)制比的異常閾值，因此取調(diào)制比Rm＞0.59 為異常閾值。針對選定的時空窗范圍進行固體潮調(diào)制比時空掃描，從而得到調(diào)制比的時空演化圖，具體參數(shù)設(shè)定為：①地震目錄的震級下限為ML2.0；②掃描過程中選定的時空窗口內(nèi)，地震次數(shù)的下限值為5，若不滿足該下限則不進行調(diào)制比計算；③空間掃描半徑100 km，滑動步長0.25°，時間窗為1年，滑動步長為1個月。

2 華南沿海地震帶地震調(diào)制比特征

1970 至 2019 年華南沿海地震帶MS≥5.0 淺源地震17 組（含雙震），其中MS6.0～6.9 地震3 次（含雙震），MS7.0～7.9 地震1 次。17 組中強震中，6 組地震發(fā)生在調(diào)制期內(nèi)，其中華南沿海地震帶東段調(diào)制地震占比42%（5/12），西段調(diào)制地震占比20%（1/5），調(diào)制期間發(fā)生的中強地震大多集中在東段（圖1）。本文選取2組震例具體分析。

圖1 1970—2019年華南沿海地震帶5級以上中強震空間分布Fig.1 Spatial distribution of moderate and strong earthquakes with M≥5 in the South China coastal seismic belt from 1970 to 2019

2.1 華南沿海地震帶典型震例分析

2.1.1 2018年11月26日臺灣海峽6.2級地震

2018 年 11 月 26 日，臺灣海峽（23.33°N，118.60°E）發(fā)生6.2 級地震，震源深度20 km。自1970 年以來，震中附近100 km 范圍內(nèi)曾發(fā)生1 次7級以上地震，即1994 年臺灣海峽7.3 級地震。2018年11 月26 日臺灣海峽6.2 級地震前12 個月左右，2017 年10 月末開始震中區(qū)附近出現(xiàn)調(diào)制比高值現(xiàn)象，直至2018 年6 月末高值異常區(qū)逐漸向震中方向擴大且覆蓋震中，2018年7月末高值異常區(qū)開始收縮，直至震前1 個月消失，異常消失后發(fā)生6.2級地震（圖2），調(diào)制比高值演化了近12 個月左右。從調(diào)制比高值變化時間進程圖來看（圖3），臺灣海峽6.2 級地震前調(diào)制比逐漸升高，并持續(xù)高值近12個月，在高值下降的過程中發(fā)生了臺灣海峽地震。

圖2 2018年11月26日臺灣海峽6.2級地震前固體潮調(diào)制比時空演化過程Fig.2 The temporal and spatial evolution of the solid tidal modulation ratio before the Taiwan Strait M6.2 earthquake on November 26th，2018

圖3 2018年11月26日臺灣海峽6.2級地震前小震調(diào)制比時間掃描結(jié)果Fig.3 Time scan results of the small earthquake modulation ratio before the Taiwan Strait M6.2 earthquake on November 26th，2018

2.1.2 2019年10月12日廣西北流5.2級地震

2019 年 10 月 12 日 ， 廣 西 北 流（22.17°N，110.52°E）發(fā)生 5.2 級地震，自 1970 年以來，震中附近100 km 范圍內(nèi)未曾發(fā)生5 級以上地震。2019年6月，廣西南部地區(qū)出現(xiàn)調(diào)制比高值現(xiàn)象，并且持續(xù)2 個月，8 月開始高值逐漸升高，最高值可達1.0，并且異常區(qū)域空間尺度大于15 000 km2。當(dāng)異常達到最高值時，距離異常區(qū)邊緣東側(cè)120 km 內(nèi)發(fā)生了廣西北流5.2 級地震（圖4）。從調(diào)制比高值變化時間進程圖來看（圖5），北流地震前調(diào)制比逐漸升高，在升高過程中發(fā)生了北流地震。

圖4 2019年10月12日廣西北流5.2地震前固體潮調(diào)制比時空演化過程Fig.4 The temporal and spatial evolution of the solid tidal modulation ratio before the Beiliu M5.2 earthquake on October 12th，2019

圖5 2019年10月12日廣西北流5.2地震前小震調(diào)制比時間掃描結(jié)果Fig.5 Time scan results of the small earthquake modulation ratio before the Beiliu M5.2 earthquake on October 12th，2019

2.2 華南沿海地區(qū)中強地震前調(diào)制比特征及預(yù)測效能評估

利用中國地震臺網(wǎng)中心統(tǒng)一正式目錄，對1970 年以來華南沿海地震帶17 次5 級以上中強地震進行小震調(diào)制比全時空變化特征掃描，結(jié)果顯示其中10次地震前出現(xiàn)調(diào)制比高值（表1）。時間演化方面，震前1年左右的時間震中或附近地區(qū)出現(xiàn)高值，演化時間2～12個月，根據(jù)震例特征，高值持續(xù)2個月視為異常，異常高值持續(xù)或者消失過程中發(fā)生地震，即異常開始2～15 個月或異常消失1～10個月發(fā)生5級以上地震；空間演化方面，調(diào)制比高值異常區(qū)空間演化形式不一，主要體現(xiàn)為出現(xiàn)-擴張-收縮減弱-消失-發(fā)震、出現(xiàn)-增強-發(fā)震等，但空間尺度均大于15 000 km2，并且華南沿海地震帶5級地震發(fā)生在異常區(qū)域及周邊120 km范圍內(nèi)的區(qū)域；震級方面，震級的大小與異常演化時間、空間演化特征不存在統(tǒng)一的相關(guān)性；預(yù)測效能評估方面，華南沿海地震帶5 級以上地震報準(zhǔn)率10/17（占比58.8%），R=0.50，R0=0.27，其中西段的地震報準(zhǔn)率4/5（占比80%），東段地震報準(zhǔn)率6/12（50%），而對于陸地和海域，陸地地震的報準(zhǔn)率高于海域，這和當(dāng)時海域的監(jiān)測能力有關(guān)。

表1 1970—2019年東南沿海地震帶5級以上地震調(diào)制比統(tǒng)計Table 1 Statistics of the modulation ratio of earthquakes with M≥5 in the southeastern coastal seismic belt from 1970 to 2019

（接表1）

3 討論及結(jié)論

本研究利用調(diào)制比掃描方法，對1970—2019年華南沿海地震帶5 級以上中強震進行小震調(diào)制比全時空特征分析，發(fā)現(xiàn)調(diào)制比高值異常對華南沿海地震帶中強震有一定的指示意義。調(diào)制比大于0.59且持續(xù)2 個月則視為異常，高值異?？臻g尺度大于15 000 km2，中強震一般發(fā)生在異常開始2～15 個月或異常消失1～10 個月，震中位置大多在異常區(qū)域及周邊120 km 范圍內(nèi)的區(qū)域，震級與調(diào)制比演化時間、空間特征不存在嚴(yán)格的相關(guān)性，預(yù)測效能評估R=0.50，R0=0.27。

通過震例統(tǒng)計分析，調(diào)制比異常高值持續(xù)增強或者消失過程中均可能發(fā)生地震，大多在異常消失后發(fā)震，雖然出現(xiàn)異常高值后12 個月左右為發(fā)震優(yōu)勢時段，但整體震例回溯看，調(diào)制比高值異常可作為短期異常指標(biāo)進行動態(tài)跟蹤。

華南沿海地震帶地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，調(diào)制比空間演化特征多樣，不存在統(tǒng)一性。另外，華南沿海地震帶東段和西段地震活動背景存在差異，東段地震活動強于西段，并且大多中強震集中在海域，從震例回溯結(jié)果分析，東段調(diào)制比高值異常預(yù)測效能低于西段，這主要是由于華南沿海地震帶中強震大多集中在上世紀(jì)90 年代，海域地震記錄能力較低，可能造成海域調(diào)制比掃描結(jié)果誤差較大。

綜上所述，華南沿海地震帶復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造及地震活動背景，可能會造成中強震前的調(diào)制觸發(fā)作用和演化過程的差異。通過震例回溯，調(diào)制比異常可以作為一種輔助手段，研判未來中強地震發(fā)生的時間和位置，但仍需要結(jié)合更多有效的地震活動參數(shù)分析以及地球物理觀測方法進行綜合研判。