粵西地區地震活動性與地震分布特點分析

孫靖舒，朱騰

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粵西地區地震活動性與地震分布特點分析

孫靖舒1，朱騰2

（1.廣州工商學院，廣州 528138；2.廣東省地震局，廣州 510030）

根據廣東省地震目錄，選用6種對粵西地區有較好預報能力的測震學指標進行時間掃描分析和空間掃描分析，并對該區域地震分布與斷裂位置、磁異常分布進行對比分析。結果顯示：算法復雜性AC值、地震調制比Rm值存在異常，空間掃描結果顯示異常多數集中在陽江和北部灣地區，并根據ML≥5.0地震M－T關系和能量蠕變曲線，推測粵西地區2015年有發生ML5.0級地震的可能；地殼磁異常的展布方向與斷裂方向一致，ML2.0級以上的地震多集中在弱磁及正負磁異常分界的區域。

地震；地震調制比Rm值；地殼磁異常；粵西

粵西地區位于東南沿海地震帶的中段偏西南，主要包括湛江、陽江、茂名、云浮等地。地震活動空間上主要沿廣州-陽江、瓊山-鋪前、合浦-北流斷裂帶分布，保持與東南沿海地震帶的一致性，強震的分布呈現自東南沿海向西北內陸逐步減弱的現象，歷史上7級以上的大地震都發生在沿海一帶。目前小震活動的特點表現為集中發生在歷史強震的發生地。區域內中強地震震源深度一般為5~15km，1605年的瓊山7.5級[1]和1969年的陽江6.4級地震[2]宏觀深度分別為15.5km，說明該區域地震多數均屬淺源地震。

圖1 粵西地區斷裂分布圖

區域內斷裂分布主要有三個方向：①北東向斷裂：蒼城-海陵斷裂、織貢斷裂；②北西向斷裂：洋邊海斷裂、漠陽江斷裂；③北東東斷裂：平崗斷裂。吳川-四會、恩平-新豐、蓮花山斷裂[3]。

從歷史地震資料可以看出自1 400年以來本區域明顯存在兩個活動周期，1 400~1 710年為第一活動周期，1 711年至今為第二活動周期，每一活動周期可以分為四個階段：平靜階段、加速釋放階段、大釋放階段和剩余釋放階段，根據目前地震的活動水平來看，現在處于第二活動周期的剩余釋放階段[4-7]。

1 研究方法

由于本文在進行地震時間和空間掃描分析時使用的方法較多，在此只介紹算法復雜性AC值、地震調制比Rm、以及地殼磁異常的計算方法。

1.1 算法復雜性AC值

算法復雜性AC值是一種描述時間序列復雜性的表征量，可以用來判斷地震過程是完全隨機的漲落還是受控于某種動力學規律支配的混沌過程。按照Kolmogorov原始的定義[8-9]，一個給定字符串的復雜性度量可由產生這一字符串最短計算機程序的字節數來表征。在處理地震數據時，先將帶小數的震級取整，把地震序列轉化成由3、4、5、6、7等組成的數字序列，再計算AC值，并用公式AC=AC’/LogMN作規一化處理。式中，AC’是由數字序列直接計算得到的算法復雜性AC值，M是每個字符可取值的數目，N是數字序列的字符總數[10]。

1.2 地震調制比Rm

秦寶艷于1982年提出調制小震法。固體潮主要是由月亮對地球的引力作用所致，而陰歷朔望前后的固體潮最大，但由于固體潮高時段較平緩，所以對潮高時段取4天即陰歷每月的二十九、三十、初一、初二及十四、十五、十六、十七，在此時段由固體潮誘發的小震稱為被調制小震（調制小震）Rm>m/N=4+4/29.5=0.27，可視為異常。不同地區，不同地質構造，RM異常值具有不同的數值。

圖2 算法復雜性AC值時間掃描分析圖

1.3 地殼磁異常

根據地磁場磁位函數理論，可以把地磁位表達為球諧級數

上式中的λ和θ分別表示經度和余緯，表示地球半徑（6371.2km），是n階m次Schmidt準歸一化締合Legendre函數，和是地磁位的球諧系數，即模型系數。在球坐標系下對磁位函數進行求導，就可以計算出地磁場北向分量X、東向分量Y和垂直分量Z，3個直角坐標分量（X = ?U/r?θ，Y =–?U /rsinq?λ，Z=?U/?r）取球諧階次n≥16，可以計算出地殼磁場北向分量DX、東向分量DY和垂直分量DZ。通過公式可計算出總強度ΔF[12-14]。

圖4 地震活動性AB值空間掃描圖

圖5 地震活動標度△F值空間掃描圖

2 研究內容與分析

2.1 地震活動性時間掃描分析

通過對本區域（E：108°~112.5°，N：18°~23.5°）1970年以來ML≥5.0級地震活動進行時間掃描（掃描窗長為18個月，滑動步長為6個月），選用兩種種對本區域有較好預報效能力的測震學指標詳細分析如下：

1）算法復雜性AC值時間掃描分析，當算法復雜性AC值高于均值線超過一年后，再轉為低值時，本區域存在發生ML≥5.0級地震的可能[15]，目前算法復雜性AC值高于均值線時間超過六年，并且處于下降階段。

2）地震調制比Rm值時間掃描分析：目前Rm處于上升階段，當地震調制比Rm值處于峰值時，存在發生ML≥5.0級地震的可能性。

2.2 地震活動性空間掃描分析

通過對粵西地區ML≥2.0級地震進行空間掃描（時間窗1.5年，滑動步長為6個月；空間窗長1.5°×1.5°，滑動步長0.5°×0.5°），多個空間掃描結果顯示高值異常區域主要集中在陽江地區、高州地區、北部灣地區，少數指標高值異常區為瓊西南近海和桂東南，詳見空間掃描圖。

2.3 地殼磁異常與地震分布特點分析

通過國內許多外學者研究發現許多大震均發生在地殼磁異常較弱、或正負異常分界的區域。粵西地區的弱磁區域為：陽春永寧、陽江市區、茂名高州與信宜交界、北部灣地區；粵西地區磁異常正負交界區域為：程村新湖、雷州半島部分地區。從圖中看出粵西地區2000~2014年度ML≥2.0級地震多數分布在磁異常較弱及正負異常分界的區域。

圖6 b值空間掃描圖

圖7 累計震級變化模型ZM值空間掃描圖

圖8 地震活動度S值空間掃描圖

圖9 地震活動熵空間掃描圖

圖10 2000－2014年度粵西ML≥2.0級地震分布圖和與ΔF的對應關系圖

3 討論與結論

如圖11所示，粵西地區發生ML≥5.0級地震后平靜期約為4-6年，本地區自2004年9月17日發生ML5.2級地震后，至今已有10年時間。從能量釋放上看本地區已具備發生5.0級以上地震的能量積累。

圖11 粵西地區及近海ML≥5.0地震M－T圖和蠕變圖

1）粵西地區地震主要集中在吳川-四會斷裂、茶山—平崗斷裂、以及潿洲島斷裂附近。

2）粵西及鄰區近海地區ML≥5.0地震平靜期已超9年，從蠕變圖看出能量積累具備發生ML5級左右地震背景。地震學時間掃描結果顯示目前該地區算法復雜性AC值、地震調制比Rm值存在異常；地震學空間掃描結果顯示異常多數集中在陽江和北部灣地區。未來粵西及近海區域存在發生M4.5左右地震的可能；

3）陽春永寧、陽江市區、茂名高州與信宜交界、北部灣地區為地殼弱磁異常區，粵西地區2000~2014年度ML≥2.0級地震多數分布在以上磁異常較弱及正負異常分界的區域。

[1] 張世良，張瑞禾.應用遙感技術對瓊北地區斷裂構造的分析［A］. 丁原章，李坪，時振梁，等.海南島北部地震研究文集［C］. 北京：地震出版社，1988，1-9.

[2] 鐘貽軍，任鎮寰.1969年陽江6.4級地震發震構造研究[J]. 大地測量與地球動力學，2003，11（4）:92-97.

[3] 陳國達，等.中國大地構造概要.北京:地震出版社，1977：100-116.

[4] 林紀曾，等.東南沿海地區地震活動特征的研究.見:丁原章等編.海南島北部地震研究文集.北京:地震出版社，1988：173-184.

[5] 林紀曾，等.東南沿海地區地震活動特征的研究.見:丁原章等編.海南島北部地震研究文集.北京:地震出版社，1988：173-184.

[6] 馬宗晉，等.中國地震活動圖像構造解釋圖. 北京: 中國地圖出版社，1991.

[7] 黃瑋瓊，等.東南沿海地區地震活動期的估計與趨勢分析.見: 丁原章，等編.海南島北部地震研究文集.北京:地震出版社，198.

[8] Kolmogorov A N.Three aPProaehes to quantitative deifnitio n of inofrmation. Prob. Inofrm. Transimissin，1965（l）: l-7.

[9] 呂悅軍，陸遠忠. 用算法復雜性分析時間序列.中國地震，1993，9（3）: 229-234.

[10] Lempe1A，Ziv J. On the ComPlexity of finite sequenees，IEEE Trans On lnformation Theory，1976，IT-22:75-81.

[11] 秦保燕，徐紀仁，姚立，等.西海固地區小震調制特征[ J] .西北地震學報，1983，5（增刊）:1-9.

[12] 安振昌，王月華，徐元芳. 中國及鄰近地區地磁場垂直梯度的計算與研究. 空間科學學報，1991，11: 4-23.

[13] 徐文耀. 地球電磁現象物理學. 合肥: 中國科技大學出版社，2009：216-243.

[14] 徐文耀，白春華，康國發. 地殼磁異常的全球模型. 地球物理學進展，2008，23: 641-651.

[15] Vit.nyi P M B.Andrei Nikolaevich Kolmogrov[J].CWI Quarterly，1998（1）:3-18.

Seismic Activity and Earthquake Distribution in West Guangdong

SUN Jing-shu1ZHU Teng2

（1-hou College of Technology and Business, Guangzhou 528138; 2- Guangdong Seismological Bureau, Guangzhou 510030）

6 seismometry indexes are selected based on earthquake directory of Guangdong Province as scanning factors, space-time distribution of earthquake, relation among earthquake and fault and magnetic anomaly in west Guangdong are scanned. The results indicate most of the anomalies are in Yangjiang and Beibu Gulf. And it is predicted that an earthquake with ML5.0 might take place in west Guangdong in 2015. Distribution of crust magnetic anomalies coincides with fault trending. Earthquakes with ML more than 5.0 are distributed over weak magnetic anomaly area and near boundary between positive and negative anomalies.

earthquake; seismic modulation ratio; crust magnetic anomaly; west Guangdong

2017-12-05

廣州工商學院2017年院級質量工程項目《基于新工科專業背景小創新創業教育的深度融合》（編號：ZL20171102）

孫靖舒（1988-），女，碩士研究生，助教，研究方向：電路與系統

[P511.2]

A

1006-0995（2018）03-0380-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.03.006