淺析中國深部高溫巖體地震地質(zhì)異常響應(yīng)

莊慶祥 鄭霜高 姜兆鈞 莊公勛

（1福建省能源研究會 福建福州 350001 2福建省祥和地?zé)衢_發(fā)有限公司 福建漳州 363000）

筆者通過反復(fù)拜讀程德利、謝毓壽等地震專家編著、地震出版社出版的 《1900—1980年M≥4.7級地震的均一震級目錄》專著[1]，深受啟發(fā)，全書收錄了全國 81年 M≥4.7級地震3442次，內(nèi)容豐富齊全，對研究中國深部熱物質(zhì)上涌、運(yùn)移、調(diào)整、變異、交換等深部高溫巖體地震地質(zhì)響應(yīng)[2]有著特殊的意義，必將加快推進(jìn)我國干熱巖勘查地質(zhì)響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的制定進(jìn)程。事實證明，天然地震研究是我國大范圍、小比例尺干熱巖地?zé)岬刭|(zhì)初查的重要內(nèi)容與不可或缺的重要手段，可作為全國范圍內(nèi)確定并劃分出重點工作區(qū)、一般工作區(qū)與簡單工作區(qū)的戰(zhàn)略性信息資料依據(jù)之一。為此，筆者將我國全境按區(qū)位、地質(zhì)構(gòu)造單元劃分11個地震分區(qū)，開展各個地震分區(qū)地震強(qiáng)度、頻次、密度分級統(tǒng)計與比較分級排隊，從中遴選出地震強(qiáng)度強(qiáng)、頻次多、密度大的典型地震分區(qū)作為干熱巖地?zé)岬刭|(zhì)普查的重點工作區(qū)。

眾所周知，我國是地震災(zāi)害多發(fā)的國家，1900—1980年81年間共計發(fā)生了3 442次≥4.7級破壞性地震，平均每年發(fā)生42.49次，即平均每0.024年發(fā)生一次4.7級以上破壞性地震，其中：≥7級特大地震87次，平均每年發(fā)生1.074次，即平均每0.93年發(fā)生一次；6～6.9級大地震444次，平均每年發(fā)生5.48次，即平均每0.18年發(fā)生一次；4.7～5.9級中強(qiáng)地震2911次，平均每年發(fā)生35.94次，即平均每0.028年發(fā)生一次。天然地震是深部高溫巖體最直觀、最鮮活、最深刻、最生動的地質(zhì)響應(yīng)，尤其是淺源大地震與群震震中地殼內(nèi)必有干熱巖熱源、熱儲、熱蓋與熱通存在，往往具備狹義干熱巖必要條件和充分條件，干熱巖地?zé)豳Y豐富。由此可見，充分應(yīng)用天然地震資料創(chuàng)新研發(fā)中國干熱巖地震地質(zhì)勘查 （包括初查階段以天然地震為主，普查、詳查階段與開采階段以人工地震為主）方法與手段，完全可以摸索創(chuàng)新出一套符合中國國情、接地氣的以震找熱（深部）的科學(xué)干熱巖勘查方法來。

1 地震分區(qū)與地震分級

根據(jù)我國境內(nèi)地理與地質(zhì)構(gòu)造單元，劃分了11個地震分區(qū)（按地震強(qiáng)度、頻次、密度由強(qiáng)、多、大到弱、少、小順序排列，見表1）：閩臺地震分區(qū)；新疆地震分區(qū)；滇蜀黔地震分區(qū)；青藏地震分區(qū)；陜甘寧晉地震分區(qū)；東北（黑吉）地震分區(qū)；京津冀魯遼渤海灣地震分區(qū)；粵桂瓊南海地震分區(qū)；滬蘇浙皖贛東海地震分區(qū)；內(nèi)蒙地震分區(qū)；湘楚豫地震分區(qū)[3-4]。

根據(jù)我國地震災(zāi)害國情，劃分三類地震：≥7級特大地震、6～6.9 級大地震、4.7～5.9 級中強(qiáng)地震。

2 各地震分區(qū)地震分布頻次特征

2.1 閩臺地震亞區(qū)

閩臺地震亞區(qū)≥4.7級地震1 502次，占全國同類地震總數(shù)（3 442次）的43.64%。自東往西包括了臺灣外海、臺灣島、臺灣海峽、福建沿海陸地、福建西部內(nèi)陸等5大地震亞區(qū)。

（1）≥7級特大地震38次占全國同類地震總數(shù)（87次）的43.68%。平均每年發(fā)生0.47次，即平均每2.13年發(fā)生一次。

（2）6～6.9級大地震209次，占全國同類地震總數(shù)（444次）的47.07%，平均每年發(fā)生2.58次，即平均每0.39年發(fā)生一次。

（3）4.7～5.9中強(qiáng)地震 1255次，占全國同類地震總數(shù)（2911次）的43.11%，平均每年發(fā)生16.10次，即平均每0.06年發(fā)生一次。

2.2 新疆地震分區(qū)

新疆地震分區(qū)≥4.7級地震509次，占全國同類地震總數(shù)的14.79%，平均每年發(fā)生6.28次，即每0.16年發(fā)生一次。

（1）≥7級特大地震15次，占全國同類地震總數(shù)的17.24%，平均每年發(fā)生0.19次，即平均每5.26年發(fā)生一次。

（2）6～6.9級大地震46次，占全國同類地震總數(shù)的10.36%，平均每年發(fā)生0.57次，即平均每1.75年發(fā)生一次。

（3）4.7～5.9級中強(qiáng)地震448次，占全國同類地震總數(shù)的15.39%，平均每年發(fā)生5.53次，即18年發(fā)生一次。平均每0.18年發(fā)生一次。

2.3 滇蜀黔地震分區(qū)

滇蜀黔地震分區(qū)≥4.7級地震448次，占全國同類地震總數(shù)的13.02%，平均每年發(fā)生5.53次，即平均每0.18年發(fā)生一次。

（1）≥7級特大地震12次，占全國同類地震總數(shù)的13.79%，平均每年發(fā)生0.15次，即平均每6.67年發(fā)生一次。

（2）6～6.9級大地震46次，占全國同類地震總數(shù)的10.36%，平均每年發(fā)生0.57次，即平均每1.75年發(fā)生一次。

（3）4.7～5.9中強(qiáng)地震390次，占全國同類地震總數(shù)的13.40%，平均每年發(fā)生4.57次，即平均每0.22年發(fā)生一次。

2.4 青藏地震分區(qū)

青藏地震分區(qū)≥4.7級地震621次，占全國同類地震總數(shù)的18%，平均每年發(fā)生7.67次，即平均每0.13年發(fā)生一次。

（1）≥7級特大地震10次，占全國同類地震總數(shù)的11.49%，平均每年發(fā)生0.12次，即平均每8.33年發(fā)生一次。

（2）6～6.9大地震84次，占全國同類地震總數(shù)的 18.92%，平均每年發(fā)生1.04次，即平均每0.96年發(fā)生一次。

（3）4.7～5.9級中強(qiáng)地震527次，占全國同類地震總數(shù)的18.10%，平均每年發(fā)生6.51次，即平均每0.15年發(fā)生一次。

2.5 陜甘寧晉地震分區(qū)

陜甘寧晉地震分區(qū)≥4.7級地震79次，占全國同類地震總數(shù)的2.30%。

（1）≥7級特大地震5次，占全國同類地震總數(shù)的5.75%，平均每年發(fā)生0.06次，即每16.67年發(fā)生一次。

（2）6～6.9級大地震10次，占全國同類地震總數(shù)的2.25%，平均每年發(fā)生0.12次，即平均每8.33年發(fā)生一次。

（3）4.7～5.9級中強(qiáng)地震64次，占全國同類地震總數(shù)的2.20%。平均每年發(fā)生0.79次，即平均每1.27年發(fā)生一次。

2.6 東北（黑吉）地震分區(qū)

東北（黑吉）地震分區(qū)≥4.7級地震42次，占全國同類地震總數(shù)的1.2%，平均每年發(fā)生0.52次，即平均每1.92年發(fā)生一次。

（1）≥7級特大地震3次，占全國同類地震總數(shù)的3.44%，平均每年發(fā)生0.04次，即平均每25年發(fā)生一次。

（2）6～6.9級大地震17次，占全國同類地震總數(shù)的3.83%，平均每年發(fā)生0.21次，即平均每4、76年發(fā)生一次。

（3）4.7～5.9級中強(qiáng)地震22次，占全國同類地震總數(shù)的0.76%，平均每年發(fā)生0.27次，即平均每3.7年發(fā)生一次。

2.7 京津冀魯遼渤海地震分區(qū)

京津冀魯遼渤海地震分區(qū)≥4.7級地震119次，占全國同類地震總數(shù)的3.46%，平均每年發(fā)生1.47次，即平均每0.68年發(fā)生一次。

（1）≥7級特大地震3次，占全國同類地震總數(shù)的3.45%，平均每年發(fā)生0.037次，即平均每27.03年發(fā)生一次。

（2）6～6.9級大地震14次，占全國同類地震總數(shù)的3.15%，平均每年發(fā)生0.17次，即平均每5.88年發(fā)生一次。

（3）4.7～5.9級中強(qiáng)地震102次，占全國同類地震總數(shù)的3.50%，平均每年發(fā)生1.26次，即平均每0.79年發(fā)生一次。

2.8 粵桂瓊南海地震分區(qū)

粵桂瓊南海地震分區(qū)≥4.7級地震45次，占全國同類地震總數(shù)的1.30%，平均每年發(fā)生0.56次，即平均每1.79年發(fā)生一次。

（1）≥7級特大地震1次，占全國同類地震總數(shù)的1.15%。平均每年發(fā)生0.01次，即平均每100年發(fā)生一次。

（2）6～6.9級大地震8次，占全國同類地震總數(shù)的1.8%，平均每年發(fā)生0.1次，即平均每10年發(fā)生一次。

（3）4.7～5.9級中強(qiáng)地震36次，占同類地震總數(shù)的1.24%，平均每年發(fā)生0.44次，即平均每2.27年發(fā)生一次。

2.9 滬蘇浙徽贛東海地震分區(qū)

滬蘇浙徽贛東海地震分區(qū)≥4.7級地震32次，占全國同類地震總數(shù)的0.93%，平均每年發(fā)生0.4次，即平均每2.5年發(fā)生一次。

（1）無≥7級特大地震。

（2）6～6.9級大地震7次，占全國同類地震總數(shù)的1.58%，平均每年發(fā)生0.09次，即平均每11.11年發(fā)生一次。

（3）4.7～5.9級中強(qiáng)地震25次，占全國同類地震總數(shù)的0.86%，平均每年發(fā)生0.31次，即平均每3·23發(fā)生一次。

2.10 內(nèi)蒙地震分區(qū)

內(nèi)蒙地震分區(qū)≥4.7級地震34次，占全國同類地震總數(shù)的1%，平均每年發(fā)生0.42次，即平均每2.38年發(fā)生一次。

（1）無≥7級特大地震。

（2）6～6.9大地震3次，占全國同類地震總數(shù)的 0.68%，平均每年發(fā)生0.04次，即平均每25年發(fā)生一次。

（3）4.7～5.9級中強(qiáng)地震31次，占全國同類地震總數(shù)的1.06%，平均每年發(fā)生0.38次，即每2.63年發(fā)生一次。

2.11 湘楚豫地震分區(qū)

湘楚豫地震分區(qū)≥4.7級地震11次，占全國同類地震總數(shù)的0.38%，平均每年發(fā)生0.14次，即平均每7.14年發(fā)生一次。

（1）≥7級特大地震0次。（2）6～6.9 級大地震 0 次。（3）4.7～5.9級中強(qiáng)地震11次，占全國同類地震總數(shù)的0.38%，平均每年發(fā)生0.14次，即平均每7.14年發(fā)生一次。

3 閩臺地震分區(qū)淺析

表1及以上資料充分說明閩臺地質(zhì)塊體深部高溫巖體地震地質(zhì)響應(yīng)最劇烈，是中國最具潛力的干熱巖重點工作區(qū)。為提供該地震分區(qū)今后干熱巖地?zé)岬刭|(zhì)勘查遴選重點工作靶區(qū)與深孔井位的精準(zhǔn)布置服務(wù)，特別選擇閩臺地震分區(qū)進(jìn)行示范性剖析（表2），將該地震分區(qū)進(jìn)一步劃分出如下五大亞地震區(qū)，分別剖析如下：

3.1 臺灣外海亞地震區(qū)

臺灣外海亞地震區(qū)≥4.7級地震1 022次，占地震分區(qū)同類地震總數(shù)（1 551次）的65.89%，平均每年發(fā)生12.62次，平均每0.08年發(fā)生一次。

（1）≥7級特大地震22次，占地震分區(qū)同類地震總數(shù)（38次）的57.89%，平均每年發(fā)生0.27次，即平均每3.7年發(fā)生一次。

表1 1900—1980年中國地震分區(qū)≥4.7級地震均一震級統(tǒng)計表

表2 1900—1980年閩臺地震分區(qū)五大亞區(qū)統(tǒng)計表

（2）6～6.9級大地震123次，占地震分區(qū)同類地震總數(shù)的58.85%，平均每年發(fā)生1.52次，即平均每0.66年發(fā)生一次。

（3）4.7～5.9級中強(qiáng)地震877次，占地震分區(qū)同類地震總數(shù)的67.25%，平均每年發(fā)生10.83次，即平均每0.09年發(fā)生一次。

3.2 臺灣島亞地震區(qū)

臺灣島亞地震區(qū)≥4.7級地372次，占閩臺地震分區(qū)同類地震總數(shù)的23.98%，平均每年發(fā)生4.59次，即平均每0.21年發(fā)生一次。

（1）≥7級特大地震10次，占地震分區(qū)同類地震總數(shù)的26.32%，平均每年發(fā)生0.12次，即平均每8.3年歲生一次。

（2）6～6.9級大地震64次，占地震分區(qū)同類地震總數(shù)的30.62%，平均每年發(fā)生0.79次，即平均每1.27年發(fā)生一次。

（3）4.7～5.9級中強(qiáng)地震298次，占地震分區(qū)同類地震總數(shù)的22.85%，平均每年發(fā)生3.68次，即平均每0.27年發(fā)生一次。

3.3 臺灣海峽亞地震區(qū)

臺灣海峽亞地震區(qū)≥4.7級地震149次，占地震分區(qū)同類地震總數(shù)的9.6%，平均每年發(fā)生1.84次，即平均每0.54年發(fā)生一次。

（1）≥7級特大地震6次，占地震分區(qū)同類地震總數(shù)的15.79%，平均每年發(fā)生0.074次，即平均每13.51年發(fā)生一次。

（2）2.6～6.9級大地震21次，占地震分區(qū)同類地震總數(shù)的10.05%，平均每年發(fā)生0.26次，即平均每3.85年發(fā)生一次。

（3）4.7～5.9級中強(qiáng)地震122次，占地震分區(qū)同類地震總數(shù)的9.36%，平均每年發(fā)生1.51次，即平均每0.66年發(fā)生一次。

3.4 福建沿海亞地震區(qū)

福建沿海亞地震區(qū)≥4.7級地震6次，占地震分區(qū)同類地震總數(shù)的39%，平均每年發(fā)生0.074次，即年平均13.51年發(fā)生一次。

（1）≥7級特大地震0次。

（2）6～6.9級大地震1次，占地震分區(qū)同類地震總數(shù)的0.48%，平均每年發(fā)生0.012次，即平均每81年發(fā)1一次。

（3）4.7～5.9級中強(qiáng)地震5次，占地震分區(qū)同類地震總數(shù)的0.38%，平均每年發(fā)生0.062次，即平均每16.13年發(fā)生一次。

3.5 福建內(nèi)陸亞地震區(qū)

福建內(nèi)陸亞地震區(qū)≥4.7級地震2次，占地震分區(qū)同類地震總數(shù)的0.13%，平均每年發(fā)生0.02次，即平均每50年發(fā)生一次[5]。

（1）≥7級特大地震0次。

（2）6～6.9 級大地震 0 次。

（3）4.7～5.9級中強(qiáng)地震2次，占地震分區(qū)同類地震總數(shù)的0.15次，平均每年發(fā)生0.02次，即平均每50年發(fā)生一次。

綜上所述，閩臺地震分區(qū)是我國11大地震分區(qū)中地震強(qiáng)度最強(qiáng)、頻次最多、密度最大的一個，是深部高溫巖體地震地質(zhì)響應(yīng)最劇烈的一個，映襯干熱巖地?zé)豳Y源可能最豐富，跟隨其后的分別是新疆地震分區(qū)、滇蜀黔地震分區(qū)、青藏地震分區(qū)、陜甘寧晉地震分區(qū)，深部高溫巖體地震地質(zhì)強(qiáng)烈，映襯干熱巖地?zé)豳Y源可能也很豐富；東北（黑吉）地震分區(qū)與京津冀魯遼渤海灣地震分區(qū)深部高溫巖體地震地質(zhì)響應(yīng)較強(qiáng)烈，映襯干熱巖地?zé)豳Y源可能較豐富，但東北地震分區(qū)大多屬深源地震，干熱巖熱源、熱儲埋藏深度大，開采難度大、成本高、風(fēng)險大；粵桂瓊及南海地震分區(qū)與滬蘇浙徽贛東海分區(qū)深部高溫巖體地震地質(zhì)響應(yīng)中等，映襯干熱巖地?zé)豳Y源中等豐富；內(nèi)蒙地震分區(qū)與湘鄂 （楚）地震分區(qū)為地臺地質(zhì)構(gòu)造相對穩(wěn)定區(qū)，深部高溫巖體地震地質(zhì)響應(yīng)較弱，映襯干熱巖地?zé)豳Y源可能較其它地震分區(qū)貧乏。這是中國天然地震1900-1980年81年時間段天然地震地球物理初查的成果，由于時間段短，地震分區(qū)排隊局限性較大，因此，這一研究內(nèi)容與結(jié)果僅供干熱巖地?zé)岬刭|(zhì)初查戰(zhàn)略性工作布署與遴選重點工作區(qū)參考。以上每個地震分區(qū)內(nèi)部各地深部高溫巖體地震地質(zhì)活動都是很不平衡的，說明各個地震分區(qū)內(nèi)都有相對優(yōu)、劣干熱巖區(qū)的分布，只是分布密度與面積大小差異懸殊不一而已。為此，建議各省的干熱巖地震地質(zhì)響應(yīng)勘查工作應(yīng)以省為單位，以各省（市、區(qū)）地震志為基礎(chǔ)，開展天然地震與人工地震等前人資料收集綜合析研究，擬定出各省干熱巖地?zé)岬刭|(zhì)勘查的重點工作區(qū)、一般工作區(qū)、簡單工作區(qū)，合理部署干熱巖地?zé)岬刭|(zhì)普查工作。干熱巖地?zé)岬刭|(zhì)普查工作要充分體現(xiàn)以震找熱的指導(dǎo)思想，以區(qū)域地下深部高溫巖體地質(zhì)響應(yīng)：殼幔異常結(jié)構(gòu)、地形地貌異常（成山、成盆）、成巖異常、成礦異常、地震等地質(zhì)災(zāi)害異常（成災(zāi)）、火山活動異常、新構(gòu)造斷裂活動異常、地表溫泉與淺層地?zé)崴顒赢惓５劝舜蟾蔁岬責(zé)岬刭|(zhì)勘查標(biāo)準(zhǔn)為中心，開展多領(lǐng)域、多學(xué)科、多技術(shù)相互融合、交叉、碰撞，集成創(chuàng)新出一部有中國特色、接地氣的干熱巖地?zé)峥辈榕c開發(fā)利用規(guī)范，以指導(dǎo)中國干熱巖勘查與開發(fā)利用沿著正確軌道乘風(fēng)破浪前進(jìn)，取得重大創(chuàng)新與突破，勇攀地?zé)帷⒌卣鸬厍蚩茖W(xué)高峰[6]!