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user: 5. 讨论 本章讨论几个与上述内容相关的新概念和新话题。这部分内容可能具有某些不确定性，因此放到这里阐述。 5.1. 关于壳内强震活动的远场前兆性地震 5.1.1. 台湾地震柱构造的地震活动性简介 在甄别粤桂琼地区地震活动与周边地震柱构造活动的关系之中，首当其冲要讨论粤桂琼地区的中强地震地震活动与台湾强震活动的关系。 图11. 台湾地震分布及地震子柱构造的划分(据ANSS地震目录，1963~2019.10，M4.0+) 依据ANSS地震目录资料，台湾M4.0+地震的分布如图11所示。由图可见，自菲律宾往北地震活动一直沿着岛链分布，可划分为台北地震子柱构造和台南地震子柱构造两个部分，根据二者活动性质的差异，台北地震子柱构造划归11号台湾及琉球地震柱，台南地震子柱构造划归22号马尼拉地震柱。为了本文讨论的方便，姑且将它们合并为台湾地震柱。 台北地震子柱构造主要控制宜兰及东部海域的强震活动，还包括台湾本岛北部及北部海域的火山活动。1965年以来发生过3次7级以上强震，1916年4月18日有过ZENGYU火山(26.18˚N，122.458˚E)的喷发。台北地震子柱构造的立体图像似斧头状，上大下小，近于直立，M4+地震最大震源深度约300 km，如图12所示。图12(b)显示壳内强震之前的壳下地震活动，极为丰富，而且具有一定的自下而上逐层驱动之势。目前处于高度活跃状态，明显缺壳内强震。 图12. 台北地震子柱构造的初级模型及壳下地震活动状态(据ANSS地震目录，1963~2019.10，M4.0+) 图13. 台南地震子柱构造的初级模型及壳下地震活动状态(据ANSS地震目录，1963~2019.10，M4.0+) 台南地震子柱构造主要控制台湾本岛及东部和南部海域的壳内强震及火山活动。1965年以来发生过7次7级以上强震，包括1986年花莲近海的7.8级强震和本岛1999年的南投7.9级强震，1955年10月还有过东部海域的未名火山喷发(19.17˚N， 132.25˚E)。台南地震子柱构造的立体图像为典型的倒立圆锥体，上大下小，完全直立，M4+地震最大震源深度约220 km，如图13所示。图13(b)显示壳内强震之前的壳下地震活动，不如台北地震子柱构造那样丰富，但同样显示出与壳内强震活动的密切关系。目前处于高度活跃状态，明显缺壳内强震。 5.1.2. 粤桂琼地区中强地震活动与台湾地区强震活动的比较 为了进行对比，做了两项资料安排： 1) 将台湾地震柱的两个地震子柱构造的地震活动合并讨论； 2) 粤桂琼地区以统计区III为基础，加入了1995年6月5日的海南东方5.2级地震、1999年5月17日南海的5.5级地震和2019年11月25日靖西5.2级地震(表5)。这样一来，粤桂琼研究区的全部M5.2+地震皆已纳入讨论。 结果如图14所示。由图可见，图14(a)的M5.2+地震与图14(b)的M7+地震几乎一一对应，前者的地震几乎都发生在后者对应地震之前，即处在台湾强震孕育与活跃的过程之中。尤其是1999年台湾南投(集集) 7.9级地震之前，粤桂琼研究区发生多起中强地震，包括北部湾、东方、荔波、南海等地，最大震级6.4级，整个粤桂琼大地此起彼伏。因此，本文称粤桂琼的中强地震活动为台湾强震的远场前兆性地震活动。值得关注的是，目前台湾地区明显缺失7级以上的壳内强震活动(图12~14)，因此粤桂琼地区的中强地震活动可能还会有某些进展。至于台湾未来几年的强震活动态势，需要依据台湾本地地震目录加以详细研究(待续)。 图14. 粤桂琼地区中强地震活动与台湾地区强震活动的M-t图对比。(a) 据CEDC目录，1969~2019.10，M3.0+；(b)据ANSS目录，1963~2019.10，M5.0+ Table 5 Moderate to strong seismic activity in Yue-Gui-Qiong region (according to CEDC catalogue， 1969-2019.10， M5.2+ 时间 * 经度 纬度 震级 深度(km) 参考地名 19690726064943 111.78 21.71 6.4 5 广东阳江市阳西县 19771019104447 107.60 23.40 5.0 16 广西百色市平果县 19860128071352 111.80 21.70 5.4 0 广东阳江 1986.075 19881110091743 108.42 21.28 5.4 7 北部湾 19941231105716 109.35 20.43 6.1 7 北部湾 19950605081600 108.60 18.70 5.2 0 海南东方1995.426 19950110180945 109.40 20.50 6.2 11 北部湾 19980416111300 107.99 25.12 5.3 11 贵州荔波 19990517112926 110.42 18.50 5.5 0 南海1999.374 20160731171810 111.54 24.09 5.2 10 广西苍梧2016.581 20191012225524 110.51 22.18 5.2 10 广西玉林市北流市 20191125091819 106.65 22.89 5.2 10 广西百色市靖西市 表5. 粤桂琼地区中强地震活动(据CEDC目录，1969~2019.10，M5.2+) * 时间含年月日、时分秒，精确到秒。 5.1.3. 1969年阳江M6.4地震与1970年通海M7.9地震的关系 图9中1969年7月26日的阳江6.4级地震(21.71˚N， 111.78˚E)与1970年1月5日的云南通海7.9级地震(24.20˚N， 102.68˚E)，同属南岭纬向构造带，也应该属于远场前兆性地震活动。正所谓“同一构造体系内，再远也是近”。据82岁高龄的龙运武高级工程师回忆(口述)：1969年年底，因为西沙群岛附近发生4级多的震群(地震目录无记载)，受中央地震工作小组的派遣，中国科学院中南大地构造及地球化学研究室龙运武等多位地质工作者，在广州军区政治部主任的率领下乘专机前往海南岛“捉地震”，发现陵水以东的海岸边100多米宽地热异常带，从榆林至万宁呈北东走向，因海水淹没无法确定最大宽度。赤脚走路感觉烫脚，连附近农家猪也不敢习惯性地下海洗澡了。另外，榆林和秀英两个重要坑道观测站的地温监测仪器同步出现地热异常，秀英观测站的最高升温幅度达每小时1℃，其后陵水地震台地震仪器记录到强地震，因记录笔头长时间出格被当作“虫子干扰”关机，后来才知道是通海特大地震。强震过后没有再关心地热异常情况，改做海南岛地震区划工作，春节以后工作组撤离。这段回忆，证实了当年海南岛地热异常与通海地震的关联，而1969年的阳江地震正好位于上述地热异常带北东方向的延长线上，当然也就不能排除1969年阳江地震与通海地震的关联。 由此可以得出结论，周边的3个地震柱构造都对粤桂琼地区的中强地震活动存在着不同程度的影响与制约。因此，局限于本地区，就地震论地震，就大地构造论地震，都是不可取的。 5.1.4. 关于远场前兆性地震的解释 所谓远场前兆性地震，是指地表敏感性大地构造在常规继承性运动的背景下接受远场未来强震活动体深部应力场的辐射推动而发生的强迫性构造运动，具有突发性和阶段性，随着远场强震活动的临近而消失。按照常理，壳内强震或者火山喷发之前地震柱构造的活动必然会造就一个强大的应力场。作者在研究爱琴海M6.9地震的孕震过程时制作了一幅动画图像，显示应力场的震前变化一闪一闪的，犹如心脏的悸动，蔚为壮观 [ 25 ]。于是可以联想，当地震柱构造内的深部地震开始活动时，其应力场向上的辐射必定是远场的，如果其能量足以推动某些远场地表的敏感性构造活动，就有可能发生远场前兆性地震。然而，随着壳下地震活动主体逐渐向上转移，其应力场的辐射范围会逐渐缩小，那么原有的远场前兆性地震效应即会渐渐消退，停止活动。当然，这只是一种推理，实际情形可能复杂得多。 5.2. 关于广西山字型构造的意义 本文极力寻找有关广西山字型构造的描述。当然，李四光先生和张文佑先生的描述最为经典，可惜未见到完整的图像描述，最后找到沈淑敏等3篇文献的插图 [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ]，如图15所示。图15(a)和图15(b)基本符合李四光先生和张文佑先生的描述，其余有所扩展。 由图15(a)看，南岭地区的正弦性构造与地中海地区的构造极为相似。地中海地区由于存在地震柱构造，壳下地震活动极为丰富，最大深度可达650 km，因此强震频发，埃特纳火山尤为强烈，而南岭地区则平静多了。因此，壳下地震的活动可以决定地表构造的活动性。 图15(c)将山字型的弧顶扩展到海南岛以南，似乎也颇有道理。海南岛的历史地震与火山，以及现代的5~6级地震活动，都不应该是一般的地表构造带所能够控制的。图15(d)为本文依据图7中的小震活动条带画出的一条弧线，还可以从图15(a)的虚线框中找到其活动脊轴。 由是观之，李四光先生所定义的广西山字型构造，表明南岭地区存在着生成山字型构造的大地构造环境，可是因为南岭地区的经向构造比较发育(图15(a))，实际情形可能有多重的山字型构造叠加。纵观全球，新华夏系构造和山字型构造等扭动构造带是最容易被地震柱构造活动所激励，因而研究粤桂琼地区的山字型构造对于本地的地震预测研究来说并非毫无意义。 图15. 广西山字型构造扩展示意图 5.3. 关于寻找海南地震柱构造的设想 关于寻找海南地震柱构造的设想，出于以下几方面的考虑： 1) 1605年的琼山7.5级地震，超过100 km 2 的地体陷落成海，最大幅度达10米，沦为历史遗迹。1979年10月21日《海南日报》报道，科学工作者经过4年多的调查，确定震级为8级，烈度XI˚。这个结果是可信的。纵观全球，1892年以来，7.5级以上的地震98.9%发生在地震柱构造影响区之内。 2) 琼北火山群玄武岩占地面积达7300 km 2 ，可辨认的火山口177座，规模宏大。按照作者的火山分类概念，依据火山口图片和喷发岩性判断，该火山群的喷发方式属于地震柱型火山喷发，而不是地幔柱型火山的流淌型溢出 [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]。壳内强震和火山是地震柱构造释放柱体能量的两种不同方式，前者释放机械能为主，后者释放热能为主。全球最为活跃的地震柱构造都是二者相辅相成的，比如智利地震柱、厄瓜多尔地震柱、危地马拉地震柱、鄂霍茨克地震柱、日本地震柱、印尼地震柱、意大利地震子柱、九州地震子柱，等等。 3) 现有地震目录已经在海南岛南部发现2个深度大于35 km的壳下地震，如果进一步改善地震目录震源深度的测定技术，提高壳内地震与壳下地震的分辨率，或许还可发现更多的壳下地震活动。壳下地震活动是区别地震柱构造和地幔柱的主要依据。地震柱内的壳下地震活动可以指示未来地震活动的大致时间和地点，而地幔柱则几乎没有壳下地震活动。 4) P波速度的高速异常体是地震柱构造的重要证据之一 [ 12 ]。瞿辰等(2007)关于南海地区的地震层析成像研究成果，发现南海在400 km深度以内为一个P波速度的低速体 [ 46 ]。但是，这并不能排除在南海北部的海南岛地区可能存在P波高速异常体，因为高速异常体和低速异常体往往相邻而伴。郝天珧等(2008)关于南海地区上地幔的地震层析成像扫描成果，果然发现琼州海峡及周边地区存在P波速度的高速异常体 [ 47 ]。正当本文结稿的最后时刻，找到了最后这条证据。 关于粤桂琼地区的中强地震活动表现为周边某些7级以上强震活动的远场前兆性地震活动与海南岛是否存在地震柱构造，二者并不矛盾。由前面的讨论知道，周边地区的11号、17号和22号地震柱构造在地球自转脉动的作用下基本保持同步活动的态势，如果海南岛也存在上地幔的地震柱构造，至少也会与它们同步活动，或许先行一步也未可知。粤桂琼地区的地震活动以及地震前兆现象(地热)对台湾强震和通海强震的敏感，表明海南地震柱构造(？)对周边地震构造(广义的包括地震柱构造和大地构造带)的敏感性，恰如一个“路由器”。 本文以为，如果海南地震柱构造的设想得以成立，粤桂琼地区的地震研究工作将会打开一个崭新的局面。要想这个设想得以成立，关键是判明本地区壳下地震的活动情况，因为只有壳下地震才是解决强震活动能量的基础，才是地震柱构造的立身之本。但是，这项工作只能依靠我们自己的力量，美国地震目录、日本地震目录，以及我国台湾地区的地震目录，都帮不了我们。当然，他们编制地震目录的经验是值得学习的。 如果海南地震柱构造的设想得以成立，似乎也为湖南常德地震找到了构造上的依据，即通过桂西连接秦岭、大兴安岭的新华夏系构造带(李四光，1942)，自南向北组成的1605年琼北M7.5或M8.0——1626年湖南会同M5.0——1628年桃源M4.75——1631年常德太阳山M6.75等地震的链接。“为什么从南部的会同走向北部的太阳山”，是湖南地震人几十年无法解开的一个“谜”。这是后话。 5.4. 关于中强地震活动区地震预测研究的技术思路与技术方案 中强地震活动区一般远离全球性地震柱构造，但又有可能受到某些地震柱构造的影响与牵制。本文展示了这样一种基本思路，包括： 1) 改善地震目录的编制技术，提高壳内地震与壳下地震的分辨率，以确定本地区是否存在壳下地震活动，寻找壳内强震活动能量的源头； 2) 检视周边邻近地震柱构造的形态与活动方式，以确定本区地震活动与相关地震柱构造活动是否存在关联，比如湖北地震可能受到11号台湾及琉球地震柱和17号缅甸地震柱的夹击，山东、安徽、浙江的地震活动可能受到08号珲春地震柱、09号北马里亚纳地震柱和11号台湾及琉球地震柱的影响，等等； 3) 如果这种关联存在，则首先应检视研究区是否构成某个地震柱构造的地震子柱构造，进而检视是否存在远场前兆性地震或者震后效应等问题； 4) 如果这种关联存在，则可以参照地震柱构造强震区地震预测思路做进一步的研究 [ 25 ] [ 26 ] [ 34 ] [ 35 ]，如果排除了本区存在壳下地震活动的可能性，则只能另寻它法。 基本思路就是：中强地震并不是无缘无故发生的，必须具有发生强震的能量来源，或者受到邻近地震柱构造的影响，或者本身就是某个地震柱构造影响区内的一个地震子柱构造，或者本身也存在地震柱构造。如果按照地震的断层成因说，以地表构造的继承性运动方式闭锁和解锁，一是其能量有限，不足以发生5级、6级强震，二是闭锁和解锁的状态难以判断，几十年的经验证明是走不通的。如果中强地震活动地区与某些地震柱构造存在关联，又如果本区也存在壳下地震活动，则可以解决很大一部分问题。