system: [SYSTEM]

user: 4. 北流M5.2地震的小区环境分析 4.1. 北流M5.2地震的基本状况 2019年10月12日的北流M5.2地震，发生在北纬22.18˚、东经110.51˚，震源深度10 km，最大烈度VI˚，似与石窝断层的活动有关(图7)。北流地区周边约100 km范围内的震源深度时序图和M-t图如图7(a)和图7(b)所示。图7(a)存在22 km深度的介断面，其下部有若干个下地壳地震。我们将25 km深度以下的地震(表3)绘制在图7(c)上，发现它们相对较为集中，显然并非震源深度测定的标准差所致。图7(c)似乎表明，北流M5.2地震之前，可能存在下地壳的地震乃至壳下地震活动，只是由于这里的震源深度测定存在某种系统偏差，目前还没有发现壳下地震活动而已。 图7. 北流地震前震源深度时序图、M-t图及下地壳地震分布图(据CEDC地震目录，1965~2019.10，M0.0+) Table 3 Lower crust seismicity in the 7 years prior to the Beiliu earthquake (From CEDC seismic catalogue， 1965-2019.10， M0.0+ 时间 * 经度 纬度 深度(km) 震级 2012.834 110.40 21.46 −28 1.4 2013.817 110.18 21.36 −28 1.2 2013.817 110.20 21.37 −27 1.1 2013.818 110.21 21.37 −28 1.1 2013.821 110.20 21.36 −28 1.1 2013.854 110.22 21.33 −32 1.5 2013.855 110.22 21.33 −32 1.1 2013.855 110.21 21.34 −31 1.2 2013.859 110.27 21.40 −29 1.4 2013.864 110.23 21.33 −31 1.5 2013.870 110.20 21.38 −27 1.1 2013.879 110.22 21.35 −31 1.1 2013.886 110.22 21.33 −31 1.3 2013.906 110.22 21.33 −32 1.7 2014.198 110.02 21.61 −32 1.8 2014.198 110.01 21.60 −32 2.1 2016.346 110.23 21.32 −32 0.9 2017.152 110.87 21.72 −25 0.3 2017.152 110.98 21.66 −30 2.8 2017.152 110.93 21.67 −27 0.5 2017.161 110.97 21.67 −28 0.8 表3. 北流地震前7年的下地壳地震活动(据CEDC地震目录，1965~2019.10，M0.0+) 4.2. 北流地震周边地区地震活动分布特征 以北流地震(22.18˚N、110.51˚E)为中心，以2˚ × 2˚、4˚ × 4˚、6˚ × 6˚、8˚ × 8˚为边界，分I~IV档区域进行地震统计，地表分布图像和地震集分别见图8和表4。 图8. 北流周边地震活动的平面分布(据CEDC地震目录，1965-2019.10，M1.0+) Table 4 Statistical seismic sets for peripheral regions of Beiliu earthquake (From CEDC seismic catalogue， 1965-2019.10， M1.0+ 地震源目录 震级下限 Mmin 震级上限 Mmax 频次 壳下地震 (h > 35 km) 最大震源深度 Hmax (km) 备注 统计区I 1.0 5.2 1，384 0 32 北流M5.2 2.0 509 0 32 3.0 53 0 27 4.0 6 0 13 5.0 1 0 10 统计区II 1.0 6.4 8，534 0 32 北部湾M6.4 2.0 2，937 0 32 3.0 398 0 30 4.0 48 0 30 5.0 11 0 12 6.0 2 0 11 统计区III 1.0 6.4 11，913 0 33 北部湾M6.4 2.0 4，486 0 32 3.0 644 0 30 4.0 70 0 30 5.0 15 0 12 6.0 2 0 11 统计区IV 1.0 6.4 18，540 2 91 北部湾M6.4 2.0 6，549 1 42 3.0 960 0 30 4.0 107 0 30 5.0 18 0 12 6.0 2 0 11 表4. 北流地震周边分区统计地震集(据CEDC地震目录，1965~2019.10，M1.0+) 由图8可见，如果撇开地表的大地构造，地震分布似以琼州海峡为弧顶呈弧形状分布，分别向北东方向和北西方向的两翼展开。从广义上来说，1969年的阳江M6.4地震，1994年和1995年北部湾的两次M6.4地震，历史上的琼山M7.5地震和1936年灵山M6.75地震，以及琼州火山群，都发生在一个弧形区域内。由弧形区域向北，一直到湘南地区，存在一个M5+地震的空区。从全球来看，经向构造上的强震活动比较少见，是符合山字型构造活动特征的。这是一个很有意思的现象，说明李四光先生所命名的广西山字型构造，只是表明该地区存在着生成山字型构造的大地构造背景，然而这里的实际构造情形可能比一个单一的广西山字型构造要复杂得多(详后)。 4.3. 粤桂琼地区与周边地震柱构造地震活动的比较 上节结果表明，表3的统计区Ⅱ囊括了粤桂琼地区历史和现代所有M6.0+的强震，属于粤桂琼地震活动的核心区域，故将其与周边3个地震柱构造的M-t图进行比对，如图9所示。 由图9可见，粤桂琼地区的地震活动对周边地震柱构造的强震活动存在某种关联响应，比如台湾本岛及周边海域，直至琉球地区，主要是属于11号台湾及琉球地震柱和22号马尼拉地震柱，尤以马尼拉地震柱为甚。初略看来，粤桂琼地区的中强地震大多发生在这两个地震柱构造的相关7级以上壳内强震之前，即处在地震柱构造活动增强的阶段。1969年阳江6.4级地震也是发生在1970年通海7.9级地震之前几个月，二者似乎不无关联。为了解释这些现象，下一章的讨论中，将提出一个“壳内强震活动的远场前兆性地震”概念，并针对台湾地区的地震和通海地震进行比较研究。 图9. 粤桂琼地区与周边地震柱构造M-t图对比 4.4. 粤桂琼地区的下地壳地震活动 统计区IV的震源深度时序图如图10所示。图中只有一个42 km和一个91 km深度的地震可以判断为壳下地震。但是，这张图显示在测定震源深度时设定了一个22 km深度的界面，因而构成一个断面，表现为深度测定的系统偏差。反观图3~5，时序图中的震源深度应该是连续变化的，按理应该做到0~650 km深度的地震合理地、连续地展开，才是好的地震目录。 于是，本文将20 km深度以下地震描绘在图8上，发现这些地震与区内的M5+地震存在或多或少的关联，表明其中就含有35 km深度以下的地震。阳江、北部湾M6+地震处皆有这种下地壳的地震活动，海南南部的42 km、91 km深度地震更不待说。因此，这张图说明本区可能存在壳下地震活动，但地震目录上没有被判断、被发现。 我们在别的地区也发现过同样的情形 [ 32 ] [ 40 ]。按照地震地热说的观点，我国西南地区，南北地震带上，紧临缅甸地震柱，其强震活动必然受到缅甸地震柱构造活动的影响与制约，可是这些地方M0.0+的地震目录，壳下地震寥寥无几，比同一时段、同一地区ANSS目录上M4.0+的壳下地震还要少很多。对比地中海的地震目录和新疆地震目录，实在天壤之别。2008年的汶川M8.0地震之前，2000年之前还有几个壳下地震，而2000~2008.5.12期间，汶川周边100 km范围内居然一个壳下地震也没有(奇怪！)，致使作者关于汶川地震成因的研究，直到“结论”时临门一脚夭折 [ 40 ]。 图7(a)和图10(a)表现的震源深度测定的系统偏差，只是测定技术的方法性问题。其实在2004年以前，美国ANSS地震目录也出现过同样问题，其介断面深度是10 km和33 km，后来改进了，提高了壳内地震与壳下地震的分辨率。日本1997年以后的地震目录和地中海2004年开始的地震目录，以及我国新疆地区重新修订的地震目录 [ 41 ] [ 42 ] 和我国台湾地区的地震目录，都做得很好，所以解决这个问题并不是很难的。 壳下地震活动的监测与判定，是地震地热说进行地震预测研究的关键。大量事实证明，全球95%以上的M7+的壳内强震，均发生在地震柱构造的影响范围之内，它们爆发之前都有持续十年、二十年的壳下地震活动，就表明强震的破坏能量是来自于上地幔的深部。因此，如果不能分辨出壳下地震活动，地震预测的研究将会一事无成。 图10. 粤桂琼地区M0.0+地震震源深度时序图与M3.0+地震M-t图(据CEDC地震目录，1965~2019.10) 4.5. 粤桂琼地区小区地震环境的基本特征 由本章所述，粤桂琼地区地震活动的小区环境可以概括为： 1) 粤桂琼地区的中强地震活动分布似乎存在一个广西山字型构造以外的山字型分布，弧顶位于琼州海峡附近，囊括了本区历史和现代的M6+地震及火山群。 2) 粤桂琼地区的中强地震活动受到周边地震柱构造活动的影响，尤其是11号台湾及琉球地震柱与22号马尼拉地震柱最为关联，与缅甸地震柱内通海地震似乎也有关联，有必要对此展开甄别研究(详后)。 3) 粤桂琼地区的M5+地震活动之前，可能存在壳下地震活动，北流地震之前也可能存在壳下地震活动。因此，有必要改善我们的震源深度测定技术，尽可能避免深度测定的系统偏差、缩小标准差，寻找与判定壳下地震活动。