閻春恒，周 斌

（廣西壯族自治區(qū)地震局，南寧 530022）

0 引言

在長期的地震監(jiān)測和預報工作實踐中，華南沿海地區(qū)積累了豐富的地震觀測資料，梳理得到一批預報效能較好的地震預測指標。如測震學方面，發(fā)現(xiàn)華南沿海地震帶中強地震存在密集—平靜的叢集現(xiàn)象[1-3]、東段和西段成組及準同步特征[4]；指出中強地震前普遍存在小震顯著增強、平靜、震群活動、地震開窗等現(xiàn)象，這些地震活動圖像異?？勺鳛橹袕姷卣鸬闹卸唐陬A測指標[5-16]；嘗試了近年提出的AI、AMR 方法在廣西和華南沿海地區(qū)的應(yīng)用[17-18]。對震前地球物理場觀測資料異常的分析也取得很多定性或定量化的認識。如粵閩交界及近海地區(qū)中強震前存在中短期及短臨的水化學前兆常變化[19]；2013 年廣西平果4.5 級地震前2個月震中附近存在熱紅外升溫現(xiàn)象[20]，2016年蒼梧5.4 級地震前存在流動重力異常[21-22]，提出了適用于華南地區(qū)的地磁加卸載響應(yīng)比異常指標和預測規(guī)則[23]；基于中國震例對華南地區(qū)中強地震前流體異常特征開展了分析，認為流體前兆異常出現(xiàn)后半年內(nèi)是優(yōu)勢發(fā)震時段[24]?；趲资甑牡卣痤A測實踐成果和顯著地震震例總結(jié)資料，華南六?。▍^(qū)）地震局分析預報人員開展了以華南沿海構(gòu)造區(qū)為主體的地震預測指標體系清理和建設(shè)工作，建立了由16 項測震學科和39 項前兆學科異常指標構(gòu)成的華南地區(qū)地震預測指標體系[25]，給出了不同構(gòu)造區(qū)的危險性判定綜合預測指標，但未給出基于不同學科異常指標的綜合預測策略，亟需探索預測指標體系在震情短臨跟蹤實踐中的應(yīng)用。基于前人研究成果，本文分析總結(jié)華南沿海地震帶活躍幕5級以上地震的前兆異常共性特征，并嘗試給出中短期跟蹤預測策略，供華南沿海地震帶震情短臨跟蹤預測實踐參考。

1 地震活動概況

華南沿海由于其特殊的構(gòu)造背景，地震活動強度、頻度均大于華南地塊的內(nèi)部，一般稱之為“華（東）南沿海地震帶”。對于該帶地震統(tǒng)計區(qū)的劃分，目前存在諸多方案[1-4，7，11]。近年華南6 省地震局的地震預報人員在構(gòu)建華南地區(qū)地震預測指標體系時[25]，借鑒了《中國地震動區(qū)劃圖》（GB 18306-2015）編圖第二任務(wù)組提供的方案，本文的地震統(tǒng)計區(qū)劃分也沿用該方案。由于華南沿海地震帶地震活動主要集中在東段的閩粵贛交界及近海地區(qū)和西段的粵桂瓊交界及近海地區(qū)，結(jié)合地震構(gòu)造和地震活動性的差異性，以廣東陽山—從化—惠陽一線為界，將華南沿海地震帶分為東、西兩段（圖1中虛線多邊形區(qū)域）。

圖1 華南沿海地震帶地震和地質(zhì)構(gòu)造圖Fig.1 Seismic and geological structure map of South China coastal seismic belt

華南沿海地震帶包括東南沿海、東海南部、臺灣海峽及南海北部，大地構(gòu)造屬加里東褶皺帶。該區(qū)晚古生代以來大部分為相對隆起區(qū)，中生代構(gòu)造運動強烈，以斷裂和斷塊活動為主，新生代以來斷裂繼續(xù)活動，形成一些斷陷盆地，如雷瓊、三水、潮汕等，沉積較厚的新生代地層。該地區(qū)北段斷裂構(gòu)造以NNE向為主，次為NWW 向；南段則以NEE 向為主，次為NNW 向。受臺灣碰撞帶影響，晚第四紀以來，臺灣海峽西部濱海斷裂附近及潮汕、漳州、雷瓊等斷陷盆地構(gòu)造活動較為強烈。

華南沿海地震帶是華南地區(qū)中強地震活動的主體地區(qū)，歷史上幾乎所有的6級以上地震都集中在該區(qū)域。截至2022 年3 月，該地震統(tǒng)計區(qū)共記錄到5.0 級以上地震124 次，均為淺源地震，其中7.0～7.9 級地震 5 次，6.0～6.9 級地震 24 次，5.0～5.9 級地震95 次，最大地震為1604 年泉州海外7?級和1605年海南瓊山7?級地震。華南沿海地震帶最早一次地震記載為963 年5 月泉州4?級地震，而1500以后該帶5級以上地震記載才較完備[25]。

2 5 級以上地震進入活動幕的主要判定依據(jù)

前人研究普遍認為，華南沿海地震帶第二活動周期始于1700年前后[26]。第二活動周期初期5級以上地震記載較少，1870 年以來記載才較多。該帶1870 年以來5 級以上地震活動具有明顯的時間叢集特征[2，25]，已經(jīng)歷了6 個完整的活躍幕和平靜幕，2016 年蒼梧5.4 級地震打破了第六個平靜幕長達16.8年的5級以上地震超長平靜，目前處于第七個活躍幕（圖2）。統(tǒng)計前六個活躍幕和平靜幕的5級以上地震發(fā)震間隔，活躍幕期間平均為1.3 年，平靜幕期間平均為6.7 年?；钴S幕期間華南沿海地震帶5級以上地震發(fā)生概率非常高，可為地震中期預測提供重要參考依據(jù)，因此判定華南沿海地震帶是否處于活躍幕至關(guān)重要。

圖2 1870年以來華南沿海地震帶5級以上地震活動Fig.2 Seismicity of M≥5 in South China coastal seismic belt since 1870

受小震記錄完備性、地球物理場資料積累時間短等因素制約，關(guān)于華南沿海地震帶開幕特征的研究較少。周崢嶸等[25]研究認為，華南沿海地震帶發(fā)生5.5 級以上地震可判定為進入中強地震活躍幕，1900 年以來的4 個活躍幕開幕均發(fā)生5.5 級以上地震。該指標用于判定華南沿海地震帶進入活躍幕的信度較高，但是活躍幕初期的5.0～5.4 級地震以及首個5.5 級地震會漏報，需要探尋和總結(jié)更多有效判定華南沿海地震帶進入活躍幕的依據(jù)。普遍認為，2016 年7 月31 日廣西蒼梧5.4 級地震是華南沿海地震帶進入新一輪地震活躍幕的開幕地震。李莎等[16]研究發(fā)現(xiàn)，蒼梧5.4 級地震前幾年，華南地區(qū)ML4以上地震活動顯著增強，且空間上存在由水庫地區(qū)向非水庫地區(qū)遷移的現(xiàn)象，同時伴隨ML2以上震群活躍。葉秀薇等[19]總結(jié)了華南沿海地震帶20 世紀第Ⅳ活躍幕的兩個特征，即該帶中強地震與陽江地震窗的對應(yīng)關(guān)系以及該帶ML4地震長時間平靜的震兆意義?；钴S幕期間，陽江地區(qū)ML3 地震滑動3 月頻次出現(xiàn)升高現(xiàn)象、華南沿海地震帶ML4地震發(fā)震間隔ΔT≥300 d可作為5級地震的短期或中短期指標。華南地區(qū)ML4地震增強和空間遷移、華南沿海地震帶ML4地震平靜打破、震群活動增強及陽江地震窗開窗等異常，可為華南沿海地震帶進入活躍幕提供中期預測依據(jù)。

3 5級以上地震主要中短期異常

近年開展的華南地區(qū)地震預測指標體系清理和建設(shè)[25]、年度震情短臨跟蹤和會商研判技術(shù)方案編制[27-32]、震例總結(jié)[33-37]等工作，較系統(tǒng)地梳理和總結(jié)了華南沿海地震帶5級以上地震前各學科資料異常。在此基礎(chǔ)上，李莎等對中強地震前小震活動增強、張慧等對中強地震前固體潮調(diào)制比開展了進一步研究（詳見本專輯）。本文收集前人給出的華南沿海地震帶活躍幕內(nèi)MS≥5.0 地震的主要中短期異常（表1和表2）。

表1 華南沿海地震帶西段活躍時段5級以上地震指標異常Table 1 Anomalies of earthquake indexes with MS≥5 in the western section of the South China coastal seismic belt during the active period

表2 華南沿海地震帶東段活躍時段5級以上地震指標異常Table 2 Anomalies of earthquake indexes with MS≥5 in the eastern section of the South China coastal seismic belt during the active period

（接表1）

（接表2）

結(jié)果顯示，震前測震學中短期異常主要表現(xiàn)為b值、地震空區(qū)、ML3 以上地震集中增強、前兆震群、地震窗及固體潮調(diào)制比。b值呈現(xiàn)低值異常，通常對應(yīng)一組中強地震活動。地震空區(qū)主要對應(yīng)沿?；蚝Ｓ虻恼鹄掷m(xù)時間通常為4～8年，空區(qū)打破后才具有中期指示意義，存在目標地震直接打破空區(qū)的情況。ML3地震集中增強過程中通常伴隨震群活動，陸區(qū)的震例較為明顯。增強過程中發(fā)生ML4 以上地震和ML3 以上震群才可能具有中短期指示意義，目標地震通常發(fā)生在最后一次ML4 級以上地震附近或多個震群連線上。沈繁鑾等[6]提出增強—平靜異常指標，認為增強—平靜結(jié)束后3個月內(nèi)發(fā)震，異常平靜結(jié)束后可適時提出短期預報意見。鄭萍[14-15]等對華南地區(qū)中強地震前區(qū)域地震活動的增強與平靜特征進行了研究，發(fā)現(xiàn)區(qū)域地震活動增強—平靜異常具有短期預測價值，且水庫地區(qū)、老震區(qū)、弱震區(qū)的異常特征不盡相同。陽江窗對活躍幕初期的地震預測時間較長，對活躍幕中后期的地震預測時間為6個月以內(nèi)。固體潮調(diào)制比異常主要表現(xiàn)為高值異常消失或弱化，預測時間為1～10 個月。東段的ML4 地震平靜打破通常對應(yīng)4.6級以上地震成組活動。

東段和西段的地球物理異常特征存在較大差別。西段主要表現(xiàn)為地下流體水位、地殼形變和地磁異常，異常類型相對較多、配套性較好。而東段主要表現(xiàn)為地下流體水化異常，異常類型較單一。這種差別也可能與地球物理觀測手段的空間分布不均勻、觀測時間相對較短有關(guān)。此外，近年的震例研究發(fā)現(xiàn)，流動重力、流動地磁對西段中強地震活動具有較好的中期指示意義[21-22，31]，地磁低點位移、熱紅外亮溫對西段及鄰區(qū)中強地震活動具有短期指示意義[20，25，31-32]。

4 中期向短期過渡的主要標志

依據(jù)華南沿海地震帶活躍幕內(nèi)MS≥5.0 地震的中短期異常共性特征（表3），認為同時出現(xiàn)以下異?，F(xiàn)象時，預示中強地震的孕育由中期向短期過渡。

表3 華南沿海地震地震帶活躍時段5級以上地震指標異常的共性特征Table 3 Common characteristics of earthquake indexes anomalies with MS≥5 in the South China coastal seismic belt during the active period

（1）華南沿海地震帶處于活躍幕。該帶5 級以上地震活動具有明顯的活躍—平靜特征。平靜幕地殼介質(zhì)處于應(yīng)力—應(yīng)變積累階段，地震活動主要反映區(qū)域應(yīng)力的局部調(diào)整，呈現(xiàn)頻次弱、強度低等特征，這個時段通常持續(xù)12.5 年左右。當應(yīng)力—應(yīng)變積累達到或超過巖石所能承受的極限強度，地殼介質(zhì)的狀態(tài)將由應(yīng)力—應(yīng)變積累轉(zhuǎn)為釋放為主，該帶進入5 級地震活躍幕。與平靜幕相比，5 級以上地震自然發(fā)生概率顯著升高，發(fā)震時間間隔由平靜期的平均6.7 年左右/次縮短為平均1.3 年左右/次。因此華南沿海地震帶處于活躍幕，對科學判定5 級以上地震是否向短期過渡至關(guān)重要。

（2）出現(xiàn)顯著的中短期異常。測震學核心異常主要表現(xiàn)為地震空區(qū)打破、陽江窗開窗、低b值、地震活動增強并伴隨顯著震群活動、固體潮調(diào)制比高值、ML4地震平靜打破（東段）。地球物理核心異常為多項地下流體水位同步破年變（西段）、多項地下流體水化異常（東段）。當測震核心異常項數(shù)達到四分之三并同時出現(xiàn)以上地球物理核心異常時，認為中短期異常顯著，區(qū)域斷層活動可能進入?yún)f(xié)同化階段。

（3）各類中短期異常具有較好的協(xié)同性和配套性。儀器觀測到的各類指標異常為地震孕育過程伴隨的地球物理、化學異?，F(xiàn)象，其變化趨勢應(yīng)當與區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力作用下地殼介質(zhì)的變形特征協(xié)同，各類異常也應(yīng)當配套地共同反映區(qū)域應(yīng)力增強過程。如GNSS 基線出現(xiàn)壓性增強-轉(zhuǎn)折、地震活動出現(xiàn)顯著增強/顯著地震平靜打破、前兆性震群增多、多個地下流體觀測井水位出現(xiàn)同步破年變/水化異常等異常均較好反映區(qū)域應(yīng)力增強或深部動力作用增強。若異常同時出現(xiàn)則具有較好的協(xié)同性和配套性，預示斷層活動可能進入加速協(xié)同化階段[38-40]。

（4）測震和地球物理均出現(xiàn)短期異常。在以上（1）～（3）異常背景下，當測震出現(xiàn)增強—平靜結(jié)束，并出現(xiàn)多個地下流體井水位同步破年變結(jié)束、地磁低點位移或熱紅外亮溫異常（西段），多個地下流體觀測井水化異常（東段）時，可判定地震孕育進入短期階段。異常項數(shù)越多、異常現(xiàn)象越顯著，異常協(xié)同性和配套性越好，地震短期危險性越高。

5 結(jié)論和討論

華南沿海地震帶5級以上地震具有明顯的活躍—平靜特征，活躍幕內(nèi)平均1.3 年左右發(fā)生1 次5級以上地震，預示該時段5級以上地震的自然發(fā)生概率顯著升高。本文基于前人的震例研究成果，總結(jié)了活躍幕內(nèi)5 級地震前前兆異常的共性特征，提出將“華南沿海地震帶處于地震活躍幕—出現(xiàn)顯著的中短期異?！黝惍惓＞哂休^好的協(xié)同性和配套性—測震和地球物理均出現(xiàn)短期異常”作為判定華南沿海地震帶5級以上地震進入短期階段的預測策略。

由于地震孕育的復雜性和發(fā)震斷層的差異，同一項預測指標在不同地震前表現(xiàn)出的異常特征往往不盡相同。此外，因選取資料、范圍、研究角度的不同，學者們對指標異常的認識也會存在差別，異常的提取和指標構(gòu)建過程中不可避免會摻雜一些無法客觀反映事物本質(zhì)的因素。受海域地震監(jiān)測能力偏低、地球物理觀測站點偏少、空間分布不均勻等因素制約，目前無法像實驗室那樣高密度、高精度地連續(xù)監(jiān)測與地震孕育相關(guān)的各類物理量[39-40]。因此基于有限資料的分析，對震前異常的總結(jié)和認識可能是不全面的。本文提出的預測策略及涉及的各類指標，可為華南沿海構(gòu)造區(qū)震情跟蹤工作提供參考借鑒，同時仍需在地震預測實踐中不斷總結(jié)完善。

致謝：華南六省（區(qū)）地震監(jiān)測預報人員開展了大量卓有成效的地震監(jiān)測和震例研究總結(jié)工作，為本文提供重要基礎(chǔ)資料，在此深表感謝！