粤西地区地震活动性与地震分布特点分析

孙靖舒，朱腾



粤西地区地震活动性与地震分布特点分析

孙靖舒1，朱腾2

（1.广州工商学院，广州 528138；2.广东省地震局，广州 510030）

根据广东省地震目录，选用6种对粤西地区有较好预报能力的测震学指标进行时间扫描分析和空间扫描分析，并对该区域地震分布与断裂位置、磁异常分布进行对比分析。结果显示：算法复杂性AC值、地震调制比Rm值存在异常，空间扫描结果显示异常多数集中在阳江和北部湾地区，并根据ML≥5.0地震M－T关系和能量蠕变曲线，推测粤西地区2015年有发生ML5.0级地震的可能；地壳磁异常的展布方向与断裂方向一致，ML2.0级以上的地震多集中在弱磁及正负磁异常分界的区域。

地震；地震调制比Rm值；地壳磁异常；粤西

粤西地区位于东南沿海地震带的中段偏西南，主要包括湛江、阳江、茂名、云浮等地。地震活动空间上主要沿广州-阳江、琼山-铺前、合浦-北流断裂带分布，保持与东南沿海地震带的一致性，强震的分布呈现自东南沿海向西北内陆逐步减弱的现象，历史上7级以上的大地震都发生在沿海一带。目前小震活动的特点表现为集中发生在历史强震的发生地。区域内中强地震震源深度一般为5~15km，1605年的琼山7.5级[1]和1969年的阳江6.4级地震[2]宏观深度分别为15.5km，说明该区域地震多数均属浅源地震。

图1 粤西地区断裂分布图

区域内断裂分布主要有三个方向：①北东向断裂：苍城-海陵断裂、织贡断裂；②北西向断裂：洋边海断裂、漠阳江断裂；③北东东断裂：平岗断裂。吴川-四会、恩平-新丰、莲花山断裂[3]。

从历史地震资料可以看出自1 400年以来本区域明显存在两个活动周期，1 400~1 710年为第一活动周期，1 711年至今为第二活动周期，每一活动周期可以分为四个阶段：平静阶段、加速释放阶段、大释放阶段和剩余释放阶段，根据目前地震的活动水平来看，现在处于第二活动周期的剩余释放阶段[4-7]。

1 研究方法

由于本文在进行地震时间和空间扫描分析时使用的方法较多，在此只介绍算法复杂性AC值、地震调制比Rm、以及地壳磁异常的计算方法。

1.1 算法复杂性AC值

算法复杂性AC值是一种描述时间序列复杂性的表征量，可以用来判断地震过程是完全随机的涨落还是受控于某种动力学规律支配的混沌过程。按照Kolmogorov原始的定义[8-9]，一个给定字符串的复杂性度量可由产生这一字符串最短计算机程序的字节数来表征。在处理地震数据时，先将带小数的震级取整，把地震序列转化成由3、4、5、6、7等组成的数字序列，再计算AC值，并用公式AC=AC’/LogMN作规一化处理。式中，AC’是由数字序列直接计算得到的算法复杂性AC值，M是每个字符可取值的数目，N是数字序列的字符总数[10]。

1.2 地震调制比Rm

秦宝艳于1982年提出调制小震法。固体潮主要是由月亮对地球的引力作用所致，而阴历朔望前后的固体潮最大，但由于固体潮高时段较平缓，所以对潮高时段取4天即阴历每月的二十九、三十、初一、初二及十四、十五、十六、十七，在此时段由固体潮诱发的小震称为被调制小震（调制小震）Rm>m/N=4+4/29.5=0.27，可视为异常。不同地区，不同地质构造，RM异常值具有不同的数值。

图2 算法复杂性AC值时间扫描分析图

1.3 地壳磁异常

根据地磁场磁位函数理论，可以把地磁位表达为球谐级数

上式中的λ和θ分别表示经度和余纬，表示地球半径（6371.2km），是n阶m次Schmidt准归一化缔合Legendre函数，和是地磁位的球谐系数，即模型系数。在球坐标系下对磁位函数进行求导，就可以计算出地磁场北向分量X、东向分量Y和垂直分量Z，3个直角坐标分量（X = ¶U/r¶θ，Y =–¶U /rsinq¶λ，Z=¶U/¶r）取球谐阶次n≥16，可以计算出地壳磁场北向分量DX、东向分量DY和垂直分量DZ。通过公式可计算出总强度ΔF[12-14]。

图4 地震活动性AB值空间扫描图

图5 地震活动标度△F值空间扫描图

2 研究内容与分析

2.1 地震活动性时间扫描分析

通过对本区域（E：108°~112.5°，N：18°~23.5°）1970年以来ML≥5.0级地震活动进行时间扫描（扫描窗长为18个月，滑动步长为6个月），选用两种种对本区域有较好预报效能力的测震学指标详细分析如下：

1）算法复杂性AC值时间扫描分析，当算法复杂性AC值高于均值线超过一年后，再转为低值时，本区域存在发生ML≥5.0级地震的可能[15]，目前算法复杂性AC值高于均值线时间超过六年，并且处于下降阶段。

2）地震调制比Rm值时间扫描分析：目前Rm处于上升阶段，当地震调制比Rm值处于峰值时，存在发生ML≥5.0级地震的可能性。

2.2 地震活动性空间扫描分析

通过对粤西地区ML≥2.0级地震进行空间扫描（时间窗1.5年，滑动步长为6个月；空间窗长1.5°×1.5°，滑动步长0.5°×0.5°），多个空间扫描结果显示高值异常区域主要集中在阳江地区、高州地区、北部湾地区，少数指标高值异常区为琼西南近海和桂东南，详见空间扫描图。

2.3 地壳磁异常与地震分布特点分析

通过国内许多外学者研究发现许多大震均发生在地壳磁异常较弱、或正负异常分界的区域。粤西地区的弱磁区域为：阳春永宁、阳江市区、茂名高州与信宜交界、北部湾地区；粤西地区磁异常正负交界区域为：程村新湖、雷州半岛部分地区。从图中看出粤西地区2000~2014年度ML≥2.0级地震多数分布在磁异常较弱及正负异常分界的区域。

图6 b值空间扫描图

图7 累计震级变化模型ZM值空间扫描图

图8 地震活动度S值空间扫描图

图9 地震活动熵空间扫描图

图10 2000－2014年度粤西ML≥2.0级地震分布图和与ΔF的对应关系图

3 讨论与结论

如图11所示，粤西地区发生ML≥5.0级地震后平静期约为4-6年，本地区自2004年9月17日发生ML5.2级地震后，至今已有10年时间。从能量释放上看本地区已具备发生5.0级以上地震的能量积累。

图11 粤西地区及近海ML≥5.0地震M－T图和蠕变图

1）粤西地区地震主要集中在吴川-四会断裂、茶山—平岗断裂、以及涠洲岛断裂附近。

2）粤西及邻区近海地区ML≥5.0地震平静期已超9年，从蠕变图看出能量积累具备发生ML5级左右地震背景。地震学时间扫描结果显示目前该地区算法复杂性AC值、地震调制比Rm值存在异常；地震学空间扫描结果显示异常多数集中在阳江和北部湾地区。未来粤西及近海区域存在发生M4.5左右地震的可能；

3）阳春永宁、阳江市区、茂名高州与信宜交界、北部湾地区为地壳弱磁异常区，粤西地区2000~2014年度ML≥2.0级地震多数分布在以上磁异常较弱及正负异常分界的区域。

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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

广州工商学院2017年院级质量工程项目《基于新工科专业背景小创新创业教育的深度融合》（编号：ZL20171102）

孙靖舒（1988-），女，硕士研究生，助教，研究方向：电路与系统

[P511.2]

A

1006-0995（2018）03-0380-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.03.006