赣南及邻区地震活动特征分析＊

赖智华 邓月圆 罗叶美 钟智东 余志成

1) 江西省赣州地震台，江西赣州 341000

2) 赣州地震监测中心站，江西赣州 341000

0 引言

江西赣南及邻区位于东南沿海地震带东区，是现今小地震密集频发的区域[1-3]。自1980 年以来，发生过5 次破坏性地震，分别为1982 年2 月江西龙南5.0 级、1987 年8 月江西寻乌5.5 级、1992 年11 月福建龙岩4.7 级、1997 年5 月福建永安5.2 级和2007年3 月福建顺昌4.9 级。其中，1987 年江西寻乌5.5 级地震是影响最为严重的一次[4]，导致2 人死亡，87 人受伤，1099 座房屋倒塌，4461 座房屋成为危房，42921 座房屋受到中等或轻度破坏，775 座牛栏和厕所坍塌，部分公路桥梁也受损，共计造成直接经济损失3625 万元[5]。本文主要通过对赣南及邻区1971 年以来2218 次2.0 级以上地震（剔除余震）的地震序列、时间序列、空间分布、地震频度、b值和应变能释放特征来研究该地区地震活动特征，有助于对该地区地震发生机理的认识，提升地震监测预报的准确性和精度。特别对该地区地震序列的序列性质判定，可为预测未来地震活动趋势提供重要参考，为中小规模有感地震的快速处置提供科学依据。因此，对该地区地震活动特征的研究具有积极的学术意义和实践价值。

1 区域地震活动背景

江西赣南及邻区地质构造呈现出复杂的断裂带，其中以石城—寻乌、政和—海丰、全南—寻乌断裂带为主要控制因素[6]，这些断裂带纵横交织，是由多个构造事件相互作用所形成的。历史上，该区域的破坏性地震主要沿着这些断裂带分布（图1），其中江西会昌地区1806 年发生的6.0 级地震是该区域历史上最大的地震事件。尤其是石城—寻乌断裂带，横跨江西省石城、瑞金、会昌、寻乌等地，被认为是该地区最具活跃性的断裂带之一，该断裂带的地震活动特征表现出较强的强度和丛集性，历史上发生多次破坏性地震，如1562 年瑞金4.7 级、1804 年寻乌5.2级、1806 年会昌6.0 级、1926 年石城4.7 级、1941 年寻乌5.7 级、1962 年河源6.1 级、1987 年寻乌5.5 级地震，现今寻乌—会昌、石城—瑞金中小地震频繁活动；政和—海丰断裂带展布方向为北东向，跨越福建政和、尤溪、大田，经漳平、和溪等地，南延至广东大埔、海丰等地，该断裂带在历史上发生过多次5 级以上地震，如1067 年尤溪5.2 级、1832 年平秋5 级、1940 年永定5.0 级、1968 年华安5.2 级地震等，1971年以来相继发生了1992 年福建龙岩4.7 级、1997 年福建永安5.2 级和2007 年福建顺昌4.7 级、4.6 级等破坏性地震[4]。

图1 赣南及邻区1535—2007 年中强地震分布图Fig.1 Distribution map of moderate and strong earthquakes in southern Jiangxi and neighbouring areas from 1535 to 2007

福建龙岩、华安和大田等地区仍存在小震活动，这些震源均位于全南—寻乌断裂带上。全南—寻乌断裂带主要分布于南岭山脉，覆盖了全南、龙南、定南和寻乌等地，它是南岭纬向构造带的主体部分，具有较强的地震活动性和聚集性特征。在历史上，该断裂带曾多次发生破坏性地震，其中包括1577 年定南4.7 级、1847 年定南5.0 级、1907 年定南4.7 级、1982年龙南5.0 级和1987 年寻乌5.5 级地震[4]。这些地震都发生在该断裂带与北北东或北东向断裂的相交或切割部位。目前，该断裂带仍然表现出较高的地震活动性，中小地震频繁发生。

地震活动的分布与历史地震活动高度一致，受主干断裂的控制，表明地震的分布是受到区域构造背景和地质特征的影响。其中，1987 年江西寻乌5.5 级地震和1982 年龙南5.0 级地震的发震构造与主干断裂相关，这揭示了主干断裂是地震发生的重要控制因素。政和—海丰断裂带自1971 年以来也发生了多次破坏性地震，如1992 年福建连城4.7 级、1997 年福建永安5.2 级和2007 年福建顺昌4.7 级、4.6 级等[4]，这些地震也与主干断裂有着密切的关联。

2 赣南及邻区地震特征

2.1 中等地震序列及空间分布特征

自1971 年以来，本地区共发生了3 次5 级以上地震事件，分别位于江西省龙南市、寻乌县和福建省永安市。3 次地震序列中有2 次为主余震型，1 次为震群型。此外，本地区还发生了5 次4.5～5 级地震，分布在福建省永安市、龙岩市、顺昌县、广东省丰顺县和江西省龙南市。在这5 次地震序列中，主余震型地震发生了2 次，震群型地震发生了2 次，孤立型地震发生了1 次。另外，3 级以上的地震共发生了43 次，主要分布在福建漳平和江西寻乌地区。在这43 次地震序列中，孤立型地震发生了17 次，占39.5%；主余震型地震发生了15 次，占34.9%；震群型地震发生了10 次，占23.3%；还有1 次为前主余震型地震，占2.3%（表1）。

表1 赣南及邻区1974—2020 年M≥3.0 地震序列类型表Table 1 Types of M≥3.0 earthquake sequences in southern Jiangxi and neighbouring areas from 1974 to 2020

此数据表明，本地区地震序列中，孤立型地震比较常见，其次为主余型地震，震群型地震则较少，从地震级别分布来看，震群型地震主要出现在3 级左右和4.5～5.0 地震，而孤立型和主余震型地震在地震震级分布较为均匀。

2.2 地震时间序列及空间分布特征

自1971 年以来，江西赣南及邻区的地震活动呈现出空间分布不均匀性特征，地震活动在某些地区频繁，其他地区相对稀少。地震密集成带主要沿北北东、北东方向和北西方向分布，与区域内主要断裂带分布一致。密集成带主要位于广东梅州至福建龙岩附近、广东梅州至江西寻乌附近，这些地区的地震活动与北东向福建政和—广东海丰断裂、北西向广东梅州—江西寻乌断裂密切相关。同时，另一条密集成带主要分布在江西三南（龙南、定南、全南）至寻乌、会昌、石城附近，这些地区的地震活动与北东向全南—寻乌断裂、北北东向石城—寻乌断裂有很强的关联。值得注意的是，石城—寻乌断裂带中部瑞金附近地震相对较少（图2），揭示了该地区域断裂活动的差异。

图2 赣南及邻区1971—2023 年ML≥2.0 地震分布图Fig.2 Distribution map of ML≥2.0 earthquakes in southern Jiangxi and neighbouring areas from 1971 to 2023

1971 年以来，赣南及邻区的地震活动主要以小地震为主，震级大多在ML2.0～3.0 之间，但也发生了6次ML5.0～5.9 地震、24 次ML4.0～4.9 地震。通过M-T图（图3）的分析发现，ML≥4.0 地震活动在时间上表现出较为明显的阶段性特征和丛集现象，在1978—1987 年（10 年）、1992—1999 年（8 年)、2003—2007 年（5 年）这3 个时间段内，地震活动明显增强，出现频次较高。而在这些活跃期之间，地震活动相对平静，较大震级地震的发生频次较低。

图3 赣南及邻区地震时序图Fig.3 Seismic sequence diagram of southern Jiangxi and neighboring areas

ML≥3.5 地震活动在时间上表现出了一种周期性变化规律，其特征为在活跃时段内至少会发生一次ML≥4.0 地震（图3）。例如，在1978—1979 年（2 年）活跃期间共发生4 次ML≥3.5 地震，包括3 次ML≥4.0 地震；在1984—1985 年（2 年）活跃期间共发生9 次ML≥3.5 地震，包括1 次ML≥4.0 地震；在1994—1995 年（2 年）活跃期间共发生13 次ML≥3.5 地震，包括7 次ML≥4.0 地震。值得注意的是，在这些活跃时段之后，往往会有一个相对平静期，然后再次发生破坏性地震。如1982 年2 月江西龙南5.0 级、1987年8 月江西寻乌5.5 级、1997 年5 月福建永安5.2 级等破坏性地震发生前都经历了活跃到平静时段。

总的来说，赣南及邻区地震活动表现出明显的空间不均匀性特征，与主要的构造断裂分布密切相关。地震活动在时间上呈现出阶段性特征和丛集现象，反映出地震活动具有一定的周期性。在活跃时段，地震活动增强，中等地震发生频次较高；在相对平静时段之后，可能会发生破坏性地震。这些特征和规律有助于我们更好地认识赣南及邻区的地震活动特点，为地震监测预警和防灾减灾工作提供重要依据。

2.3 地震活动频度特征

根据频度统计结果（图4)，江西赣南及邻区ML≥2.5 地震平均每年发生17 次，1997 年的最高年频次达到133 次；ML≥3.0 地震平均每年发生6 次，1997年最高年频次为58 次；ML≥3.5 地震平均每年发生5 次，1997 年最高年频次为12 次；ML≥4.0 地震平均每2 年发生1 次，最高年频次分别出现在1987 年和1994 年，每年发生4 次。相比邻省湖南省地震活动水平较高，湖南省记录ML≥3.0 近代地震仅15 次（1960—2016 年）[7]。

图4 赣南及邻区地震活动年频图Fig.4 Annual frequency map of seismic activity in southern Jiangxi and neighboring areas

通过频度统计数据突显了赣南及邻区地震活动的显著特征。研究发现，不同震级分段下的地震活动频次最高年份（例如1987 年、1994 年、1997 年）均出现在地震活动丛集期，揭示了该地区中强度地震的发生与中小地震活动密切相关。

2.4 地震年b 值时序分布特征

利用中国地震台网正式目录，本区1971 年以来的ML≥2.5 地震资料，采用Utsu（1965）提出的最大似然法计算b值[8]。最大似然法是一种统计方法，可以根据地震目录中的地震震级数据，估算出b值，其公式为：

为了更好地理解b值与地震活动的关系，我们还对比分析了不同时段的地震活动和b值变化。地震丛集时段的低b值可能与区域内的地应力累积有关，这些时段的地震活动较为频繁且具有破坏性，例如1978—1987 年、1992—1999 年、2003—2007 年ML≥4.0 地震丛集时段的年平均b值分别为0.892、0.973、0.957，b值相对较低，同时在这些时段发生了一些破坏性地震，如1982 年江西龙南5.0 级、1987年江西寻乌5.5 级、1992 年福建连城4.7 级、1997 年福建永安5.2 级、2007 年福建顺昌4.9 级等[4]。由此可见，在地震丛集时段，低b值与较频繁且具有破坏性的地震活动之间存在一定联系。同时，2000—2002年、2008—2015 年地震平静时段，年平均b值分别为1.488、1.449（图5），b值相对较高，同时地震活动相对较低。由此可见，在地震平静时期，较高的b值可能与地应力释放较强有关。这些研究结果表明，江西赣南及邻区地震活动的b值呈现出明显的时空变化规律，反映出区域地应力状态和地震活动的动力学特征。

图5 赣南及邻区地震年b 值变化曲线Fig.5 Annual b value variation curve of earthquakes in southern Jiangxi and neighboring areas

2.5 地震应变能释放特征

在地震活跃时段（1982—2007 年）之前，该区域的地震应变能释放的速率呈现出加速变化的趋势，表现为曲线斜率值较大。这一时段内该地区共发生5 次4.5 级以上地震，分别为1982 年江西龙南5.0 级、1987 年江西寻乌5.5 级、1992 年福建连城4.7 级、1997 年福建永安5.2 级、2007 年福建顺昌4.9 级破坏性地震[4]。其中2007 年是地震应变能释放最为剧烈的一年。曲线斜率多次发生较大的跳变，主要是由这5 次地震所引起的[9]。

在1982—2007 年地震活跃时段内，该地区的蠕变曲线表现出了复杂的非线性幂指数分布特征，反映了该区域地壳构造活动的不稳定性和复杂性。本文采用古登堡-里希特的简化经验公式，根据震级计算地震释放出来的能量（能量单位：J），可以计算出地震释放的应变能，公式如下：

实际计算中，我们提取研究区域内所有地震的震级（M）和发震时刻，利用公式将地震震级转化为地震应变能（E），对每个地震计算其发生时刻至时段结束的累积应变能，根据时间顺序将累积应变能绘制成应变能释放曲线图，用于分析地震应变能释放的变化趋势（图6）[12-14]。

图6 赣南及邻区蠕变曲线Fig.6 Creep curve of southern Jiangxi and neighboring areas

相比之下，在1971—1981 年、2008 年至今这两个时段地震活动相对平静，应变能释放较为均匀，蠕变曲线的斜率值偏小，地壳构造活动相对平稳，处于能量积累状态。

3 结语

本研究表明，江西赣南及邻区中强地震的分布具有显著的空间分布特征。中强以上地震序列主要表现为主余震型和震群型地震。3 级以上地震序列中，孤立型、主余震型、震群型、前主余震型地震所占比例分别为39.5%、34.8%、23.2%、2.3%。

江西赣南及邻区自1971 年以来地震活动持续活跃，ML≥4.0 地震呈现出明显的群聚性质，表现为地震活动的空间和时间集中现象。ML≥3.5 地震活动具有周期性特征，包括周期性的高活跃期、平静期再到发生破坏性地震事件。

江西赣南及邻区b值一直低于年平均值时，中强以上地震活跃。在地震活跃时段之前，应变能释放曲线的速率呈现出加速变化的趋势，而在相对平静的地震活动时段内，地震应变能释放较为均匀。

综上所述，江西赣南及邻区的地震活动特征与地应力等因素密切相关。本研究的结果为预测地震的时间和空间提供了一些重要的参考信息，有助于对该地区的地震活动情况进行密切监测。未来可进一步关注地震活动与地壳构造活动的关系，以提高地震预测的准确性。