第一章 地震活动与地震构造

知识类型: 析出资源
查看原文
内容出处: 《福建省志·地震志(1996-2005)》 图书
唯一号: 130020020230002220
颗粒名称: 第一章 地震活动与地震构造
分类号: P315.5
页数: 49
页码: 8-56
摘要: 本文介绍了1996—2005年,据福建数字遥测地震台网测定,福建地区发生0级以上地震共4174次,其中0.0—0.9级1029次、1.0—1.9级2037次、2.0—2.9级979次、3.0—3.9级120次、4.0—4.9级8次、5.0—5.9级1次。1997年5月31日,永安西南5.2级地震是该时段福建地区乃至东南沿海地区发生的最大地震。在这十年中,福建及其沿海地区发生ML3—4级(①震级:对地震大小的相对量度,用地震面波测定,用M表示,近震或小震震级用ML表示。)以上的震群活动达11次,是地震活动的一个重要特征。地震活动大多与第四纪晚期以来活动的断裂相关。
关键词: 福建省 地震活动 地震构造

内容

1996—2005年,据福建数字遥测地震台网测定,福建地区发生0级以上地震共4174次,其中0.0—0.9级1029次、1.0—1.9级2037次、2.0—2.9级979次、3.0—3.9级120次、4.0—4.9级8次、5.0—5.9级1次。1997年5月31日,永安西南5.2级地震是该时段福建地区乃至东南沿海地区发生的最大地震。在这十年中,福建及其沿海地区发生ML3—4级(①震级:对地震大小的相对量度,用地震面波测定,用M表示,近震或小震震级用ML表示。)以上的震群活动达11次,是地震活动的一个重要特征。地震活动大多与第四纪晚期以来活动的断裂相关。
  第一节 区域地震活动
  一、空间分布和时间序列与强度
  (一)空间分布
  1996—2005年,福建及沿海地区地震活动在空间上分布不均匀,南强北弱;北纬26.5°以北的闽北与闽东北的地震活动明显偏少,没有ML≥3.O级地震,ML2级以上地震也极少;而北纬26.5°以南地区及沿海地区地震活动普遍,ML3.0级以上地震主要集中在华安—漳州—龙岩—永安地区、莆田—泉州海外至东山—厦门海域以及古田水口库区。华安—漳州—龙岩—永安地区是福建内陆地震最活跃地区。该区位于政和—海丰断裂带中南段西侧,北西向永安—晋江断裂和九龙江断裂穿过该区,地质构造复杂,小震频繁,3—4级的震群活动比较活跃,福建省约90%的震群活动发生在这个地区。莆田—泉州海外至东山—厦门海域,以孤立中小地震活动为主,时有4级以上中等强度地震发生。1996年4月21日水口库区发生4.1级地震(1993年3月蓄水以来最大),还发生多次3级的震群活动。
  福建沿海地区的地震活动沿北北东、北东方向条状分布比较明显,基本上与滨海断裂带各段断裂十分吻合。福建大陆上的地震活动在沿大小地震构造线分布基础上,成丛分布的特点尤为显著;永安、连城、龙岩交界地区的地震活动成丛性尤为突出,水口库区又是另一个地震活动成丛的地区。此外,永定附近、福州附近、漳州一长泰附近也是小震活动比较密集的地区。
  (二)时间序列
  1996—2005年,福建及附近地震活动在时间上呈不均匀性。各年份ML≥2.0级地震活动的频次差异很大,最多的是1997年的306次,最少的是1996年的49次;各年份最大地震级别也高低起伏不均,1997年最大地震震级为ML5.2级,2003、2005年的最大地震震级仅为ML3.6级。1997年的地震活动水平是福建地区有仪器纪录地震
  以来地震活动最活跃的一年,发生2级以上地震306次。最大地震是5月31日永安西南5.2级,该地震是自1968年4月1日华安5.2级地震以来福建地区内陆最显著的一次地震。之后,福建及沿海地区地震活动水平有所降低,未发生5级以上地震。
  1999年的地震活动水平也很高,8月5日20时发生惠安海域ML4.8级地震,惠安、泉州、莆田沿海一带震感都比较强烈。9月21日台湾南投发生7.6级地震后,福建省大陆地区发生两次响应小震群活动,一次是9月23日开始的福州ML3.8级小震群活动,共发生0.0级以上地震400多次;另一次是11月2日开始的水口库区ML3.2级小震群活动,共发生0.0级以上地震400多次。其他几年基本上属于地震活动比较正常的年份。2005年的地震活动水平比较低,ML2.0级以上地震的频次比较少,只有66次,最大地震仅为ML3.6级。
  (三)强度特征
  1996—2005年,根据福建数字地震台网测定,福建地区共发生ML2级以上地震1108次(表1.1—2),其中2.0—2.9级地震979次,3.0—3.9级地震135次,4.0—4.9级地震9次,5.0—5.9级地震1次。期间年平均发生ML2.0级以上地震112次,其中2.0—2.9级地震占87%,3.0—3.9级地震占12%,4.0级以上地震约占1%。以3级左右的中小地震活动为主,小震频繁,ML4级以上地震每年平均仅一次。1997年是福建有仪器纪录地震以来地震活动释放能量最高的一个年份,达到1.6907×1013焦耳(表1.1—3),当年最大地震是发生在永安西南的5.2级地震。
  同时,福建地震活动的周期变化与整个华南地区的地震活动水平紧密相关,并与台湾地区的强震活动有着一定的关系。1971—2005年,仪器记录了福建ML2级以上地震实际发生的频次与当年最大地震,以及地震活动能量释放曲线。所记录的统计数字反映出福建及沿海地区四个时段每年地震活动水平呈高低起伏的变化特征。
  1.1972—1980年,ML2级以上地震年频次基本在50次以上,最大震级ML4.O级左右,每年平均释放地震能量为5.8932×1011焦耳,最高年发生ML2级以上地震频次为1974年的125次,虽然弱震活动较为活跃,但无中强以上地震发生,属于正常的地震活动时段。
  2.1981—1990年,地震活动水平较低,年频次多在50次以下,其中年频次最低的是1984年,ML2级以上地震年频次仅10次,其间年最大震级较低,多在ML3.5级左右,每年平均释放地震能量为2.3694×1011焦耳,属地震活动异常平静时段。
  3.1991—1997年,地震活动活跃期(图1.1-3),地震频次和地震能量释放均明显提高,每年平均释放地震能量为7.04866×1012焦耳,中强震频发,最大震级为1995年晋江海外5.3级地震,ML2级以上地震地震最高年频次为1997年,达306次,是本省有仪器记录以来地震年频次最高的年份。
  4.1998—2005年,年频次基本在60次以上,无中强以上地震发生,最大震级ML4.8级,每年平均释放地震能量为1.0823×1012焦耳,最高年频次为1999年的134次(受台湾1999年9月21日南投7.6级地震影响,中等强度地震活动较为活跃,属于正常的地震活动时段)。
  二、中强地震活动
  1996—2005年,福建地区发生ML4级以上地震10次,主要发生在莆田—泉州海外至东山—厦门海域、永安西南地区和古田水口水库。空间分布的显著特征是沿海集中成带,沿北东—南西向滨海断裂带展布;内陆主要发生在永安西南区域和水口库区。这些地震震源深度保持由西往东逐渐加深的分布特征。永安西南和水口地区级以上地震震源深度(①震源:地球内部岩层破裂引起振动的地方称为震源。震源深度:震源在地面上的垂直投影,即地面上离震源最近的一点称为震中。震中到震源的深度叫做震源深度。)一般分布在10千米以内,沿海的漳州—厦门—东山地区震源深度为10—20千米居多。
  福建地区中强地震活动均有原地重复发生和震中南北跳迁的特点。20世纪90年代以后中强地震震中迁移还表现出海—陆跳迁活动的特点:1968年4月发生华安5.2级地震,1992年2月莆田南日岛外发生5.2级地震,1992年11月内陆龙岩—连城地区发生4.7级地震,震中由海向陆跳迁;1994年9月台湾海峡发生7.3级地震,1995年2月晋江海外发生5.3级地震,1997年5月又在内陆的永安西南发生5.2级地震,之后,沿海地区4级地震活动保持较为活跃的状况。
  (一)1997年5月31日永安西南5.2级地震
  1997年5月31日14时51分,永安市小陶镇张家山发生5.2级地震,震中位置北纬25°35′,东经117°11′,震源深度6千米。宏观震中位于永安市小陶镇张家山自然村南部山区,极震区烈度(①烈度:表示地震对地表及工程建筑物影响的强弱程度。中国采用12等级的地震烈度划分标准。)为VI度。震时全省普遍有感,并波及江西省会昌、寻乌、石城、安远、赣州,广东省梅州、汕头等地。震中附近的永安市、连城县、新罗区、漳平市等地区震感强烈。
  1.等震线分布
  烈度等震线的长轴走向呈北东向展布,其半径为18.5千米,短轴半径12千米。极震区为Ⅵ度,面积约697平方千米,Ⅴ度区面积为3957平方千米。
  2.地震类型
  1997年2月中旬起,永安市小陶镇、连城县赖源乡与龙岩市新罗区交界附近的小地震活动频度明显加强,强度逐渐增强。省地震局4月上旬在龙岩市新罗区万安镇架设临时流动地震台,距离小震群震中20千米左右,用以监视三市、县、区交界地区的地震活动与震情发展。该地区5月27日开始连续发生22次MLl.0—3.3级地震,5月31日07时14分万安临时台记录到10次小震,最大为2.7级。单台记录到的微小地震横波和纵波(②地震波:从震源产生向四外辐射的弹性波。横波:质点的振动方向与波的传播方向垂直的波。纵波:质点的振动方向与传播方向平行的波。)的到时差(S—P)较稳定,永安、龙岩台在5.9—6.1s之间变化,万安台也在2.3—2.5s之间。5月31日14时51分发生5.2级主震后,截止到11月18日已记录到1102次(包括万安单台资料)余震,其中大于ML3.0级以上地震39次,最大余震为7月1日10时04分发生的ML4.1级。主震释放的应变能(①应变能:物体变形过程中贮存在物体内部的势能。)约占全序列的96%左右,判断为前震—主震—余震型。
  5月31日永安西南5.2级地震以小震群活动作为前震,余震活动持续的时间比较长,一直到1998年9月22日也是以小震群的方式结束地震活动,前后持续近一年半时间。主震发生后至7月初为地震活动频度最高阶段,日平均频度26次,7月1日发生ML4.1级最大余震。高频度活动持续35天,强度也较大。至8月中旬地震活动频度变缓,日平均频度少于7次,8月中旬以后进入正常的衰减,日平均1—2次。这次地震活动延续到1997年11月18日,平静了半个月时间,1997年12月3日又发生余震,持续到1998年4月28日,共发生0级以上地震54次,再平静了一个半月时间,1998年6月18日又发生余震,持续到9月22日,共发生0级以上地震140次。这两次作为主震后的余震的小震群活动都没有大于ML4.0级的地震。
  3.震源机制解(①震源机制解:指震源区在地震发生时的力学过程。利用地震波纵波的初动方向的分布状况来推断震源机制,常把震源区划分为压缩区和膨胀区相间的四象限区。在许多情况下,它们之间可划分出两个正交的平面界面(称为节面),其中之一为发震断层面。):
  福建地震台网和广东、江西个别台站记到了21个P波初动(②P波初动:地震计接收到的最早到达的纵波信号。)资料,以下半球投影等面积方法求得这次地震的震源机制解。节面Ⅰ方向呈北北东,主压应力轴为北西向,结合该地区的地震地质构造特征,判定节面Ⅰ为主破裂面,即断层走向北东12°,倾向北西,为左旋逆断层,其中走滑成分占优势。主压应力轴与东南沿海区域应力场方向基本—致。
  4.发震构造
  宏观震中位于永安市小陶镇张家山自然村南部山区,极震区周围断裂构造发育,相互交汇切割。震区广泛出露花岗岩和奥陶系变质石英砂岩、泥盆系石英砂岩等。极震区位于构造侵蚀中低山区,海拔800米以上,最高山峰南山顶海拔1753米,山体高大山坡陡峻,切割深度大于500米,山脉和水系均呈北东向,河流阶地不发育,反映出晚第四纪以来地壳上升较为强烈。万安—古田断裂是这次地震的主要发震断裂。
  地震震区东侧为新华夏系政和—海丰断裂带,西侧为邵武—河源断裂带,震区北侧与南侧分别有北西走向的次一级断裂:永安、晋江和九龙江断裂所控制。震中就位于北东向政和—海丰断裂带中段的西北侧,北西向永安—晋江断裂带的西南侧。震中区虽无大的断裂存在,但存在多组交汇的断层,有北东、北西、南北向断层穿越切割。发震断裂万安—古田断裂是呈北东方位,即从永安城关东向西南经过洪田东,张家山、新罗区万安镇,地表出露表现为断续分布。根据福建省地震目录及万安临时台记录,本次地震活动的余震震中分布集中成团,两头稍稀疏,无明显的优势方位,也没有沿北东展布的特征。该地震由于断裂的局部应力调整而发生,并无涉及整个断裂带的活动。
  5.震后快速反应
  1997年5月31日,永安西南5.2级地震发生后,局分析预报中心在15分钟内便迅速定出地震“三要素”并通报有关部门和领导。省地震局领导迅速召集专家紧急会商,宣布启动破坏性地震应急预案,全局各部门进入应急状态,同时迅速派出地震现场工作队,赶赴震区开展震害及宏观调查与现场监测工作。召开震情紧急会商,综合比较判断后,提出“短时间内原地重复发生5级以上地震的可能性不大,但要注意可能发生4级左右有感余震”的趋势判断意见。
  永安地震发生后无论是省地震局分析预报或监测部门还是现场工作队,自始至终保持信息沟通。震区虽然地处山区,但现代化通讯和信息网络为地震现场工作提供了快速便捷的资料信息。震区附近的地震台、办随时保持联系,从容应对、互通地震最新信息,上报地震数据,及时收集灾情。通过通讯网信息沟通传递,及时向现场工作队提供资料。收集较详尽的震灾考察情况,使地震部门和地方政府能果断应急,及时决策,消除社会恐震情绪,稳定民心。通过震后趋势预测判断,群众在发生4.1级有感余震时有思想准备,未引起新的恐慌。
  6.震灾损失评估
  本次地震灾害受灾面积大,Ⅵ度区、Ⅴ度区普遍受灾,Ⅳ度区个别也有受灾,总面积达4654平方千米。震灾波及龙岩市连城县的11个乡镇、新罗区的5个乡镇,漳平市的3个乡镇,三明永安市的7个乡镇,共计4个县市26个乡镇,受灾人口达35万5千人,83750户。地震使民房受到不同程度的破坏,受损总面积达到120万平方千米,其中毁坏675平方千米、严重破坏65321平方千米、中等破坏374537平方千米、轻微破坏664486平方千米,民房直接经济损失4670.17万元。学校教学楼受损57898平方千米,经济损失247.65万元。工业及其他设施主要是厂房及设备受到中等以下破坏,两处小煤矿塌陷,经济损失达562.38万元。生命线工程主要是电力、水利水渠、广播电视、公路交通、水库等遭受不同程度破坏造成,经济损失1874万元。因此,永安西南5.2级地震造成的直接经济损失为7354.22万元,其中永安市经济损失2561.92万元,连城县经济损失2276.26万元,新罗区经济损失1960.87万元,漳平市经济损失555.17万元。
  本次地震没有造成人员伤亡,社会稳定,经济损失仅有7354万元,确定本次地震为一般性破坏地震灾情。
  (二)1999年8月5日惠安ML4.8级地震
  1999年8月5日20时07分在惠安海域发生ML4.8级地震,福州至厦门沿海城镇普遍有感,惠安、泉州、甫田等地的震感比较强烈。由于该地震发生在特殊背景下,引起中国地震局分析预报中心和省地震局的高度重视。
  1.震情
  8月5日10时30分在北纬25°10′,东经119°10′,即莆田东南平海湾海域发生ML3.6级地震,莆田市区震感比较强烈,平海、湄洲岛等乡镇震感强烈。截至8月6日16时共记录到3次余震,最大余震ML1.8级,很快就衰减了。主震震源机制解:主破裂面走向北东17°,倾向南东,倾角69°,属左旋正断层;P轴走向153°,倾向北东;T轴走向255°,倾向北东。晚上20时07分在北纬24°49′,东经119°18′,即惠安东南海域发生ML4.8级地震,震源深度11千米,福州至厦门的沿海城镇普遍有感,惠安沿海的净峰、小砟等乡镇均听到地声,震感十分强烈。截至8月20日12时共记录到17次余震,最大余震为8月20日10时35分发生ML3.5级余震。本次地震与上午发生的莆田平海湾3.6级地震相距37千米,地震波形相差很大,震源机制解也非常不同,属于不同的地震序列。因此,本次地震没有前震,其余震震中分布比较集中,无扩散现象。惠安净峰地震台所记录的S(横波)波到时减P波(纵波)到时的差值稳定,初动符号较为一致,无大的变化。ML4.8级主震所释放的能量占全序列释放总能量的99.6%,属于主震—余震地震活动类型。与本区域历史地震十分相似,如1992年2月莆田南日岛海外5.2级地震,1995年5月晋江海外5.3级地震都是余震少、衰减快、具有主震—余震地震活动类型。
  主震震源机制解:主破裂面走向北西332°,倾向北东,倾角55°,属左旋正断层;P轴走向122°,倾向北东;T轴走向217%倾向北北东。
  极震区位于海中,推测地震烈度达到Ⅴ度。由于震中距离陆地20多千米,沿海地区受到IⅤ度影响,因此没有建筑物遭到破坏,没有造成经济损失。
  2.应急
  这两个前后发生的地震位置相隔仅37千米,后来发生的地震震级比先前发生的地震震级大,引起中国地震局专家和省地震局的注意。8月6日上午中国地震局分析预报中心召开临时会商会,发了(99)临第18期临时会商意见,要求省地震局近期须注意对惠安海域4.8级地震序列的跟踪分析和前兆异常变化的研究。省地震局于8月5日20时07分发生地震20分钟后召开紧急会商会,宣布按照《福建省地震局震情应急工作方案》决定进入Ⅱ级地震应急状态,要求福建数字遥测地震台网中心加强震情值班随时将余震资料转送分析预报中心;要求分析预报中心加强分析预报,每天应急会商一次,对8月5日10时30分莆田平海湾海域ML3.6级地震与20时07分惠安东南海域ML4.8级地震的关系作进一步分析;要求各地震局、各地震台加强震情值班,泉州市、莆田市地震局要尽快开展地震宏观调查工作。并向省地震局各单位发出通知(闽震发科〔1999〕084号),要求各单位严格按照《紧急会商会纪要》执行。
   8月11日省地震局召开第七次震情应急会商会,根据连续7天的跟踪分析结果,与会专家对两次地震的序列特征、震区地质构造环境、历史地震情况等作出全面的分析和研究,取得一致认识。会后宣布持续7天的震情应急状态予以解除,并要求继续对震情的发展趋势加强跟踪分析。
   3.宏观调查
   8月6日,泉州市、莆田市、惠安县地震局由领导带队到沿海城镇、乡村开展宏观调查,基本确定沿海地区为IⅤ度强影响。建筑物均未发生损坏及墙体裂隙;群众情绪比较稳定,生产生活秩序正常,没有发生大的恐震等现象;各级政府十分重视,掌握情况及时。
   泉州市地震局调查组走访净峰镇、小砟镇群众百余人,观察调查新、老房屋(多数为石头房)百余幢。大多数群众都听到类似飞机、汽车行驶的地声两次,紧随着感觉建筑物、室内物件摆设晃动较为强烈,尤其小砟镇的群众感觉晃动特别厉害。南安县地震局《关于惠安海域发生4.8级地震的宏观调查报告》称:东田镇—教师反映震感强烈,人站立摇晃,有地声刷刷作响,房顶粘灰瓦槽整条下滑5厘米左右;洪濑镇群众反映,震感强烈,人跑出屋外,茶杯碰撞作响;石井、康美、梅山、溪美等镇群众反映灯泡摇晃,地声刷刷作响约10秒钟之久。
   莆田市地震局调查组的调查情况报告称:全市沿海城镇多数人感到震动,普遍听到地声,门窗作响、家具跳动。平海镇群众反映震动时就像大卡车撞到房子的感觉。湄洲岛群众在黄金沙滩上都感到晃动(上午平海湾海域3.6级地震)。埭头镇的群众反映,上午10点许听到地声后,感到两次震动,相隔3—4秒,晚上8点许感到整个三层楼都在上下晃动。有极少数居民打包,准备外逃避震,有少数人从高层楼房直接跑到楼下避震。
   三、震群活动
   1971年至2005年,福建共发生震群活动18次,震级最大的震群是1994年5月永安小陶ML4.5级震群,震群活动持续时间最长的是1988年8月3日开始活动的长汀震群,历时近5个月,共发生ML1.0级以上地震493次。
   1996年至2005年,福建共发生震群活动11次(表1.1—6),震级最大的震群是1999年9月福州ML3.8级震群,震群持续时间最长的是2000年1月2日开始活动的永安ML3.2级震群,历时6个月左右,共发生1级以上地震70次。震群活动均发生在福建内陆,主要集中在永安、龙岩、华安、安溪等地区,福建北部较少出现震群活动,福州、水口库区各发生一次震群活动。1997年5月31日永安西南5.2级地震持续到11月,平静半个月之后先后发生两次小震群活动,即1997年12月3日至1998年4月28日最大震级ML3.5级的小震群和1998年6月18日至9月22日最大震级ML3.6级的小震群,上节已经将其归入主震的持续余震活动,没有统计在本节的震群活动范围。
  这十年间的11次小震群活动从其活动参数(表1.1—7)可以知道,有些小震群活动是属于正常的地震活动,其活动参数显示没有前兆意义;有的小震群活动参数显示有前兆意义,特别是1997年4月11日的永安小震群,它的小震群活动参数对省地震局觉察到将要发生永安西南5.2级地震起到很大作用。
  从1996—2005年期间福建地区发生11次小震群的主震震中分布图可以看出,小震群主要集中在长汀一龙岩与永安交界地区一漳平一带和古田一福州一带,基本上呈北西向走向。而长汀一龙岩与永安交界一漳平一带主要围绕龙岩与永安交界地区,有6次小震群都发生在这个交界地区。
  从震群活动的时间分布特征来看,1971年以来有两个震群活动较为密集的时间段,一是1975年5月至1976年4月,漳州、华安、龙岩地区在不到1年的时间里发生3次震群活动,震级均在ML3级左右,序列特征表明属正常的震群活动;二是1992年至1997年,共发生4次较显著的震群活动,震中分别位于永安小陶和漳浦一龙海附近,震级在ML4.0—4.5级之间,此时福建正处于地震活跃期,中强震频发。对这几次震群活动的分析研究表明,属前兆震群,显示出中强震发生前,本省弱震活动存在一个增强的过程,而震群活动是一个主要的表现形式。1998年至2005年,发生10次ML3级震级活动,序列特征表明多属正常的震群活动,其中在1999年台湾南投7.6级大震后,福州、闽清水口相继发生ML3.8与ML3.2级震群活动,说明台湾强震活动对福建地区存在影响。
  永安、龙岩、漳州和华安地区是本省震群活动的高发区,其序列特征与中强地震活动周期有关,在地震活动相对平静时段,震群活动主要以一般震群活动为主,震级较小;在地震活动相对活跃时期,震群活动震级相对较大,序列具有前兆特征。
  附: 福州ML3.8级小震群
  1999年9月24日17时12分,在福州市东北距市中心不到20千米的白庙村发生的ML3.8级显著有感地震,是继1997年5月31日永安西南5.2级地震以来发生在省内陆地区最强的一次有感震群活动。由于此次地震发生在内陆,且是交通发达、人口密集、经济繁荣的省会城市福州,故它所产生的影响很大,引起了各界的广泛关注。在1996—2005年11次小震群中,是最突出的。
  据中国历史强震资料记载,在震中近60千米范围内至今仅有两次较大地震发生,一次是与本次地震震中相距很近的1574年8月发生在福州—连江的5K级地震,另一次是1825年10月发生的福州永泰4%级地震。两震相连呈北东向展布,据此认为:震区周围具有发生中等强度地震的背景。地震周围60千米范围内,1971年1月1日至1999年9月22日共发生ML0.4级以上地震85次,其中ML3.5级地震4次,均为孤立型,最大地震是1988年10月31日福清近海的4.0级地震,本区表现出较弱的地震活动水平。值得一提的是ML3.8级地震打破了沿海地区孤立型地震的记录,表现为震群型特征。
  ML3.8级地震序列从1999年9月23日23时21分开始前震活动,前震次数共22次,最大ML2.6级。至1999年12月30日止,共发生了ML≥0.0级地震458个,其中ML≥2.0级地震42个,经重新定位,震中呈东西向约1.1千米,南北向约1.7千米的分布。
  最大余震发生在主震后第3天,即9月26日的ML3.6级地震,与主震震级差为0.2级,主震能量占序列总能量的35.3%,因此判断该序列属震群型地震。表1.1—7的9月24日福州小震群活动参数显示确为震群型地震。该参数还显示这个震群具有前兆意义,即余震序列活动表现出相对频度高、起伏大、衰减慢的特征。
  根据福建数字遥测台网中心提供的P波初动资料,确定了ML3.8级地震的震源机制,其震源机制解参数见表3.1—8。根据ML3.8级震群≥2.0级地震精确定位震中图,震中分布基本呈北西向展布,野外烈度调查结果和震区地质构造背景,断层为北西走向,因此确定节面II为主破裂面,走向317°、倾向北东、倾角80°(近直立),属右旋走滑逆断层。
  根据地震现场调查,在震群活动的60千米内,有北东向与北西向构造分布,其中北西向断层F1闽安断层是该震群活动的主要发震构造,如下图所示。
  第二节 水口水库地震
  水口水库于1993年3月31日下闸蓄水后,5月23日福州地震遥测台网第一次记录到MLO.6级水库诱发地震,震中位于古田县湾口村附近。7月23日连续发生两次ML3级以上地震并伴随一系列小震活动,此后地震活动出现起伏变化,并逐渐增强。1993年10月至1995年3月库区发生多次群发式应变能释放相对集中的小震活动,每次活动都有3级以上较大地震发生。经过一年左右的相对平静,于1996年4月21日发生ML4.1级地震,该震发生后,库区地震活动持续平静近3年。1999年台湾南投7.6级地震发生后,11月库区发生ML3.2震群活动,之后,库区地震活动较为平静,至2005年期间,库区未再发生级以上地震(图1.2-1)。
  根据福州地震遥测台网测定,截止到2005年12月31日,水口库区共发生1256次水库诱发地震,其中小于1.0级地震592次,1.0—1.9级地震545次,2.0—2.9级地震100次,3.0—3.9级地震18次,4.0—4.9级地震1次,震级频度统计如表1.2-1所示。
  一、地震特征
  省地震局专家对比了水口水库地震与国内长江流域水库地震、新丰江水库地震。水口水库地震具有我国、特别是长江流域及其以南地区分布的水库地震的基本特征,如发震区属少震弱震区,库区基岩(①基岩:完整的岩石称为基岩,露出地表的基岩称为露头。)刚性强,并有发育较完整的断裂和节理(②节理:由构造运动将岩体切割成具有一定几何形状的岩块的裂隙系统,也是岩体中未发生位移(实际的或潜在的)的破裂面。),构造复杂等。此外,还有如下特征:
  1.震级小,震中分布相对集中。以小于3.0级地震为主,主要集中在大坝附近的湾口—前洋村一带,范围约13平方千米。震中展布优势方位约北东30°—35°(图1.2-2)。
  2.地震震源深度较浅,主要分布于11千米以内,基本稳定在4—10千米之间,极少数深度达14千米,明显浅于该区构造地震的震源深度。
  3.库区蓄水初期,小震频度高,多与水位变化相关。高水位下水位急剧变化后往往诱发3.0级以上地震 (图1.2—3)。水口水库地震与库水位的对应关系大体分两种情况:一是在蓄水初期(大致在1994年3月前)水位还未达到正常运营高度时段,水位急剧升降随后发震,发震时间滞后水位急剧变化时间较短;二是水位达60米以上正常高度后,水位急剧升降后诱发较大地震,但发震时间滞后水位变化时间较长。1996年ML4.l级地震后,库区地震的发生与水位变化相关较小,主要受区域应力场调整影响。1999年11月2日库区ML3.2级地震的发生与1999年台湾南投7.6级地震发生后区域应力场调整相关。
  4.库区单个地震活动较少,小震活动以—组—组群发为主,对库区地震序列分析表明,无论是分时段还是全序列均显示该水库地震具有构造地震的前兆震群或前震序列性质。
  5.b值(①b值:lgN(M)=a—bM,式中N(M)是以震级M为中心的小区间(M±ΔM)在一定时期内发生地震的次数;a和b是常数,a表征在统计时间、区域内的地震活动水平,b值表示该地大小地震数的比例关系,大地震数目相对多时,b值则小,b值大小和该地区的介质强度以及应力大小有关。)偏小:国内外水库地震震例表明,其b值一般比构造地震大,然而水口水库地震的b值却偏小。分时段计算的平均b值仅为0.68—0.89,比邻区的构造地震b值低,如永安震群为1.13,华安震群为0.90;比一般水库地震如新丰江水库地震的平均b值1.16也偏低。表明水口水库地震序列震级大的地震比例偏高,实际上是岩层破裂规模相对较大的次数偏多,这可能与水库地震的成因有关。
  水口水库地震是在特定的地质构造条件下,主要由库水的荷载及水的渗透作用产生的应力集中而引发,对诱发地震起主要作用。水口水库地震除具有一般水库地震的特征外,还有其自身的特点,这些特性可能与该水库地震的形成机制有关。水口水库前期受区域构造应力场作用的因素较小,如主震ML.1级地震的震源机制P轴方向与本区区域构造应力场的主压应力轴方位不一致;又如处于同一地质构造环境,受同一区域应力场作用的邻近的古田水库,由于规模较小,蓄水近30年未曾发生过诱发地震。
  二、水口库区ML4.1级地震烈度分布与震源机制解
  (一)烈度分布
  1996年4月21日ML4.1级地震发生后,省地震局立即派出地震现场工作队。在宁德市地震办和古田县地震办的配合下,地震现场工作队开展地震现场科学考察和防震减灾科普宣传工作。
  这次地震的极震区为Ⅴ度区(图1.2—4)。
  Ⅴ度等震线经过水口镇所在地,向南延伸到高洲,拐向北东至柳埕,由西转向东,过后望、汤兜、四宣与水口闭合。Ⅴ度区为鸡蛋形状,长轴走向北东,长约12千米,短轴约8千米,面积70平方千米。室内外的人普遍听到像爆炸—样的地声,感觉到地面颠簸。少数人惊慌出逃,民房局部遭受轻微破坏,墙壁出现许多新的小裂缝,抹灰层剥落,屋檐零星掉瓦,庙宇门前牌匾被震落,一些年久失修的老屋土墙倾斜加剧、出现开裂。
  Ⅳ度区:Ⅳ度等震线东抵闽清县东桥,西达尤溪县系滨、洋中一带,南到闽清县白云,北至古田县城以南。Ⅳ度区呈北东东方向展布的椭圆形,长轴半径约33千米,与Ⅴ度区长轴走向向东偏转20°左右;短轴半径约24千米,面积700平方千米。室内的人大多数有感,室外少数人有感。
  (二)震源机制解
  根据福建数字遥测地震台网记录的P波初动方向,作出本次地震的震源机制解如图1.2—5,参数列于表1.2—2。
  根据极震区长轴走向和震中附近湾口断裂北东走向,确定节面Ⅱ为ML4.1级地震的主破裂面。因此ML4.1级地震的主破裂面走向北东53°,倾向南东,倾角83°,为正断层活动,稍具左旋左滑性质。
  三、地震地质背景
  水口水库位于闽江干流,坝址坐落在闽清县雄江乡下淮村,下游距闽清县城14千米,上游距水口镇11千米。库区全长约100千米,是—狭长的河道型水库,总库容26亿立方米,坝高101米。水口库区地震震中区位于大坝上游不远处,地处政和—海丰地震断裂带北段的北东向晚侏罗纪火山喷发带上,其东西两侧分别为福安—南靖断裂带及政和—海丰断裂带,北西走向的闽江大断裂带与它们分别交切,震中区出露晚侏罗世的南园组流纹质凝灰岩及凝灰熔岩等火山岩地层。
  库区内分布规模较小的次级断裂有5条:后谷正断层、周宅正断层、蛟坑逆断层、下双坑平移断层和湾口断层(图1.2—6)。湾口断层沿北东45°走向从湾口附近穿过,倾向南东,倾角80°,具有左旋性质,控制了闽江在此段的走向。据省地震局厦门地震勘测中心垂直形变测量结果显示,该断层附近的古田大桥两侧出现差异上升活动,具有一定活动性。湾口断层参数与ML4.1级地震的震源机制解十分接近,是该地震的发震构造。
  第三节 地震构造环境
  一、大地构造特点
  福建省位于中国大陆浙闽粤隆起带的大陆沿海地带,东侧是台湾海峡沉降带,近邻太平洋板块与欧亚板块碰撞带,即琉球岛弧俯冲带—台湾岛弧碰撞带。
  中国大陆及台湾海峡大地构造属东南沿海加里东褶皱带(一级构造单元)。中新生代以来,由于太平洋板块运动,使中国古老的大陆再次受到不同程度的影响,形成了一系列与板块碰撞带大致平行的北北东向构造带。
  根据构造形变、变质作用、沉积建造、岩浆岩活动,将福建及台湾海峡划分为四个二级构造单元,即台湾海峡沉降带(Ⅰ)、闽东火山断坳带(Ⅱ)、闽西南拗陷带(Ⅲ)和闽西北隆起带(Ⅳ)。
  台湾海峡沉降带(Ⅰ):位于滨海断裂(①断裂:地壳岩层因受力达到一定强度而发生破裂,并沿破裂面有明显相对移动的构造。)以东,台湾山麓西缘断裂以西的台湾海峡及台湾西部平原地区。由海相白垩系和第三系组成。新生代初,由于陆缘扩张而发育为裂谷。正断层发育,地层平缓和掀斜。在晚古新世、中始新世、晚渐新世、早中新世和中中新世,多次出现基性火山活动,具陆缘裂谷特征。由于晚第三纪中新世台湾岛挤压隆起和西部山麓推覆带发育,致陆缘裂陷转化为陆缘挤压。台湾海峡区以块断掀斜运动为主,此后以相对缓慢拗陷并沉积薄层的晚更新世、全新世地层为特征。
  闽东火山断坳带(Ⅱ):位于福建东部,即政和—大埔断裂带以东,在华力西—印支拗褶基础上,中生代发生大规模断陷和坳陷,形成巨厚的东南沿海中生代火山岩带,中生代岩浆广泛侵入。沿构造带形成强烈的区域变质和混合岩化作用。依据沉积建造和后期改造差异,可划出四个三级单元,自西向东为屏南—梅林中生代断陷,周宁—华安中生代断隆,福鼎—云霄中生代断陷,闽东南沿海中生代断隆。
  闽西南拗陷带(Ⅲ):晚泥盆纪以来发生大规模拗陷,晚三叠纪初印支运动褶皱成陆,中生代为陆相类磨拉石沉积,新生代持续隆起。
  闽西北隆起带(Ⅳ):位于福建西北部,为前震旦纪区域变质岩分布区,属于江南地背斜组成之一,长期处于隆起状态。
  二、新构造运动
  福建及台湾海峡从晚元古代至奥陶纪末,处于地槽构造环境,晚泥盆纪至中三叠纪为准地台阶段,晚三叠纪至白垩纪为滨太平洋大陆边缘活动阶段,形成政和—海丰和长乐—诏安断裂带。第三纪以来,除台湾海峡和滨海有玄武岩喷发外,福建沿海地区已全面抬升,构造运动逐渐减弱。
  (一)新构造运动基本特征
  晚第三纪以来的新构造运动总趋势是在总体抬升背景下伴随间歇性升降活动。
  1.构造变形
  新构造期的构造变形主要是在上新世中期至早更新世发生的蓬莱造山运动基础上发育的。这次造山运动使台湾岛和台湾海峡喜马拉雅期以来的裂陷盆地褶皱回返上升,台湾海峡由断陷转变为拗陷。在大陆地区,新构造变形除缓慢掀斜隆升外,还表现为老断裂继承性活动。
  2.火山活动与地热异常
  晚第三纪东南沿海火山活动规模明显不同于晚侏罗世至早白垩世,台湾海峡主要表现为多期次的拉斑玄武岩喷溢和碱性橄榄玄武岩侵入活动。在大陆地区,火山活动较微弱,仅见有早更新世的龙海、漳浦等地佛昙群玄武岩,明溪、闽清等地橄榄玄武岩,以及龙海牛头山一带中心式喷溢。
  地热(温泉)活动鼎盛,为东南沿海地区主要的地热异常带。据统计,温泉约有250多处,主要分布在长乐—诏安断裂西侧与政和—海丰断裂之间,其中大于100°C的温泉主要分布在福州、漳州地区。热流分布在福建境内的大陆区表现为西部地区热流较高,东南沿海地区热流降低的特点。
  3.地貌
  从总体看地貌景观,西北部为戴云山山脉分布区,地势险峭,最高山峰达2000多米。东南部由丘陵山地、红土台地逐步过渡到沿海平原以及滨海岛链带和台湾海峡盆地。总的地势是西北高,东南低,呈阶梯状下降。因受北北东—北东向断裂断块的差异性活动影响,地貌具有北东向条带状,从而形成自西北逐渐向东南沿海有规律排列的构造地貌景观。山脉走向主要呈北东和北北东向。河流侵蚀切割深度在西北部可达200—300米,东南部为50—150米。反映在新构造运动时期,戴云山呈继承性持续上升,幅度较大,而东南部主要为花岗岩、火山岩侵蚀低山,丘陵,残丘,红土台地和堆积平原,以及海域的水下岸坡与堆积盆地。
  新构造运动时期海岸线的变迁,明显地表现为间歇性的抬升,不但形成了不同高程的海蚀遗迹特征,即在海拔高程300米、100米、50米、30米、15米等处存在多种形态的海蚀痕迹——海蚀洞穴、海蚀壁龛、海蚀柱等,而且在沿海海湾一带还堆积不同时代的冲海积和海蚀阶地,以及咸水湖盆。如莆田广化寺、长乐江田、晋江、石狮以及在平潭的三十六胶湖等地。说明海岸线变迁与新构造间歇性的上升有密切的关系。
  4.新构造运动时期的断裂活动
  在大陆地区,新生代时期活动的断裂绝大多数是继承中生代时期形成和发展的断裂,其中包括了政和—海丰断裂、长乐—诏安断裂、永安—安溪断裂、九龙江断裂等。上述断裂活动主要以穿切本区白垩纪晚期火山熔岩和火山沉积岩建造,以及断裂较活动地段形成串珠状的第三纪小型断陷盆地为标志。而台湾海峡的拗陷区则发生了强烈的褶皱和断裂活动。
  第四纪时期,断裂活动的规模和强度已大大弱于第三纪。在某些地段,继承新生代早期断裂活动的背景上,大陆地区北东与北西向断裂交汇的构造部位形成几个第四纪小型断陷盆地,如福州盆地,漳州盆地以及诏安盆地等。同时在沿海地段塑造了红土台地、断层残丘和堆积平原。台湾海峡则继续拗陷沉降堆积数十米至百米厚的第四系沉积层。
  晚更新世以来,陆域的断裂绝大多数已基本上停止活动或十分微弱,仅一些规模较大的北西向断裂上有较新的活动;而在海域滨海断裂仍有较强的活动。
  新构造时期,断裂活动具有从西北向东南,由陆域向海域逐步由弱变强的特征,断裂活动的主体区域已由陆域推移到海域。
  (二)新构造分区
  根据新构造活动的差别以及第四纪沉积物特征、岩浆活动、温泉和地震等标志,福建及台湾海峡地区新构造区可分为3个一级区和若干个二级区和三级区。
  1.台湾海峡沉降区(Ⅰ)
  台湾海峡沉降区介于台湾岛弧与大陆之间,基底为大陆型地壳,第三纪至今的沉积物厚达数千米。在海峡区,北部为隆起地块与盆地相间,中部为澎湖隆起,南部为台西南盆地。另外,台湾海峡东西两岸的形态有明显的差异,西侧多为“岩岸”,海岸曲折,而东侧大部分为—片低平的冲积平原,岸线简单而平直。西侧的滨海断裂历史上地震活动频繁,最大震级达7级(1604年泉州海外)。澎湖群岛见多次玄武岩喷溢。台西平原温泉众多。
  2.武夷—戴云隆升区(Ⅱ)
  武夷—戴云隆升区位于滨海断裂带以西,邵武—河源断裂带以东的地区,以继承性的断裂活动和区域性的断块差异活动为基本特征,除局部的断陷盆地外,大部分地区以间歇性上升为总趋势,自东向西又可分为3个二级区。
  (1)闽东沿海差异弱隆起区(Ⅱ1)
  闽东沿海差异弱隆起区总体呈北东向,东以滨海断裂带为界,西至福鼎、宁德、福州、福清、南安、同安、漳州、云霄一线,大致与长乐—诏安断裂带西界一致。
  闽东沿海差异弱隆起区濒临东海和台湾海峡沉降带。区内北东、北北东、北西向断裂发育,地貌多呈长方形或菱形,并呈现岸线、半岛、岛屿、港湾、山体、第四纪盆地、水下地貌等多种形态,总体仍呈北东—北北东向分布。新生代以来,本区总体上表现为弱隆起区,但受北西向构造的控制,从北而南在上升背景下,又表现出明显的分区段差异,闽东沿海差异弱隆起区据此分为下列亚区:
  ①福鼎一霞浦差异相对弱沉降区(Ⅱ1-1)
  闽江口以北属差异相对弱沉降区。沿海一带区内200多个岛屿星罗棋布,为福建岛屿最多的地段。沿海河口多呈溺谷状,深水港湾多深人内地。沿海第四纪平原零星狭小,其结构多为埋存型,全新世海积层及更新世地层多被掩埋于海水之下。沿海海蚀遗迹多出现于滨岸地带,海拔一般不大于90米。其中,霞浦溪南、长春半岛、宁德、罗源一带为北东东向局部上升地带,更新世冲洪积层多以阶地形式分布,如溪南地区Ⅲ级阶地高22—42米,Ⅱ级阶地高12—20米,全新世缺少沉积。全新世以来,该区可能又出现了缓慢差异上升,沿海可见一些上升的砂坝、贝壳堤,高出海平面3—7米。
  ②闽江下游差异弱上升区(Ⅱ1—2)
  闽江下游差异弱上升区与长乐—诏安断裂北段差异弱上升区的特征基本相同,不同之处是这里不但发育北北东向断裂,还发育北北西向断裂。前人推测的北西西向闽江断裂,可能对该区的地貌也起着控制作用。长乐—诏安断裂北段差异弱上升区(Ⅱ1-3)发育的沿海岛链带在这里突然消失。其新构造特征介于长乐—诏安断裂北段弱上升区(Ⅱ1-3)与福鼎—霞浦相对弱沉降区(Ⅱ1-1)两个亚区之间,具有过渡性质。
  ③长乐—诏安断裂北段差异弱上升区(Ⅱ1-3)
  闽江口以南至九龙江口以北为闽东沿海差异弱上升区,属滨海丘陵岛链带,多见砂质海岸。福清龙江等河口见海陆交互相淤积平原,海蚀遗迹深入内陆12—18千米,少数可达36千米。海拔一般110米,最高170米。第四纪平原结构除长乐、平潭少数地区外,多为阶地接触型。Ⅲ级阶地一般高20—30米,少数达30—40米;Ⅱ级阶地多为10—15米,局部达15—20米;I级阶地则在5—10米左右。兴化湾以北地势较高,为该区高阶地分布地段,兴化湾以南地势渐低,显示北段上升幅度较大。自西而东,以高山、棣头、东岭、石狮一线为界,西部红土台地第四纪时期较稳定,台面上发育有宽浅的坳谷;东部地带块断差异活动强烈,断块山地和谷地、断陷平原、港湾、岛链错杂分布,高阶地面比较破碎;滨海水下部分为水下岸坡区,岸坡陡,峡谷浅礁相互交替,水下谷地、洼地相间分布,显示出破碎的水下地貌。闽东沿海差异弱上升区内主要发育长乐—诏安断裂带。
  ④九龙江断裂差异弱沉降区(Ⅱ1-4)
  九龙江断裂差异弱沉降区分布在九龙江流域南北两侧的漳州、厦门一带,为福建沿海相对沉降的区域,山区与平原多直接接触,在九龙江两侧有大面积第四纪地层(Q3—Q4)分布。
  九龙江断裂差异弱沉降区的断裂活动以北西西,东西向的九龙江断裂为主体,沿断裂有新生代玄武岩分布。
  ⑤东山掀斜差异隆起区(Ⅱ1-5)
  东山掀斜差异隆起区位于潮汕断陷盆地以北,漳州盆地以南。新构造期该区为差异隆起区。区内主要断裂为北北东向长乐—诏安断裂带和北西向的上杭—云霄断裂。东山掀斜差异隆起区属于中强地震活动区,发生过2次5级左右的地震。
  (2)鹫峰—戴云山掀斜隆升区(Ⅱ2)
  鹫峰—戴云山掀斜隆升区位于长乐—诏安断裂带以西,政和—海丰断裂带以东的鹫峰山脉和戴云山脉地区。该地块地质构造较简单,地貌上以强烈切割的中—低山为主,河流深切呈狭谷型,纵比降大,并常见谷中谷现象,常见跌水。区内第四纪河谷盆地不发育,在零星小型河谷盆地中见第四系分布。第四系综合厚度一般仅20—30米。第四纪阶地面也自西北往东南倾斜、降低。鹫峰山、戴云山和博平岭山体西陡东缓,东部地形作阶梯状递降,层状地形显著,如戴云山东坡发育有五级夷平面,高度分别为1200—1400米、700—800米、600—650米、350—400米。反映了该地块新构造期以来在隆升过程中具有西部翘起掀斜上升的性质。
  鹫峰—戴云山掀斜隆升区大致以永泰—尤溪一线为界,断块的掀斜运动南北不同。以北为鹫峰断块隆升区(Ⅱ2-1),以南则为戴云山掀斜隆升区(Ⅱ2-2)。
  ①鹫峰断块隆升区(Ⅱ2-1)
  鹫峰断块隆升区以断块整体上升为主,掀斜活动不明显,政和—海丰断裂带北段等是本区主要断裂构造,主要活动时代为前第四纪,仅少数段落第四纪早期仍有活动。该区地震活动较弱,仅有1574年庆元5级和1866年景宁4级2次破坏性地震记载,近期在水口水库一带活动较为活跃。
  ②戴云山掀斜隆升区(Ⅱ2-2)
  戴云山掀斜隆升区断块差异活动和掀斜活动均比鹫峰断块隆升区明显。政和—海丰断裂南段和安溪—南靖断裂带是本区的主要断裂构造,最新活动年代均为第四纪早期。该区地震也明显活跃,记载有多次5级左右的地震,近期华安一带微震活动较为活跃。
  (3)浦城—连城差异上升区(Ⅱ3)
  浦城—连城差异上升区属于武夷山和戴云山间的相对低洼地带,位于邵武—河源断裂带以东、政和—海丰断裂带以西。地貌以中等切割的低山、丘陵为主,并有强烈切割的中山及各种成因类型的大小盆地。地势起伏较大,山岭连绵不断,河网密布,格子状、向心状和放射状水系结构明显,河谷以“V”型为主,峡谷与宽谷沿河相间排列,各种成因类型的大小盆地亦沿河成串珠状分布,高程呈阶梯状降低,盆地中沉积着厚度10—20米的第四纪沉积物,宽谷和盆谷内,普遍分布高度不等的三级阶地。该区新构造间歇性上升活动具有区域的相对一致性和差异性。根据新构造运动特征差异,浦城—连城差异上升区大致可划分为南、北两个次级区。
  ①闽西北大面积上升区(Ⅱ3-1)
  闽西北大面积上升区长期隆起且较稳定的地区。晚白垩世—早第三纪红色岩层零星分布在武夷山、泰宁等地。第四系仅零星分布于各河谷盆地中,厚度一般仅15—20米。地势四周高(海拔多在1000米以上),中间低(海拔300—700米),略似盆地。水系结构呈向心状流动。中部地势较开阔,以低山—丘陵为主,坡度较缓,切割较浅,河谷形态呈现出峡谷与宽谷沿河相间分布的特征,在宽谷或盆谷内,多发育着三级阶地,各地所见阶地级数和分布高度基本相同,大致为Tl(10—15米)、T2(20—30米)、T3(60—70米)。新构造运动以整体的缓慢间歇性上升为主,差异活动不显著。温泉分布很少。
  闽西北大面积上升区内主要断裂为邵武—河源断裂带北段和建瓯—沙县断裂,第四纪以来仅在局部段落有微弱活动。地震活动微弱,仅有1次破坏性地震记载,即1467年7月22日4¾级地震。
  ②闽西南差异上升区(Ⅱ3-2)
  闽西南差异上升区沉积地层发育十分完整,受多次构造运动的影响,地质构造较为复杂,各时期地层之间多呈不整合接触关系,断裂以北北东、北东走向为主,次为北西、北北西向。由于断裂构造的差异活动,形成一系列断陷盆地,主要有永安、漳平、连城、长汀、上杭和武平等盆地,在盆地内沉积了厚度不—的红色岩层。新构造运动以继承性的断裂活动和断块差异上升为主要特征,—方面是老断裂的复活,另—方面也产生一些新的断裂,但规模和断距都比较小,沿断裂还有新第三纪的基性—超基性岩浆喷溢活动。由于断块的差异上升,造成区内地势起伏较大,山岭河谷相间分布,山岭海拔高度大多在800—1000米以上,多处保留着四级剥蚀—夷平面,反映该区新构造运动还具有间歇性上升的特点。闽西南差异上升区内温泉出露较多。
  闽西南差异上升区以中强地震活动为主,共记载到8次M4.6级以上地震,其中5级及5级以上地震5次,分别为1651年宁化5级地震、1651年明溪西北5级地震、1659年明溪北5级地震、1917年明溪5级地震、1997年永安西南5.2级地震。
  3.武夷断块差异上升区(1D)
  武夷断块差异上升区位于邵武—河源断裂以西的赣闽两省交界地带,大部分在江西境内,包括武夷山山脉主体,在地貌上属于中强切割的中山,切割深度800—1000米。强烈断块上升是该区新构造运动主要特点,并且南北构造运动的强度和表现形式存在差异。
  建宁以北,地貌为强烈切割的构造剥蚀中山,海拔高度1000—1500米以上,切割深度800—1000米,山高坡陡,峡谷深切,显示出该区新构造运动以强烈上升作用为主。在总体上升的同时,一些断陷盆地相对沉陷,如呈北东向展布的光泽河谷盆地等,盆地内发育白垩纪早第三纪红色地层。建宁以南,地貌为中—强切割的构造剥蚀中山,海拔高度1000米左右,切割深度800米左右,河谷多为“V”型峡谷,谷坡较陡,其构造活动以大幅度上升为主,并具有掀斜的特征。
  宜黄—宁都断裂带和金溪—南城断裂带是武夷断块差异上升区主要断裂构造,其主要活动期在前第四纪,第四纪以来没有活动迹象。武夷断块差异上升区内没有破坏性地震记载。
  三、地震活动断裂
  (一)北东向断裂
  1.滨海断裂带台湾海峡段
  滨海断裂带台湾海峡段是华南滨海断裂带的重要活动构造,北接滨海断裂带东海段,南接滨海断裂带南海段,全带总长度逾1000千米。滨海断裂带台湾海峡段位于台湾海峡西侧,大体上沿福建沿海等深线50—60米附近分布,是福建沿海水下岸坡带与台湾中央盆地之间的边界断裂,该段总长度约500千米。滨海断裂带历经多期构造运动,是一条现今仍在强烈活动的断裂带,台湾海峡段更是控制海峡地震、海底地貌发育、海底盆地形成演化的活动构造。
  滨海断裂存在的主要证据是福建近海发生过泉州海外〓级地震(1604年),广东福建交界处的南澳岛海域历史上发生2次7级以上强震,并根据现代弱震震中沿滨海呈带状分布特征而推测的。1990年福建省核电办公室为了评价核电厂址外滨海断裂的准确位置、规模和活动性,在湄州湾—泉州湾布设了横切滨海断裂的四条浅层地震剖面。另外,自80年代末以来中科院南海海洋研究所、地矿部广州海洋地质调查局和福建海洋研究所等单位先后对台湾海峡西部进行了海底地形、地貌、重力、磁力和多道地震探测等多学科综合研究。2004年福建省核电办公室为评价福建核电厂后续厂址的地震问题,又委托国家海洋局第一海洋研究所对滨海断裂台湾海峡内的平潭海外段的分布位置作进一步的探测,布置三条浅层地震剖面,并结合原有的剖面,对原断裂位置进行修改,评定断层的活动性。通过这些资料的分析和地震活动性的研究,对滨海断裂带的位置、规模和发震构造特征有更深入的认识。该断裂位于牛山岛—乌丘屿—兄弟屿一线东侧约30—60千米,水深线50—60米附近,断裂带由4—5条次级断裂斜列组合而成,是台湾海峡西侧历史上多次大震、强震的发震构造,是福建沿海地震活动最活跃的断裂带。
  (1)滨海断裂带的现代构造形变特征
  台湾海峡段滨海断裂位于台湾岛—台湾海峡挤压构造活动带与大陆相对稳定的交界部位。由于断裂两侧变形特征的差异,容易在这里造成应力集中并产生明显的构造活动,最新活动时代为全新世。在主压应力轴(P轴)取向为北西西—南东东向,主张应力轴(T轴)取向为北北东—南南西向的现代水平构造应力场的作用下,北东向的滨海断裂将发生逆兼右旋走滑的运动。
  (2)滨海断裂带的重力及磁力特征
  从滨海断裂附近地区重力布格异常图上可以看出,滨海断裂以东在重力异常性质上,属正异常,总体走向呈北东向,重力异常基本为变化平缓的异常,大部分地区为+40毫伽的异常,变化值不大,大于40毫伽或小于30毫伽的异常形成圈闭的异常,呈串珠状分布,其走向基本为北东向,与滨海断裂大体吻合。在滨海断裂以西的福建东南沿海为布格重力负异常和自由空间重力负异常的梯级带,均呈北东向展布,与大陆海岸带走向一致。
  从滨海断裂附近地区磁异常ΔT平面图上可以看出,沿滨海断裂是一些线性磁异常带或串珠状磁异常带,磁异常带宽数千米到十余千米,延伸数百千米,贯穿整个台湾海峡,断裂两侧的磁场特征和构造特征明显不同。断裂西侧为正异常交替波状的磁异常区,波长短、梯度大,估计是前中生代的弱磁性变质岩或中生代的弱磁性火山岩的反映。断裂东侧为宽缓变化的磁场区。磁异常波长较大,形状简单,以单调、平缓为主要特征,具有大型中、新生代盆地的磁场特征。
  滨海断裂附近地区居里面等深线走向呈北东向,断裂以西居里面深度为18—20千米;断裂以东居里面深度则为14—16千米。
  从以上磁力异常、磁性基底和居里面等深图,以及断裂两侧的岩浆活动和变质作用分析,显示滨海断裂是一条切穿地壳的断裂带。
  (3)滨海断裂带的地形、地貌特征
  滨海断裂位于福建东南沿海的近岸水域之下,大致沿50—60米等深线展布。以滨海断裂为界,海底地形东西两侧各不相同。西侧海底地形复杂,等深线大多呈北东向与海岸线平行,属于大陆继承性地形,为水下岸坡坡区,海底总体呈平缓坡状,地形等深线间隔较宽缓,普遍存在两级水下阶地,其长轴方向呈北东—南西向。在海底阶地的东侧,存在着5—10米左右的水下坎坡,呈条带状与海岸线平行,深40—50米,局部为30—40米,最深可达60米。坡东缘即为滨海断裂,反映出断裂的最新活动。滨海断裂东侧地形较简单,为地势平坦的海底深水盆地或深水槽。海底深水槽这种独特地形存在,是滨海断裂的直接写照,海底深水槽呈北东—南西方向延伸。由此可见,滨海断裂不仅是海底地形坡度变化的转折点,而且是大陆隆起与沉积拗陷的分界,反映滨海断裂是一条活动很新的断裂带。
  (4)滨海断裂台湾海峡段的分布及分段特征
  1990年前后,上海海洋地质调查局在泉州湾—湄洲湾海外探测了四条浅层地震剖面(Ⅰ—Ⅳ剖面),中科院南海海洋研究所等单位完成了11条人工地震剖面(以L、P、M编号的剖面)。依据这些人工地震剖面,基本上可以勾画出滨海断裂的分布位置,显示出滨海断裂是由许多次级断裂斜列组合而成。2004年国家海洋局第一海洋研究所又对滨海断裂台湾海峡内的平潭海外段的分布位置和活动性作进一步的探测,在原断层上布置三条浅层地震剖面,并结合原有的剖面,对断裂位置进行修改。
  滨海断裂的分段性表现为:台湾海峡段是被—组北西向断裂分割成大致等间距的、呈北北东向斜列分布的次级断裂,由北向南有平潭海外段、泉州海外段、金门海外段和东山海外段等,各段的活动性有差异,总体上南段较强。
  ①平潭海外段
  M1等剖面揭示了该断裂的存在。断裂位于大陆沿海火山岩、变质岩与台西盆地北部的交界带上。断裂呈北北东走向,断裂两侧新生代沉积物厚度变化大,断裂西侧仅1000—2000米,而断裂东侧厚达4000米以上,显示平潭海外断裂新生代以来具有较强的活动,第三纪时期断裂的活动性质为正断层。2004年在海坛岛外完成的两条浅层地震探测剖面,均显示出断点。综合剖面分析,该断裂的最新活动性质为逆断层,断裂倾角近于直立,断裂错动了晚渐新世至中新世褶皱变形地层。
  ②泉州海外段
  断裂北至乌丘屿以东,南端止于泉州海外的北西向断裂,是1604年泉州海外大地震的发震断裂。断裂长度约100千米。编号Ⅰ、Ⅱ和L等剖面勾画出该段断裂的分布位置和活动状况。断裂倾角较陡,倾向南东。断裂西盘中生代火山岩和变质岩埋深只有200—500米,其上主要为第四纪泥质沉积物;断裂东盘为第三纪沉积和第四纪沉积物,厚度由西向东逐渐增加,由数百米增至3000米以上。该断裂有新生代玄武岩喷溢。
  ③金门海外段
  断裂位于金门海外,北端至澎湖隆起北缘断裂,南端止于澎湖隆起南缘断裂,断裂全长约90千米。中科院南海海洋研究所等沿断裂探测了编号P3—6的四条地震剖面。综合剖面分析,该段断裂是一条倾角较陡的断裂带,倾向南东,与泉州海外段的断层倾向相反。断裂带由2至3条断裂平行组合而成。断裂以东新生代地层迅速加厚,最厚处达5千米以上,沿断裂有新生代玄武岩喷溢。
  ④东山海外段
  该段断裂位于东山岛海外50千米处,位于东山隆起和澎湖隆起之间。北至澎湖隆起南缘断裂,南至北西向饶平断裂海外段,断裂呈北东走向,总长度近70千米。沿断裂地形十分复杂,陡坎发育,断裂以东新生代地层逐渐加厚。断裂及附近地区地壳速度结构为陆壳结构,厚度由陆地向海域逐渐变薄。在地球物理场上有一定显示,上地壳下部普遍存在一层速度为5.5—5.9千米/秒、厚度为2.5—4.0千米的低速层,并向海区方向减薄。该区滨海断裂为—纵向低速带,对应于重、磁异常带。断裂带断至莫霍面(①莫霍面:地球的内部结构为—同心状圈层构造,由地心至地表依次分化为地核(core)、地幔(mantle)、地壳(crust)。地幔和地壳的分界面,是莫霍洛维奇于1909年发现的,简称为“莫霍面”。),是华南陆区正常型陆壳与海区减薄型陆壳的分界地壳断裂。
  (5)滨海断裂活动性
  滨海断裂带台湾海峡段是福建近岸海域内最大的一条晚第四纪或全新世活动断裂,断裂展布始于平潭岛以东的牛山岛附近海域,经乌丘屿以东—泉州海外—金门岛东南,延至东山岛海外的兄弟屿以东一带,走向为北纬30°—50°E,断裂总长度约500千米,具有以下特征:
  ①滨海断裂带是台湾海峡坳陷带与大陆断块隆起带之间的边界断裂带,该断裂走向为北北东—北东向。中新世以来由于菲律宾海板块的碰撞挤压,在北西西向的构造挤压应力场的作用下,该断裂具有右旋走滑的运动性质。
  ②该断裂明显错断了中更新世以前的地层,断裂两侧地貌反差强烈,表明它是一条活动性很新的断裂带。
  ③该断裂带具有走滑型发震构造特有的斜列状分布的结构特征。福建沿海的滨海断裂带可明显分为:平潭海外段、泉州海外段、金门海外段、东山海外段等四段次级断层,具有明显的几何分段性和活动分段性。
  ④台湾海峡滨海断裂带是规模巨大、长度约上千千米的北东向浙闽粤滨海深大断裂的—部分。断裂规模巨大,延伸长,具有发生大震、强震的蓄能条件。
  ⑤沿断裂发生过3次7—〓级的大地震,多次6级地震,近期小震活动频繁,密集成带,是东南沿海地震带的重要组成部分。
  综合以上特征,可以确定台湾海峡滨海断裂带是现今仍在活动的断裂带,是东南沿海海域最重要的一条发震构造带。
  2.长乐—诏安断裂带
  以往将滨海断裂带归属于长乐—诏安断裂带范围。根据近年来对海洋地质调查、探测及地震地质调查的综合研究,认为长乐—诏安断裂带的主体是晚中生代动力变质岩带及其破碎带,在重力场上为一条清晰的重力梯度带。长乐—诏安断裂带明显有别于新生代发育的滨海断裂带。因此,这里所论述的长乐—诏安断裂带不包括滨海断裂带,而是特指沿海陆域及岛屿上出露的构造形迹。
  (1)断裂概况
  长乐—诏安断裂带位于闽东中生代火山断坳带,新构造属闽东沿海差异活动区。长乐—诏安断裂带东以该动力变质带东侧为界,西界大致在福鼎、宁德、福州、安溪、漳浦、云霄一线,宽约40—60千米;向南、向北分别延伸至广东和浙江省境内,长度大于450千米。各段走向不—,莆田笏石以北呈北东20°—30°,以南为北东40°—50°。
  在平面上,长乐—诏安断裂由多条大致平行的、断断续续的、长度不大的断层组成,如东张—宏路断裂、长乐—福清断裂、江阴断裂、平原—高山断裂、晋江—惠安断裂、郊尾—新圩断裂等。每条次级断裂又由若干个次一级的断裂组成,这些断裂长度一般只有10—25千米。
  由于断裂的多期活动,使燕山期侵入岩和侏罗系火山岩普遍发生动力变质,形成高温低压变质带。在断面上可见近水平擦痕、糜棱岩,沿断裂有基性、超基性岩侵入。第三纪以来,该断裂以断块差异运动为主要特征,并控制沿海地区条带状地貌景观发育,自西向东有构造剥蚀低山、丘陵带、红土台地平原带。
  (2)断裂活动性
  ①新生代以来活动性
  长乐—诏安断裂带形成于中生代。在新构造运动时期,由于太平洋板块运动的改造,大陆沿海地区结束了中生代燕山运动时期大规模的火山活动、岩浆活动和变质作用的历史。同时,由于区域构造应力场发生变化,晚第三纪至早更新世,在北西西向主压应力为代表的水平构造应力场的作用下,北北东—北东向的长乐—诏安断裂逐渐转变为以断裂—断块差异升降运动为主要活动形式,在漳浦、龙海、金门等地沿断裂还有多次玄武岩喷溢以及温泉沿断裂呈带状分布,表明该断裂带在晚第三纪曾有过较强活动。第四纪时期总体上已趋于稳定。
  ②断裂的最新活动时代
  1993年,福建省地矿局和中国科学院地质研究所在承担福建惠安核电厂初步可行性研究阶段的“区域地壳稳定性综合评价报告”工作中,对长乐—诏安断裂带上的33条次级断裂进行地质、地貌考察,并用三种方法得到测年数据共83个(表1.3—1),该项工作对长乐—诏安断裂带的活动性认识总结如下:
  断裂带形成于燕山中、晚期,喜山期可能有过不同程度的活动,特别是发生在上新世晚期至早更新世的蓬莱运动,是本区遭受影响的最近一次大的构造运动。在此之后,地壳趋于稳定。
  断裂带中之石英脉部分受到后期构造影响而发生变形,表明石英脉形成后断裂有过再次活动。经测年资料,此次活动年龄为距今27—60万年,即相当于中更新世(Q2)。
  在断层剖面上,如果上覆有第四纪地层,都未见断裂错断该地层。断层上部覆盖的未经变形的风化残积土的时代,根据区域第四纪地层对比,确定为更新世,根据风化程度与沉积地层对比,其时代相当于中更新世。这与本次测年资料大体相符,一般都大于13万年,从而可以认为,断裂至少13万年未活动过。
  近年来,中国地震局地球物理研究所、中国地震局地质研究所、省地震局等单位在承担福建沿海核电厂厂址等重大工程建设项目的场地地震安全性评价的野外调查工作,同时重点对长乐—诏安断裂的多条次级断裂作了进一步调查。结果认为,没有晚更新世以来的活动断层。
  研究得出的共同认识是,长乐—诏安断裂的主体部分最新一次活动时代为中更新世或中更新世以前。
  3.政和—海丰断裂带
  政和—海丰断裂带位于福建中部,展布于政和、南平、尤溪、大田、漳平、龙岩东等地。向西南经广东省大埔至海丰等地,与五华—深圳断裂带相接;向东北延伸到浙江省龙泉等地。在大田附近见其向南有一条分支,经华安、平和人广东省。断裂带在省内长度超过400千米,宽约30千米,最宽处达60千米。总体走向呈北东20°—30°,由一系列平行分布倾向南东的高角度断裂组成,倾角65°—75°。
  政和—海丰断裂带在卫星遥感和航片上显示清晰的线性特征。在南平—漳平地段,沿断裂带发育着断层谷、断层陡崖、断层三角面及直线状河流等。在龙岩适中一带,河流经过断裂时,形成落差达20米的瀑布,山前冲洪积扇发育。
  政和—海丰断裂带为闽东中生代火山断陷带与闽西北元古代隆起带和闽西南晚古生代拗陷带的分界断裂。沿断裂两侧的地层沉积及构造发展有明显差异,东侧为晚古生代以来的隆起区,西侧为拗陷区。断裂带明显控制了震旦纪细碧角斑岩建造和古生代沉积中心、晚侏罗世火山喷发带、加里东期和印支期变质岩分布。断裂两侧地层有较大差异,并有华里西—印支期和燕山期花岗岩大规模侵入。
  政和—海丰断裂带断裂活动以压性为主,兼有扭性。挤压片理、构造透镜体、糜棱岩化带、劈理带十分发育,断裂两侧岩层揉皱强烈。断层带标志明显,次级断裂成束出现,单条断裂延伸可达数十千米,多为高角度压性逆冲断裂。断裂带北段在区域重力场上有明显显示,在政和至南平玉山等地多见有基性、超基性岩体侵入,大田以南少见,断裂切割较深。
  政和—海丰断裂带推测形成于震旦纪,在燕山运动时期活动强烈,断裂控制东侧长达180千米的火山喷发带,沿带还发育有巨大规模的燕山早期花岗岩带。沿断裂还断续发育小型断陷盆地,堆积了晚白垩世红色陆相碎屑岩。在晚第三纪,断裂仍有一定的活动,使闽中断块呈掀斜状态。第四纪以来,断裂活动趋于减弱,仅在部分地段的少数断裂于第四纪早期仍有活动。
  沿断裂带发生过多次5级左右地震,如1574年浙江庆元〓级地震、1607年南平东南〓级地震、1968年华安5.2级地震、1940年永定〓级地震等。现今,在断裂南段的龙岩、华安、大田等地有小震活动。
  4.邵武—河源断裂带
  邵武—河源断裂带是一条规模较大的断裂带,北起闽赣分水关以北,经福建的武夷山、邵武、泰宁、宁化进入江西石城、会昌、寻乌,往西南延伸至广东龙川、河源、博罗响水至东莞一带。在闽赣交界的邵武—河源断裂带是武夷—戴云隆褶带与江西沉降带分界线。断裂带由三条较大断裂左行斜列而成:邵武—崇安断裂(福建)、寻乌—瑞金断裂(江西)和河源断裂(广东)。断裂走向北东30°—40°,倾向南东或北西,倾角65°—80°,全长近700千米,宽20—30千米。
  邵武—河源断裂带在卫星影像上表现为清晰的线性特征,断裂两侧地貌有明显差异,其东南侧相对下降,为堆积河谷盆地和丘陵地带,分布着狭长状的白垩纪至第三纪断陷盆地,如崇安、泰宁、宁化盆地;西北侧相对隆升,为武夷山脉构造剥蚀、侵蚀的山地以及串珠状断陷盆地,如建宁、石城、瑞金盆地。沿断裂带展布地段可见断层崖、断谷地貌十分发育,而在活动断层地段瀑布、重力崩塌堆积屡见不鲜,并有较多温泉出露。
  邵武—河源断裂带明显控制了下古生界、加里东期变质岩和混合岩、混合花岗岩的分布,以及中生代沉积和岩浆活动。地球物理场上,断裂带表现为北东向的重力梯度带。
  邵武—河源断裂带形成于震旦纪,燕山期活动强烈,沿崇安(今武夷山)—均口一线发生断陷,控制了崇安、泰宁等晚三叠世—中侏罗世盆地沉积。喜山期以来,在宁化以南段落(瑞金—石城段)活动较为强烈,使震旦系逆冲于下白垩统禾口组之上。
  从构造地貌分析,石城以北第四纪时期以整体性上升为主,并伴有掀斜运动,形成武夷山一带的红色砂砾岩丹霞地貌特征,在石城以南存在相对差异升降活动。历史上在邵武—河源断裂带中、南地段发生过多次〓—6级地震活动,如1806年江西会昌6级地震、宁化1651年〓级地震、1926年江西石城5.2级地震、1987年江西寻乌5.5级地震等,近期小震也较活跃,常为小震群活动,尤其在会昌、寻乌一带中强地震及小震活动均相对集中。
  邵武—河源断裂带最新活动时代为第四纪早期。其中,瑞金—石城段活动较为明显。
  (二)北西向地震构造带
  1.南平—福州断裂带
  断裂展布于福州—南平之间闽江谷地两侧,断裂形迹总体走向北西300°—310°,倾向北东或南西,倾角75°—85°,呈断续延伸,断裂总长约180千米。断裂形成于燕山期,以张性或张扭性为主,局部为压性、压扭性。断裂形迹主要表现为舒缓波状断层面、挤压破碎带、硅化角砾岩、破劈理带、剪切节理密集带等,其中有基性岩脉、石英脉充填。地貌上断裂控制闽江河流谷地及闽江下游福州盆地的发育。
  断裂在福州盆地及附近,由多条断层组成,控制闽江下游及福州盆地的发育。该段断裂东南起自平潭岛以东,断续向北西延伸至福州西的闽侯一带,在地表主要表现为福州盆地以及福州—永泰之间的若干北北西、北西和北西西向断层组,其中北北西向的闽侯—南屿断裂和八一水库—尚干断裂较为活跃,晚更新世早期仍有活动。
  在闽清雄江至南平之间,断裂沿闽江两岸断续延伸,断裂总长约70千米,南平以西及雄江以东断裂形迹不明显。断裂走向北西300°,为右旋走滑正断层。在雄江附近断裂主要表现为走向北西330°的压扭性断层。该段断裂具有多期次活动的特征,而且存在两组性质不同断层。早期表现为走向330°,以压扭性为主,断裂规模较大,多发育硅化构造角砾岩、石英脉充填,断裂形成于燕山期,为前第四纪断层。后期以走向北西300°为主,断裂规模较小,以走滑为特征,为张扭性质,该断层组断面清晰,破碎角砾半固结,断裂控制南平东南闽江上游的发育,晚更新世以来沿闽江河流发育Ⅰ、Ⅱ级阶地,地貌面稳定,断层面保存清晰,该断层在第四纪早期可能仍有活动。
  2.沙县—南日岛断裂带
  断裂断续展布于沙县、尤溪南、至莆田南日岛,总体走向北西310°,倾向南西或北东,倾角65°—75°。受长乐—诏安断裂带的干扰,形迹多呈片段不连续分布。沙县至莆田段断裂地表形迹不明显,活动性较弱。莆田东南段,在莆田笏石分为南、北两条断裂,分别从笏石半岛北侧的兴化湾和南侧的湄州湾进入近岸海域。北侧断裂为莆田—南日岛断裂,南侧断裂为枫亭—湄州湾断裂。
  莆田—南日岛断裂自莆田城关一带至笏石半岛北侧,其形迹在地表上不甚清晰,见零星形迹。断裂主体在南日岛的西南侧海边通过。在埋伏岭,断裂走向310°—320%倾向北东,倾角75°—80°,断裂破碎带宽0.5米,断层面上硅质胶结,擦痕清晰显示上盘下滑,为正断层性质,断层往南东方向延伸处的一级阶地平缓,未见有断错、陡坎等迹象,断裂属早第四纪断裂。
  枫亭—湄州湾断裂,北起仙游枫亭一带,在地表上主要以密集节理带出现,仅少数地区见其形迹,如墘厝东一带,其走向310%倾向北东,倾角80°。在枫亭与郊尾间的梅岭寺,火山岩中见一条硅化断层面,切过走向近南北的节理。在后壶山、岭头发育于片麻状混合花岗岩中,单条断层长约2—3千米,可见断层挤压片理化带,宽30米,挤压面走向305°—325%倾向北东或南西,倾角50°—80%在岭头公路开挖面的断层挤压面上覆残坡积层(Q3)未有错动迹象。
  综上所述,断裂活动年代为早第四纪。
  3.永安—晋江断裂带
  断裂断续展布于清流、永安、安溪、南安、泉州一带,大致沿晋江中下游分布。走向北西300°—330°,倾向南西,倾角70°—80°,长50千米以上,宽数千米至数十千米不等。主要由一系列压性、压扭性断裂和轴向北西的串珠状红色盆地组成。断裂东南段出露的一些北西向断层形迹规模很小,而且比较零散,没有见到穿切长乐—诏安变质带的较大的北西向断裂形迹。在新构造运动时期,本区以断裂—断块差异性活动为特征。断裂西北段活动规模和强度已明显减弱,在第四纪中更新世(Q2)以来没有活动的迹象;东南段在泉州平原一带活动年代为晚更新世早期。
  4.九龙江断裂带
  九龙江断裂带大致沿和溪、靖城、天宝、漳州、龙海一线展布,向东经厦门岛南面人海。走向多为北西290°—320°,倾向南西,倾角75°—80°。断裂控制漳州盆地和龙海平原发育,第四纪时期堆积了40—80多米的河海相沉积物,循断裂下降盘发育较大规模的冲积—洪积扇和晚更新世以来的冲、海积层;在相对上升盘,则以红土台地发育为特色。该断裂带主要由九龙江北溪断裂、珠坑断裂、覆船山—康山断裂、岱山岩—珩坑断裂等组成。其中,活动性较明显的展布于珠坑、覆船山—康山断裂段和岱山岩—珩坑段。历史上在这些地段发生过6%级和6X级地震。现今小震活动频繁,形成北西向小震活动带以及众多温泉出露。断裂为晚更新世活动断裂,但在北溪和南溪一带,活动性相对较弱。
  5.上杭—云霄断裂带
  该断裂带展布于上杭、永定、云霄、东山一带,总体走向315°由规模大小不一的断裂、断陷盆地及侵入岩体等组成,断续延长约300千米,宽20千米。推测该断裂带在加里东运动强烈褶皱时开始发生,使北东走向分布的早古生代地层,从该断裂带西南缺失;沿断裂带热液上升,形成走向北西的混合岩带和混合花岗岩带。华力西和印支期,断裂带造成两侧晚古生代地层沿走向不连续。燕山早期,断裂带活动达到高潮,发生大规模岩浆侵入,形成了长180千米,宽15千米的北西向花岗岩带,并在永定与云霄之间普遍发育片理化带和挤压破碎带及扭裂带。燕山晚期,断裂带的力学性质由压性转为张性,形成上杭断裂及受其控制的红色盆地,长50千米以上,走向北西320%倾向北东,倾角60°。断裂西南侧为北西走向花岗岩体,东北侧为白垩系断陷盆地,盆地的沉积中心由老到新逐渐向断裂—侧迁移。喜马拉雅期,断裂活动明显减弱。断裂带主要为前第四纪断裂,仅少数断裂在第四纪早期有活动。断裂带曾于1940年在永定东南发生过5.2级地震。
  第四节 现代构造应力场
  现代构造应力场是驱动地壳断裂构造活动并孕育发生地震的基本原因,不同方向的断裂活动的性质及其发生的震源力学特征,反映了福建省现代构造应力场的特征。因此,可以根据地震的震源机制解,分析反推地震发生地区的现代构造应力场。
  一、中小地震综合震源机制解
  根据收集到福建地区中小地震综合震源机制解共10个(见表1.4—1),这10个综合解中序号1—9为走滑断层①性质,主压应力轴(P轴)仰角小于23°,主张应力轴(T轴)仰角小于10°,反映福建地震构造应力作用主要以水平挤压为主,震源错动以水平走滑剪切为主;序号10为正断层性质。
  构造应力场主压应力轴(P轴)方向较为集中,除序号4为278°外其余集中在305°—331°,说明福建地区构造应力场主压应力轴(P轴)以北西—南东挤压为主。
  二、单个地震的震源机制解
  由于地质构造的复杂和震源情况的多变,单个地震震源机制解的P、N、T轴方向并不等同于构造应力场的最大、中等、主张应力轴方向。但地震应是在区域构造应力场作用下发生的,大量的单个地震震源机制解结果,可以描绘出现代构造应力场的轮廓,这些地震的断层错动方式在反映应力场作用方面就具有一定的代表性。省地震局收集了福建及邻区内测定的1996—2005年中小地震震源机制解54个,根据震源机制解3个特征轴空间取向(崔效锋等,中国及邻区震源机制解分区特征[J],地震地质,2005,27[2]:298—307),断层运动性质统计如下:
  福建地区中小地震断层运动性质主要以走滑和正断层性质为主,最大主应力(P轴)仰角较为离散,而主张应力轴(T轴)仰角一般较小,水平或近水平方向为主。
  福建地区最大主压应力优势方向为北西—南东与中小地震震源机制解结果基本一致,方向角为300°—330%沿海地区最大主压应力轴方向一致性比内陆地区相对较好,最大主压应力轴方向自北往南有规则变化,北部(闽江断裂带附近)主要表现为北北西方向,而南部闽粤交界附近表现为北西西至近东西方向。
  三、福建现代构造应力场
  从福建及邻区单个地震的震源机制解和中小震综合震源机制解结果分析,福建地区构造应力场最大主压应力轴(P轴)以北西—南东方向为主,存在各种仰角可能;主张应力轴(T轴)以北东—南西方向为主,以水平或近水平方向为主,在这种构造应力环境下,容易发生走滑断层和正断层性质的地震。
  福建及邻区的动力作用主要来自西太平洋板块及菲律宾海板块的北西向挤压,南部还受印度—澳大利亚板块向北或北偏东向的挤压,而福建的东北部是受新生海——冲绳海槽的引张作用。在这种动力作用格局下形成了福建构造应力场版式,动力作用的前锋(或动力触角)位于泉州地区。该地区地震活动相对较为活跃(朱金芳、徐锡伟、黄宗林等,福州市活断层探测与地震危险性评价[M],北京:科学出版社,2005:346—348;史粦华、周峥嵘等,福建及沿海地区地震活动力源探讨[J],地震,2006,26[2]:104—112)。
  福建及邻区的构造应力场与本区大地测量资料分析结果是相一致的。周硕愚(2000年)认为自海洋指向泉州地区的相对运动,并向两翼扇形展开,同时福建南北构造运动具有显著差异,决定了福建地区构造应力场作用方式,也决定福建地区地震活动方式。

知识出处

福建省志·地震志(1996-2005)

《福建省志·地震志(1996-2005)》

出版者:鹭江出版社

本书介绍了福建省防震减灾事业的发展历程,重点记述了1998年至2005年期间的变化。此外,文章还提到了福建省地震局承编了该志书,并提供了资料来源和引用的出处。同时,文章还强调了所有地震术语均为标准地震术语,并按照相关规定进行测定和表示。

阅读

相关地名

福建省
相关地名