第一节 基础研究

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: 130020020230002249
颗粒名称: 第一节 基础研究
分类号: P315
页数: 20
页码: 251-270
摘要: 本文主要介绍了历史地震研究和地震构造研究的内容和成果。在历史地震研究方面,介绍了中国地震局出版的历史地震目录和福建省历史地震复核与审定工作的过程和结果。在地震构造研究方面,主要介绍了滨海断裂带的研究情况,包括其规模、几何分段性、活动年代以及与福建沿海核电厂选址和设计地震动加速度高值和抗震设防要求的重要关系。
关键词: 福建省 地震科研 基础研究

内容

一、历史地震研究
  中国地震局修编出版的《中国历史强震目录(公元前23世纪—1911年)》(1995年)和《中国近代地震目录(公元1912—1990年M≥4.7)》(1999年)增加了1917年1月27日福建明溪5级地震,删减了1940年3月2日永定地震。
  1995年《中国历史强震目录(公元前23世纪—1911年)》出版后,省地震局曾组织有关专家进行了复核,陈光桐、袁定强在历史地震专业委员会年会上表述了复核意见,得到大部分专家的认可,并于1998年将论文发表于《中国地震》第14卷第3期,对《中国历史强震目录(公元前23世纪—1911年)》(1995年)部分内容提出了不同意见,同时给出复核结果,一直为许多技术报告所引用。
  1999年6月,中国地震学会第四届历史地震专业委员会在福建省邵武市召开成立大会(见图8.1—1),举办学术交流活动。省地震局代表提议对福建省历史地震进行重新复核,获得专家同意。2004年,省地震局成立“福建省历史地震研究项目”课题组,组织有关专业人员进一步开展福建历史地震的复核与审定工作。课题组经过多方的调查研究,广泛收集不同的合理认识,求同存异,形成相对一致的意见,通过专家咨询并与中国地震局有关部门沟通,提出福建省历史地震复核与审定意见。
  2005年4月,形成《福建省历史地震研究项目研究报告》。6月,课题研究人员在中国地震局地球物理研究所向中国地震学会历史地震专业委员会汇报并征求有关专家意见,后又经修改和补充,形成福建省历史地震复核与审定研究报告,呈报中国地震局。
  2005年11月,中国地震局震害防御司在福州组织召开福建省历史地震复核审定研讨会,对福建省若干历史地震进行复核审定,与会专家一致认为20个历史地震的复核结果是可信的,并建议其中的7个历史地震列入目录的附录,1个历史地震不列入目录。12月,中国地震局震害防御司印发《关于印发福建省若干历史地震复核结果的通知》(中震防函〔2005〕44号),附件表格确定列入目录的12个历史地震。根据中国地震局震害防御司的通知精神,省地震局历史地震专题研究组在《中国历史地震强震目录(公元前23世纪—公元1911年)》、《中国近代地震目录(公元1912—1990年M≥4.7)》的分省简目基础上,重新汇编《福建省历史强震简目(公元963—2005年)》,2005年12月通过省地震局有关专家审定。2006年1月省地震局印发《关于转发福建省若干历史地震复核结果和使用统一的福建省历史地震目录的通知》(闽震〔2006〕22号),请各单位在今后的相关工作中一律统一使用复核后的福建省历史强震简目。该历史强震简目共分三个部分:(1)福建省历史强震简目共收集福建省38次(截至2005年)历史强震;(2)地震附录为参数难以确定或可靠程度较差的地震,供参考使用;(3)与邻省广东交界海域7级以上地震(见表8.1—1、表8.1—2、表8.1—3)。
  二、地震构造研究
  (一)滨海断裂带
  福建沿海地处华南沿海地震带中地震活动较活跃的中北段,从内陆到海域地震活动逐渐增强,最重要的地震构造是台湾海峡西侧的滨海断裂带。它是对福建沿海高烈度区起主要影响的高震级潜在震源区。20世纪90年代中后期以来,在福建沿海核电厂选址过程中为解决有关的地震问题,都要涉及如何评价滨海断裂带的位置、展布、力学性质、活动性和发震能力等,因此中科院南海海洋研究所、地矿部广州海洋地质调查局等单位先后对台湾海峡西部开展过海底地形地貌、重力、磁力和多道地震探测等工作,初步探明了滨海断裂带泉州海外段、金门海外段的规模、几何分段性和活动年代。进入21世纪以来,福建省核电办公室、中国核电总公司和中国广东核电总公司等单位为合理评价福建核电厂后续厂址(福清核电厂)、宁德核电厂、漳州核电厂等的地震危险性问题,又委托国家海洋局第一海洋研究所、上海海洋石油局第一海洋地质调查队等对台湾海峡内部的滨海断裂带的平潭海外段、东山海外段和毗邻的南澳海外段等开展了进一步的探测,其工作成果提供出海域断层分布及活动性的重要资料。在对探测资料综合分析和地球物理场、地震活动性相关研究的基础上,对台湾海峡滨海断裂带的分布、规模、最新活动年代和发震构造特征有了更深入的认识。其主要的研究成果有:
  1.滨海断裂带位于福建沿海近岸水域之下,大致沿50—60米等深线展布,是台湾海峡水下岸坡带与中央盆地之间的边界断裂。
  2.滨海断裂带台湾海峡段是福建近岸海域最大的晚第四纪或全新世活动断裂。该断裂被一组北西向断裂分割为平潭海外段、泉州海外段、金门海外段、东山海外段和毗邻的南澳海外段等,具有强震的发震能力。尤其是泉州海外段、金门海外段和南澳海外段构成高震级(7.5—8.0级)的潜在震源区,是确定福建沿海核电厂设计地震动加速度高值和抗震设防要求的重要因素。
  滨海断裂带的这些最新探测研究成果不但为在建的宁德核电厂和福清核电厂,以及几座正在开展前期可行性研究的核电厂址提供了抗震设防水准和反应堆型选择的科学依据,而且也为福建沿海的重大国家建设项目选址和设计地震动参数确定,以及全国地震动参数区划图福建境内图幅的编制提供了重要的基础资料和地震活动性参数。
  (二)沿海盆地深部探测
  省地震局组织实施完成的“十五”重点项目《城市活断层探测与地震危险性评价》,由中国地震局地球物理勘探中心在福州盆地、泉州盆地和漳州盆地及附近区域,分别开展深地震反射探测、高分辨折射探测和宽角反射/折射探测工作。
  1.福州盆地深地震反射剖面东起江田镇海边,向西依次经江田林场、罗联乡、玉田镇、青口镇、尚干镇、南屿镇,西至五都村西侧大坑山密林中的光明楼附近,全长53公里。高分辨折射剖面东起江田镇附近,经江田镇、罗联乡、玉田镇、尚干镇、南屿镇、五都、苦竹村,止于鸿尾乡大模寨附近,北西走向,剖面全长80公里。宽角反射/折射实际测线与高分辨折射测线完全重合。
  探测结果表明福州盆地附近上地壳是由C2界面之上G界面(基底面)、C1界面以及期间岩石等组成。基底面之上为地壳顶部沉积层,纵波速度地表3.60—4.00公里/秒,基底之上5.20—5.60公里/秒,由侏罗纪一白垩纪火山岩和花岗岩等组成;基底面之下至上地壳内部埋深8.0—8.7公里C1界面间为上地壳上部,P波速度介于5.80—6.10公里/秒之间,主要由花岗岩类岩石组成;C1界面至埋深13.0—15.6公里C2界面间为上地壳下部,P波速度介于6.00—6.20公里/秒之间,为一弱低速层。下地壳由C2界面之下到M界面及其间岩石组成,内部还存在一个埋深为21.0—24.5的C3界面。C3界面之上至C2界面间为下地壳上部,P波速度从顶界面的6.30—6.33公里/秒增加到6.30—6.40公里/秒,速度相对均匀,岩性为长英质片麻岩和麻粒岩类岩石;C3界面之下至M界面为下地壳下部,P波速度从顶界面的6.51—6.52公里/秒增加到7.10—7.27公里/秒,岩性为角闪岩类变质岩,在靠近M界面附近出现一个速度强梯级带,由一系列近水平的反射叠层组成,与高、低速相间的壳幔过渡模型相对应,由基性麻粒岩类一超基性混合岩类岩石组成。M界面埋深31.6—32.4公里(见图8.1—2)。
  2.泉州盆地深地震反射探测,测线跨越泉州盆地北部,测线总体为南西一北东向,西南端起于晋江官桥镇的潭头村东南,向东北方向经磁灶镇钱坡、霞茂、紫岭果林场、南安市溪美镇的紫坑、四黄、泉州市丰州镇的仙塘头、金浦、楼下、后山、霞美、肖厝,北东端点止于庄庵村西,测线全长25.55公里。结果表明,泉州盆地的地壳结构分为上、中和下地壳。中、上地壳分界面由东端深约11公里向西逐渐加深到15.5公里左右,中、下地壳分界深度约在21.5公里左右,莫霍面(M)深度变化在29.5—31公里之间,起伏不大,呈平直状(见图8.1-3)。
  3.漳州盆地深地震折射/反射剖面探测测线南起云霄县、盘陀镇、漳浦县、长桥镇、官浔镇、碧浦镇、龙海市、角美镇、灌口镇、同安区、东田镇等地,终止于南安苦行村,剖面全长160公里。结果表明,漳州一厦门的地壳结构分为上、中和下地壳。上地壳浅表速度约为4.0—4.6公里/秒,结晶基底以上速度5.8—6.0公里/秒,9公里深度速度约为6.11公里/秒,上地壳由第四系松散沉积物、火山沉积岩、燕山期花岗岩和结晶基底组成,底界面(C1)埋深为11.3—12.3公里;界面(C1)之下为中地壳的低速层,其低速范围为5.80—6.00公里/秒,漳州附近速度最低为5.8公里/秒,低速层顶界面埋深为10.2—12.0公里,厚度为3.0—5.0公里。中地壳为上下两个层:中地壳上部介于C1和C2界面之间,底界埋深约16.5—18.8公里。中地壳下部介于C2和C3界面之间,底界埋深约23.0—24.8公里。下地壳结构介于C3与M界面之间,M界面的深度为29.0—31.8公里(见图8.1-4)。
  三、城市活动断层探测
  “十五”期间,实施《福建省地震重点监视防御区城市防震减灾体系工程》,将全省沿海重要城市福州、泉州、厦门和漳州市纳入“城市活断层探测和地震危险性评价”重点项目的研究范围。
  (一)福州市活断层探测
  “福州市活断层探测与地震危险性评价”是国家级的科学工程“中国地震活断层探测技术系统——城市活断层探测与地震危险性评价”的重要组成部分,是中国地震局的城市活断层探测的试点项目,试图通过在福州盆地的复杂地质条件和环境影响下试验各种探测手段和组合方法,为其他城市活断层探测提供技术保障、工程经验、工作流程、技术指标和标准。
  福州市活断层探测和地震危险性评价项目获得的主要研究成果有:查明了福州市及其邻区地震灾害源——主要活动断层位置、规模和地震危险性及其危害性,并提供标绘在大比例尺地形图上的主要(活)断层分布图,为城市规划建设、土地利用和抗震设防等提供科学依据。主要有:
  1.中国地震局地质研究所、省地震局等单位通过已有钻孔的地层分层对比、岩心孢粉组合、岩性岩相分析和绝对年龄测定,综合已有地表和埋藏第四系研究成果,并根据不整合面或沉积间断面的基本特征,进行第四系划分与对比,建立福州盆地第四纪地层层序。
  2.中国地震局地球物理勘探中心、省地震局等单位综合利用浅层地震勘探、多道直流电法和瞬变电磁法探测、地球化学探测,以及地震地质调查等技术手段,确定了福州盆地周边的湖头一苗圃断裂、鼓山山前断裂、五虎山北麓断裂和闽侯一南屿断裂,以及隐伏在盆地内部的八一水库一尚干断裂和桐口一洪山桥断裂的位置和空间展布。通过横跨八一水库-尚干断裂的钻孔探测,桐口-洪山桥断裂、湖头-苗圃断裂、鼓山山前断裂、五虎山北麓断裂和闽侯-南屿断裂的槽探研究,论证浅层地震勘探判定盆地中隐伏断裂位置及其解译结果的可靠性,获得福州盆地周边断裂和内部隐伏断裂活动性的最新证据和科学认识:福州盆地所有鉴定的目标断裂都不是全新世或晚第四纪断裂;八一水库一尚干断裂和闽侯一南屿断裂为晚更新世中期以来不活动的断裂,其他为晚更新世以来不活动断裂。福州城市活断层调查和探测的重要成果体现为:编制1:10000福州盆地周边主要断层条带状分布图,以及1:50000目标区活断层分布图。
  3.中国地震局地球物理勘探中心运用深地震反射、高分辨折射、宽角反射/折射联合探测方法,综合利用地震波速度成像和构造成像方法,建立福州盆地及其邻近地区的地壳精细结构和深部构造模型。深地震探测首次揭示盆地断裂在深、浅部的几何形态和构造特征,及其与地震孕育发生的关系。综合分析得到的结果表明,福州盆地存在的主要断裂规模不大,延伸深度有限,其发震能力有限,不存在发生直下型强地震的深部构造环境。而福州盆地以东地区,特别是长乐一诏安断裂带具有发生较强地震的深部构造环境(深断裂存在的直接证据),是未来可能产生对福州盆地有影响的地震构造,为合理地划分福州地区的潜在震源区、判断震级上限给出了可靠的基础数据。
  4.项目组基于探测成果和对资料的综合分析,认为福州盆地南缘的闽侯一南屿断裂是相对危险的断层(段),最具发生中强破坏性地震的潜势,并对福州盆地及其邻近地区提供两种潜在震源区的划分方案,即福州一平潭潜源区及福州潜源区和长乐一平潭潜源区,对已有潜在震源区的方案进行更加细致和合理的修订。通过建立福州盆地三维地震构造模型,基于数值分析计算得到的结果,评定主要断裂不同段落的错动方式、破裂类型和位移等形变特征。所获得的重要结论:福州盆地主要隐伏断裂不会发展为地震地表破裂带,为福州市主要断层的地震危险性作出合理的评价。
  5.中国地震局地质研究所和省地震局结合各种应用软件的集成和二次开发,以Arc—GIS地理信息处理平台为基础,建立全国第一个城市活断层地理信息系统。
  通过《福州市活断层探测与地震危险性评价》的科学实验,以地球化学勘探作为先导,主要确定推测活断层可能位置;以浅层地震勘探为主,辅以电磁勘探作为补充,并利用钻孔探测建立的第四系(标准)剖面或地层层序,以及测井获得的各种地球物理参数,进行必要的校正和验证,结合裸露地表断层或埋深较浅断层古地震探槽开挖,或隐伏断层两侧钻孔岩心岩性、层序、绝对年龄或孢粉等相对年龄测定与对比等,综合评价活动断层的活动年代和强度,形成全国其他城市活断层探测和危险性评价值得借鉴的工作流程、技术框架和相关标准。包括气汞测量、土汞、气氡等地球化学方法,探地雷达、多道直流电法和瞬变电磁法、浅层地震折射法、浅层地震反射法等地球物理勘探方法,在后续的城市活断层探测项目中成为成熟的、标准化的勘探手段。
  (二)闽南地区城市活断层探测
  2002—2005年,在福州市活断层探测的技术框架、实验和经验的基础上,泉州、厦门、漳州三市也陆续开展活断层探测与地震危险性评价工作。通过查明泉州、厦门、漳州三市城区及其邻近地区具有发生直下型地震能力的主要活断层的空间位置、产状、规模和活动性,评估闽南地区三城市地震危险性和危害性。
  闽南三城市开展的活断层探测、解释、定位和活动性鉴定,获得地表地震地质调查、隐伏断裂在浅部和深部的构造形态等基础数据和信息,深化对闽南三市地震环境和危险性的科学认识。主要技术工作内容和研究成果有六个方面:
  1.中国地震局地质研究所、中国地质大学和省地震局等科研单位通过技术协作,完成了区域第四纪地层的划分和对比、盆地埋藏第四纪地层的钻孔探测、岩心地层层序的绝对年龄测定和沉积环境恢复等,对闽南地区及福建沿海第四纪地层层序特征、划分方案及其归属问题进行分析和总结,获得了第四系隐伏区大量的钻孔探测和测年数据,系统地划分和标定第四系年代学和岩石地层格架。
  2.中国地震局地球物理勘探中心、中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所和省地震局等单位开展高分辨率航卫片解译、野外地质详细调查、地球化学与浅层地震探测、跨断层钻孔探测与活动性鉴定等工作,在综合分析探测数据和资料成果的基础上,编制主要成果图件:1:1万主断层条带状分布图,1:25万区域地震构造图,1:5万目标区主要断层分布图。获得对三个城市主要断裂活动年代的最新认识和科学结论:
  (1)泉州市的清源山断裂、寺角一晋江断裂和乌石山一紫帽山断裂均不是全新世活动断裂,除寺角一晋江断裂为更新世晚期活动断裂外,其余均为更新世晚期以前断裂。
  (2)厦门市的文灶一龙山一五通断裂、狐尾山一钟宅断裂、赏笞港断裂、石胄头—高崎断裂和濠头一塔头断裂均不是全新世活动断裂,除赏筜港断裂为更新世晚期活动断裂外,其余均为更新世晚期以前断裂。
  (3)漳州市的岱山岩一珩坑断裂、珠坑断裂、九龙江断裂和古塘一大梅溪断裂均不是全新世活动断裂,除九龙江断裂北支和古塘一大梅溪断裂为更新世晚期的早期活动断裂外,其余均为更新世晚期以前断裂。
  3.中国地震局地球物理勘探中心开展了穿越泉州盆地及其邻区的深地震反射探测,以及穿越漳州盆地及其邻区的高分辨率折射及宽角反射/折射地震探测,获得了闽南地区近地表至莫霍面的地壳几何结构与速度结构及其深浅构造关系图像。探测结果表明,泉州地区的永安一晋江断裂带以及漳州地区的九龙江断裂带是区内两条特征明显、具有复杂深浅构造背景的深断裂带。尽管深部断裂与浅部断裂在构造关系上不直接耦合,但具有发生中强以上地震的深部构造环境。对长期以来福建沿海区域的深部探测资料和最新深地震测深资料的综合分析,并通过地壳三维结构建模表明:该区地壳厚度自台湾海峡向福建陆域逐渐变大,自北部泉州向南部厦门和漳州地区逐渐减小。深部探测成果首次清晰地揭示闽南地区地震构造的深部环境的图像。
  4.项目组通过闽南区域三维黏弹性有限元地震危险性模拟结果得出,厦门及漳州地区的孕震区在上地壳上部,而泉州地区以上地壳下部为主要孕震区;按照断裂的活动性和规模将闽南地区城市主要断裂划分为相对危险断层(段)和一般断层(段对闽南地区的潜在震源区参数进行调整,分别估计出泉州潜源区的震级上限为6.0级,漳州一厦门潜源区的震级上限为7.0级,为评价闽南地区的抗震设防要求提供重要的基础数据。
  5.在活断层详细探测和地震危险性评价成果的基础上,通过强地面运动影响场的数值模拟,计算得出闽南地区主要的盆地断裂为更新世晚期以来的不活动断裂,不会发生地震地表破裂。采用三维有限差分方法和PEXT(离散波数与随机法的结合)方法对泉州市寺角一晋江断裂、厦门市赏筌港断裂和漳州市的九龙江北支断裂的近场强地面运动进行尝试性预测,给出近断层峰值加速度的分布,为断层带附近的建设规划、土地利用提供科学依据。
  6.开发活断层基础数据库,以ArcGIS地理信息处理平台为基础,建立闽南地区三个城市(泉州、厦门和漳州)活断层地理信息管理系统,实现基础信息查询、数据管理与处理、成果展示的平台。
  四、现代地壳形变研究
  当地壳特殊部位上的应变累积达到地壳的极限应变值或已有断层上的应力积累达到断层的抗剪强度时,地壳就突然破裂,发生地震。因此利用定点台站形变观测、跨断层短水准观测和GPS空间技术应用研究作为福建省监测断层运动的主要手段。通过各种地壳形变观测资料开展地壳形变研究,可为地震预测提供物理意义明确的直接证据。
  (一)定点台站形变研究
  定点台站形变观测是福建省监测地壳变形的主要手段。2001年,开始对形变观测仪器进行全面数字化改造,陆续安装水管倾斜仪、垂直摆、钻孔体应变和伸缩仪等数字化形变观测仪器。2003年,对最早安装数字化形变观测仪器的厦门台形变资料开展观测资料质量跟踪分析,获得第一批数字化形变观测仪器的观测精度,提出海潮是影响观测资料精度的主要因素之一。是年,对全省钻孔应变的观测资料也进行全面的精度分析,并将应变固体潮潮汐因子、差分法和消除零漂和潮汐波等方法应用于体应变观测资料的地震预测研究。
  2004年到2005年,随着观测资料的积累,对数字化形变观测资料开展了更深入的研究,有关研究成果已发表在中文核心期刊。主要的研究工作有:
  (1)应用弹性理论定量计算海水加载引起的厦门台地倾斜的变化,提出地倾斜对近距离海水加载极为敏感,而超过200千米,其影响可忽略不计;厦门地倾斜南北分量的干扰主要是海水加卸载,而东西分量的干扰较为复杂,提出地倾斜观测资料的海潮改正方法。
  (2)利用1990—2004年地倾斜东西和南北两分量的固体潮潮汐因子的动态组合,研究不同的组合特征与福建中强地震及台湾强震的关系,结果表明它们之间有较好的对应关系。
  此外,还开展对固体潮观测数据预处理中的常用方法及计算机处理软件、地倾斜形变特征及计算方法、福建地倾斜固体潮特征及其动力学分析等方面的研究工作。
  (二)跨断层短水准观测研究
  跨断层短水准观测是福建监测断层运动的主要手段。对2003—2004年观测资料采用分段线性拟合法,再应用傅里叶分析滤除年周期,根据观测值和拟合残差值的变化趋势,按时间分段分析断层活动特征并推断断层受力性质,得到闽赣地区断层和长乐一诏安断裂带现今活动特性。研究结果表明,长乐一诏安断裂带总体活动性质基本相同,断层各段受力多数以压性为主;但在不同区段,不同时间段内具有分段活动特点,垂直形变速率南段比中段大,沿海比内陆大。断层活动方式,在不同时间段也有不同。为突出地震前兆信息,采用垂直形变速率合成结果,取2倍标准差作为控制线,若超出3倍标准差,判定为出现明显异常。2002年3月21日,花莲海外7.3级地震前长诏带中段南2000年4—12月合成值从1.23mm到2.72mm,出现明显异常。闽赣地区的断层现今活动具有时空不均一性,大的趋势时间具有准同步转折特点,各阶段的活动速率和方式不同,空间上具有区域性差异,发生准同步转折的异常可靠性较高。
  2005年,应用褶积滤波的方法对福建天马跨断层短水准观测点近15年(1986—2000年)的观测资料进行计算、处理和分析,获得福建及其沿海地区中强地震前该断层两盘的相对运动变化特征。当断层两盘相对运动量超出断层正常运动水平时,在福建及周边地区一些主要北西向断裂附近可能会发生中强地震,且地震通常发生在断层由压性运动转为张性运动前后。
  福建地壳形变观测资料受到干扰的现象越来越严重,2005年利用半无限体表面受法向集中力作用点荷载叠加的方法,计算了厦门天马跨断层短水准形变观测场地附近大型集装箱堆场对该场地南点垂直位移的影响,同时该方法也可以应用于计算大型荷载对倾斜仪和应力一应变仪器观测值的影响,为监测环境对形变观测资料的干扰和影响程度给出定量分析的方法。
  (三)GPS技术应用研究
  福建省GPS观测台网以全球卫星定位系统(GPS)观测为主,结合精密重力观测、精密水准测量,将水准、重力的观测点重合到GPS站点上成为一体化观测网。福建省地壳形变观测与GPS台网的建成“以GPS连续监测为主体的省级地壳形变同一地点的多手段综合观测系统”,实现GPS、水准、重力等多手段综合观测。
  1996年后,于1997年、1999年、2001年、2003年、2005年进行五期GPS联测,并利用台湾和日本的GPS连续观测站进行同步解算,开展福建及邻区现今地壳运动和福建地区地块运动时空演化等方面的研究工作,获得福建及邻区地壳运动和时空演化特征以及与地震活动的关系。
  2005年对福建境内GPS连续观测站和基本站观测资料进行数据预处理并进行大地坐标和测点之间的边长及位移矢量计算,取得福建及台湾海峡位移、剪应变、面应变分布图像。建立以GPS为主的地壳形变数据库,包括福建和台湾省底图、GPS布网图、主要断裂带与地震分布图、测点坐标值图、斜边长度及其在高斯投影面和过泉州测点的切平面上坐标值、各测点之间的边长、主要断裂带的性质等。以GPS为主,配合水准、重力资料、海平面资料,对福建省垂直形变、应变以及重力场、海平面变化特征进行深入研究,科研人员撰写15篇论文和多篇研究报告。
  五、水库诱发地震研究
  1998年7月,福建省科学技术委员会通过《水口水库诱发地震的发展趋势及防震减灾对策研究报告》的评审。评审意见认为:研究报告资料翔实,研究理论严密,分析方法正确,根据实况和理论分析得到水口水库诱发地震的定性、定量和具有范围时限的研究预测成果,有说服力,也有较高的学术和应用价值,达到了国内同类研究先进水平。
  1996年6月,省地震局参加由省计委牵头的《福建省水口库区国土开发整治总体规划》项目。水口库区国土规划工作包括一个总体规划、五个专题规划;防灾减灾是五个专题规划之一,由省地震局牵头,地矿厅、水电厅参加。1996年底各专题规划形成初稿,1997年4月通过省计委专家评审。省地震局牵头完成的水口库区防震减灾规划,针对水口库区地震现状,根据库区地震活动特征和地质构造背景,提出库区综合防震减灾目标:坚持“预防为主、综合防御”,密切关注库区地震活动趋势,加快防震减灾网络建设布局,包括无线遥测地震台网、地震前兆台网、地震形变网、地震无线通讯网、地震宣传网以及地震应急互联网。建立地震预测系统,开展震害预测工作,制定破坏性地震应急预案,提出防震减灾主要措施。努力建成地震监测预报、震灾预防、地震应急、地震救灾与重建等方面组成的水口库区综合防震减灾体系。
  1998年9月,省地震局分析预报中心科技人员承担“水口库区防震减灾工程”项目,建设水口库区无线遥测地震台网。库区先后建成包括上档、宝峰、南坑、天堂及腹桂山5个微震观测台,全部采用遥测技术,地震信号通过腹桂山中继站中转,传回福州遥测中心,保证记录1.0级以上地震不丢失。在闽清梅浦、尤溪各设1个观测点,进行地下流体测项观测。建成闽清、古田、延平、尤溪台电磁观测网。在库区布设2个跨断层短水准测量点,2个水准环和1个水准大环、24座水准标石。建8个GPS观测点,结合原有水口、古田、南平GPS点构成库区GPS网。
  1999年,开展“水口库区水位与地震活动的关系”研究,以水口库区15次3.0级以上地震的资料,对库区水位差变化与库区地震震级及发震时间作相关分析,预测水位升降与水库发震强度间的关系。结果表明相关不明显,库区地震活动可能与区域应力场变化关系更密切,并与区域性构造地震活动相呼应。
  2000年,完成“水口库区的地形变观测与诱发地震”研究,应用GPS技术分析库区地壳水平运动,结合库区垂直形变观测反映库区蓄水引起的构造活动,提供地震趋势判断依据。通过“水口库区地壳垂直运动与大坝变形分析”,对水口大坝的坝体变形、库区的活动断层及异常地段垂直形变分析,预测该区未来一段时间的地震活动水平。
  2000年12月,省地震局分析预报中心人员在福建省水利水电工程抗震研讨会上作《水口水库诱发地震与库区抗震设防》报告,从水库地震形成条件和诱发机制,探讨水库诱发地震特征,提出进一步加强全省水库诱发地震的数字化监测台网建设的意见。同时,针对因水库蓄水后引起自然环境的改变,诱发不同程度的自然灾害,主要是地震、崩塌、滑坡、泥石流及洪涝等,可能给库区人民生命财产安全造成很大威胁,提出水库防震减灾的科学对策建议,对福建省特大型水库,包括在建的棉花滩水电站、街面水库等,应做地震安全性评价及水库诱发地震的研究。
  2004年10月,省地震局预报中心科技人员参加中国地震局监测预报司在湖北宜昌举办的水库地震监测研讨会,提交《水口库区环境地质问题及防灾对策》报告,对水库周边地区主要环境工程地质问题,地震构造环境、滑坡特征、显著地震事件分析及其机理做了分析研究。
  2005年底,浙江省温州珊溪水库发生地震,闽东北一些县、市均有震感,局部地区震感强烈。温州珊溪水库于2000年5月下闸蓄水,在2002年7月28日库区发生地震活动,震级和频次时起时伏。由于震源浅、地震持续时间长、震中附近震感强烈,给当地居民的生产和生活造成影响。省地震局预报中心科研人员结合福建水口水库震例,探讨珊溪震群序列特征和震源特性等参数变化。
  六、地震前兆研究
  福建省地震科技人员在对多年积累的观测资料及10年间新增加的数字化观测资料的收集、整理、分析对比的基础上,通过科研项目、地震年度趋势研究和震例总结,对地震前兆进行研究。
  1999年,省地震局预报中心提交《福建中强地震前地磁场变化特征》研究报告。通过分析福建中强地震前地磁场变化,指出:福建地磁场在闽南或福建东部地震前有较明显的异常反应,但在福建北部和西部地震前无明显异常。
  2001年,省地震局预报中心通过对1997年永安5.2级地震的震例总结,得出永安5.2级地震前先后出现了中、短、临异常共15条,其中中期异常8条,短期异常5条,临震异常2条。中期异常占异常总数的53%,短临异常占47%。比较突出的异常为:跨断层短水准天马台出现异常,在中期趋势异常的基础上,震前2个月出现两次短期异常信息;地磁永安台出现异常,在中期趋势异常的基础上,震前1个月出现两次临震负异常信息,永安台是距震中最近台站,此项异常对今后本震区地震短临预测具有参考价值。另外从前兆异常与震中距的关系研究中得出了前兆观测异常台项比随震中距增大而减小的结论。
  2002年,厦门地震台通过对1994年9月16日海峡南部7.3级地震的震例总结,发现厦门台地倾斜E—W分量在震前一年,年变发生严重畸变,正常年变规律图像明显被破坏,认为该现象是闽粤近海强震的一个重要前兆指标。
  2003年,预报中心对全省钻孔应变观测资料进行了全面的精度分析,并将应变固体潮潮汐因子、差分法和消除零漂和潮汐波等方法应用于体应变观测资料的地震预测研究,提出应变固体潮潮汐因子出现低值异常与台湾强震有较好的对应关系。
  2004年,省地震局水化学中心实验站对福建地下流体观测网映震能力开展研究工作,全面评估了福建地下流体观测网的工作状况,并对可能存在的问题进行了分析。是年,厦门勘测中心利用天马跨断层定点垂直形变测量资料,对断层现今活动的动态过程进行分析,结果表明天马台断层现今活动具有时空不均一性;时间上具有准同步转折及阶段性特点,各阶段的活动速率和方式不同;空间上,断层活动具有位置差异性。在震例总结的基础上,认为各测段出现准同步转折是台湾强震和福建中强地震共同作用的结果。
  2005年,省地震局水化学中心实验站应用谐波分析方法,对地下流体的模拟观测数据进行分析。通过分析动态曲线频谱构成、频谱变化特征有针对性地进行滤波分析并进行震例总结,指出福建省部分水井(泉)的水氡、水电导率、氟离子等测项对福建大陆及沿海中等地震和台湾强震有前兆反映,其在异常形态上表现为在滤波的高频曲线上存在大幅度震荡,且震荡有一个从平稳到加速最后衰减的过程;在趋势动态上,则表现为年畸变或破年变异常。是年,省地震局分析预报中心提交了十五重点项目“福建中强以上地震中短期预报指标研究”报告,对各前兆观测项目(地下流体、地磁、地壳形变、电磁波)的历史资料背景进行分析,排除非震兆干扰,落实前兆原始资料的可使用性,提取连续可靠、完整准确的多学科原始数据资料。研究提取适合于本地区的各学科中短期地震预报方法,以探讨地震平静期与活跃期期间地球物理场、地球化学场、地球形变场的时空演化规律。在以上研究基础上,提取各学科测项在中强以上地震发生前,时间进程上的定量或半定量异常指标和异常图像特征,并对各观测项目进行效能评估检验。
  七、震例总结
  根据中国地震局有关震例总结的要求,对于较大的地震,应通过地质构造环境、震中分布、震源机制解、地震参数以及震后宏观调查等工作,以进一步认识大震孕育过程,不断提高监测预报水平。从1996年起对福建省近年发生的强有感以上地震进行震例总结。主要震例总结有:1995年2月25日福建晋江海外5.3级地震,1995年8月5日惠安海外4.8级地震,1996年4月21日水口库区4.1级地震,1997年5月31日永安西南5.2级地震,1999年9月23日福州东北3.8级震群活动,2002年3月12日福建晋江海外4.0级地震。
  附: 1995年2月25日福建晋江海外ML5.3级地震震例总结
  1995年2月25日福建晋江海外发生5.3级地震,震中位于长乐一诏安断裂带东界的近岸海域断裂带上。据福建地震台网测定,该地震序列截至1995年9月30日共记录到24次地震。除5.3级主震外,ML3.0—3.9级余震2次,2.0—2.9级13次,1.0—1.9级5次。整个序列的余震震中大多分布在主震震中以南数千米内,最大余震为3.3级。
  分析地震地质背景认为,5.3级地震的震中位于北东向的长乐一诏安断裂带的中段。该断裂带由4条断裂组成,即东张一汀洋浦断裂、长乐一东山前格断裂、青峰一澳角断裂及牛山岛一兄弟屿断裂。青峰一澳角断裂经震区的惠安小炸、崇武、晋江、深沪、金井、金门岛到东山澳角。其中深沪一金井断裂走向北东50°,倾向北西,倾角70°。该断裂在卫星影像上线性灰阶颜色差异较大,这是活动断裂的表现,其活动年代为晚更新世到全新世早期。牛山岛一兄弟屿断裂是台湾海峡沉降带与戴云隆起边界断裂,具有强烈的活动性。在震区北部和南部还有永安一晋江及九龙江下游两条北西向断裂,据调查在震区南部存在漳州一金门的东西向断裂构造。
  根据福建省地震台网的P波初动资料,用KPSES软件确定的主震震源机制解,节面Ⅰ走向北东27.4°,节面II走向北西276.8°。从余震的震中分布和Ⅴ度等震线走向分析,认为节面II为主破裂面,属右旋逆断层。
  这次地震震中位于海域,距最近的陆地(金井围头)约20千米,所以极震区烈度无法确定。陆地上最高烈度为Ⅴ度。Ⅴ度区等震线北起惠安的辋川、斗尾一带,向西南经过南安的洪濑、安溪的龙门、同安的小坪,到漳州市后拐向东偏南方向,经过龙海的东园、港尾,在流会一带人海。陆地上Ⅴ度区面积约5000平方千米。在Ⅴ度区内人们能听到闷雷似的地声,传播很远,距震中东南方向100千米外的漳浦尚能听到地声。当地震波传来时,人们先是感觉到地面上下颠簸,然后是前后(或左右)摇晃,不少人有惊慌感。床铺、门窗摇晃并发出“嘎嘎”响声,室内悬挂物明显晃动,桌、柜上的东西相互碰击作响,室外的花木也在晃动,并“沙沙”作响,电线杆摇晃,电线上下抖动。区内个别民房局部遭受轻微损坏,一些破旧房子的原有裂缝加宽,发生掉土块、砂粒等现象。一幢破旧大楼大厅的一根横梁在地震时震落。在离震中较远的惠安、厦门、漳州等地的民房也有局部的轻微损坏,尤其是惠安净峰盐场,一石板条构筑的二层楼,在墙体与屋顶的衔接地方多处产生小裂缝。
  晋江以南海域5.3级地震是福建及其沿海地区自1992年2月18日南日岛5.2级地震之后发生的又一次中强以上地震。震前距该次地震较近的台湾海峡南部曾于1994年9月16日发生过7.3级地震。从区域构造应力控制地震孕育、发生和发展的观点出发,这次晋江以南海域5.3级地震与台湾海峡7.3级地震可能存在某种关联,即晋江以南海域5.3级地震可能是台湾海峡7.3级地震后应力调整的结果。晋江以南海域5.3级地震后,福建省中强以上地震活动相对平静了2年多,直到1997年5月31日,与晋江以南海域地震震中同处永安一晋江断裂的另一侧的永安西南发生了5.2级地震。如果是晋江以南海域地震后应力调整的结果导致了永安西南5.2级地震的发生,则研究福建周边地区的强震对福建内陆的影响有着重要的意义。
  八、台湾强震研究
  1996—2005年据中国地震台网测定,台湾地区及其海域共发生7级以上强震6次,其中台湾东部海域发生4次。1999年9月21日,台湾南投发生7.6级强烈地震,是台湾百年来“陆地上规模最大”的地震。该地震属于“直下型浅源地震”,震波直冲地面,因此造成强大的破坏力。经地震、地质专家学者现场实地勘查,此次地震是由于台湾中部的两条南北向的断层,即大茅一双冬断层和车笼埔断层,受到挤压错动位移而引发的。车笼埔断层在错动时,北端的错动幅度最大,水平位移达12米;断层上下盘间的落差有7—8米。地表破裂带长达120千米。
  台湾南投7.6级地震对大陆东南沿海地区的影响烈度与加速度峰值最大值分布在福建的惠安以东、甫田东南和平潭县城以南地区,影响烈度为VI度、水平向场地加速度峰值参考值在0.05gal分档区。莆田市东部城乡近三分之二的人惊逃户外,共有20多间校舍、民宅墙体出现裂缝;平潭县震感强烈,县文化馆墙体出现裂缝。惠安净峰地震台基岩水平向加速度峰值为49.46gal,平潭地震台基岩水平向加速度峰值为33.44gal。Ⅴ度区全部在福建省境内的福州、泉州、甫田、连江、福清、闽清、古田、东山、宁德等地,其场地加速度峰值参考值都达到lOgal以上。普遍震感强烈,多数人惊慌避震,房屋强烈摇晃,吊灯摇摆猛烈。福州市区高层住宅的床头柜上的书本跌落。福建大部分地区、江西东北部部分地区、广东东部部分地区、浙江东南部部分地区为Ⅳ度区分布,其场地加速度峰值参考值都达到lOgal以下。1999年台湾南投7.6级地震在大陆东南沿海地区的等震线大邸呈北西向分布。
  根据收集的各地地震观测资料和宏观调查结果,科技人员编制出台湾南投7.6级地震在东南沿海地区宏观影响烈度分布图(见图8.1—5)、福建省的水平向加速度峰值参考值表(见表8.1—4)和水平向加速度峰值参考值分布图(见图8.1—6)。

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

相关人物

陈光桐
相关人物
袁定强
相关人物

相关地名

福建省
相关地名