江蘇省連云港地區(qū)地震預(yù)測(cè)與地震災(zāi)害預(yù)測(cè)

江蘇省連云港地區(qū)地震預(yù)測(cè)與地震災(zāi)害預(yù)測(cè)

我國(guó)地震災(zāi)害概況中,我國(guó)與我國(guó)城市的地震比較,自然中國(guó)位于太平洋地震帶和歐洲地震帶的交匯處。它是一個(gè)多地震的國(guó)家。地震活動(dòng)的特點(diǎn)是分布廣泛、頻率高、震源平坦、強(qiáng)度高、地震風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重。全國(guó)地震基本烈度在七度和七度以上地區(qū)面積達(dá)321萬(wàn)km2,占全國(guó)面積的32.5%,有136個(gè)城市位于七度和七度以上地區(qū),占城市總數(shù)的45%。隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的高度發(fā)展,高層建筑和生命線工程的增多,人口向城市集中,未來(lái)地震災(zāi)害造成的威脅必將增大,我國(guó)防震減災(zāi)工作的重點(diǎn)是大中城市和人口稠密、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。連云港市地處我國(guó)東部沿海地區(qū),西有聞名于世的郯–廬地震帶,東臨黃海多震區(qū),歷史上曾遭到鄰區(qū)多次中強(qiáng)地震的襲擊。改革開放以來(lái),連云港市經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,大型核電站的建成,加上人口稠密,未來(lái)發(fā)生在鄰區(qū)的中強(qiáng)以上地震對(duì)該市的威脅是不容忽視的,特別是生命線工程和易產(chǎn)生次生災(zāi)害的其他工程,抗震能力脆弱,可能造成嚴(yán)重的震災(zāi),并在短期內(nèi)難以迅速恢復(fù)。因此,對(duì)未來(lái)破壞性地震作出科學(xué)預(yù)測(cè),并尋求一些減輕震災(zāi)的方法和途徑,是各級(jí)政府和職能部門責(zé)無(wú)旁貸的責(zé)任,這也是一項(xiàng)需要全社會(huì)共同參與的系統(tǒng)工程。1地震構(gòu)造條件1.1第四系變質(zhì)巖地區(qū)在連云港地區(qū),地表所見到的地層不是新就是老。云臺(tái)山等山地、丘陵見到的幾乎全是元古—太古界變質(zhì)巖。海州灣海濱平原地區(qū)覆蓋的全為第四系沉積,主要為全新世沖積–海積層。在局部地區(qū)還可以見到一些其他地層。1.2地表和地下構(gòu)造差異連云港地區(qū)巖漿巖包括侵入巖和火山巖兩大類在海—泗斷裂帶西側(cè)東海、贛榆地區(qū),在地表和地下均分布有侵入巖體–花崗閃長(zhǎng)巖?；鹕綆r包括元古界海州云臺(tái)組的變質(zhì)火山巖和上新世喜瑪拉雅期玄武巖,在東海安峰山和平明一帶,分布有喜瑪拉雅期玄武巖,它們分布在邵桑斷裂北側(cè)附近。1.3堆積盆地連云港地區(qū)的地貌與構(gòu)造,特別是與新構(gòu)造的關(guān)系十分密切。該區(qū)地貌可分低山–丘陵和堆積平原兩大類型。山丘多呈孤島狀,陡峭的山坡和堆積平原之間地貌形態(tài)多為突變,大多數(shù)沒(méi)有過(guò)渡性緩坡。山體多為裸露基巖,極少有第四系堆積,而平原區(qū)則有較厚的第四系沉積,表明該市第四紀(jì)以來(lái)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈,沿?cái)嗔褞в忻黠@的斷塊差異升降活動(dòng)。1.4a構(gòu)造分塊作用連云港市及周圍地區(qū)在大地構(gòu)造分區(qū)中隸屬于揚(yáng)子與華北斷塊之間的蘇北–膠南地體內(nèi),南以淮陰–響水?dāng)嗔褳榻?西與郯廬斷裂為鄰,東瀕黃海。(如圖1所示)以市區(qū)為中心,在300km范圍內(nèi)分布有24條主要斷裂,除了起主導(dǎo)作用的北東向斷裂和北北東向斷裂外,斷續(xù)分布的北西向斷裂也起到了明顯的構(gòu)造分塊作用(圖2)。其中對(duì)連云港市有影響的有:1)沂沭斷裂帶(F1-F5)是郯廬帶的主體部分,在山東部分稱沂沭斷裂帶,由5條(F1-F5)組成。該帶位于市區(qū)西側(cè),距市區(qū)80km左右,是中國(guó)東部地區(qū)最大、切割地殼最深的斷裂,其中F5現(xiàn)代活動(dòng)強(qiáng)烈。2)淮陰—響水口斷裂是蘇北–膠南地體的南部邊界斷裂,走向北東,延伸入黃海。新生代以來(lái),多有微震活動(dòng),是一條顯示弱活動(dòng)性的斷裂。3)蘇北—南黃海盆地?cái)嗔咽切律笮土严菖璧?在盆地內(nèi)分布著眾多的不同方向的斷裂。黃海的中強(qiáng)地震多發(fā)生在這個(gè)斷裂上。4)海—泗斷裂帶(海州—沭陽(yáng)—泗陽(yáng)—洪澤湖)該斷裂帶位于連云港中部,對(duì)海州灣海岸線的變遷有一定的控制作用。根據(jù)各種資料推測(cè),海-泗斷裂具有一定的新的活動(dòng)性。5)燒香河斷裂由沭陽(yáng)桑墟經(jīng)板浦鎮(zhèn)一帶至板橋鎮(zhèn)南延伸入海,被海泗斷裂所截。到第四紀(jì)早、中期仍有一定的活動(dòng)性。2地震活動(dòng)分析2.1可能給明顯的海震帶造成震災(zāi)的部位連云港市位于華北地震區(qū)內(nèi),跨越長(zhǎng)江中下游—南黃海地震帶、郯–廬帶、華北平原及河淮四個(gè)地震帶,可能給連云港市造成震災(zāi)的是郯–廬帶的沂–沭段和長(zhǎng)南帶及黃海地震區(qū)。2.1.1鄰近地區(qū)地震活動(dòng)情況影響連云港市的四個(gè)主要地震帶內(nèi)歷史上發(fā)生的3次最大地震分別發(fā)生在郯–廬帶沂沭段1668年7月25日的郯城8.5級(jí)地震和公元前70年的諸城–昌樂(lè)帶7級(jí)地震以及南黃海海域1846年8月4日和1910年1月8日兩次7級(jí)地震。這兩個(gè)地區(qū)是該市鄰近地區(qū)地震活動(dòng)強(qiáng)度最高的地區(qū)。1)郯—廬帶沂沭段的地震活動(dòng)特點(diǎn)是強(qiáng)度高、頻度低。1668年7月25日郯城8.5級(jí)特大地震就發(fā)生在這個(gè)帶上,該帶處于郯–廬帶中段,是郯–廬帶的重要組成部分,該帶除1668年的8.5級(jí)地震外,再未記載過(guò)六級(jí)以上地震事件。5～6級(jí)地震的次數(shù)也不多。2)在連云港市鄰近地區(qū)內(nèi),15次6～6.9級(jí)歷史地震有66.7%發(fā)生在南黃海海域。近代發(fā)生的多次5～6級(jí)地震也主要集中在這個(gè)地區(qū)。因此南黃海海域及蘇北沿海是地震活動(dòng)最活躍的地區(qū)。2.1.2地震帶的特征大量研究成果表明,地震區(qū)帶內(nèi)的地震活動(dòng)一般呈現(xiàn)出平靜和活躍相間的特征。如前所述,影響該市的四個(gè)地震帶,地震活動(dòng)的水平最高的是郯-廬帶,其次是華北平原帶,長(zhǎng)南帶、河淮帶等。各帶活動(dòng)期劃分結(jié)果如下:1南海域地震活動(dòng)的特征圖3是1400年以來(lái)長(zhǎng)江下游–南黃海地震帶(以下簡(jiǎn)稱長(zhǎng)南帶)Ms≥4.75級(jí)地震的M-T圖及應(yīng)變釋放曲線。由圖可見,帶內(nèi)的地震活動(dòng)可以按五個(gè)活動(dòng)期或兩個(gè)活動(dòng)期劃分。筆者按照五個(gè)活動(dòng)期的劃分,該帶第二(1764～1680年)、第三(1872～1765年)、第四(1949～1873年)這3個(gè)活動(dòng)期歷年均在百年左右(85年、108年、77年),1950年開始,第五活動(dòng)期至今不過(guò)55年,其中的活躍事段僅20年,兩者均遠(yuǎn)低于前四期的最低值。長(zhǎng)南帶中地震活動(dòng)水平最高的地區(qū)為南黃海海域。南黃海海域地震應(yīng)變釋放曲線的3個(gè)最高點(diǎn)(1764年、1853年1927年)大體落在一條直線上,南黃海海域的六級(jí)以上地震,呈現(xiàn)明顯成叢發(fā)生的特征(表1、表2)。其中兩次陸地部分的地震和一次北黃海地震外,均為南黃海地震。1846年以來(lái),南黃海海域相繼發(fā)生了兩叢6級(jí)以上地震:1846～1853年的七年間,南黃海海域相繼發(fā)生6級(jí)以上地震3次,1910～1927年的18年內(nèi)又陸續(xù)發(fā)生6級(jí)以上地震四次。叢內(nèi)兩次相鄰地震的間隔時(shí)間最短一小時(shí)(雙震),最長(zhǎng)為11年,平均為5年,兩叢地震的間隔為57年。值得注意的是,第二叢地震結(jié)束后,恰好經(jīng)過(guò)57年的沉寂,又于1984年發(fā)生了南沙6.2級(jí)地震。這次地震可能是第三叢南黃海海域地震開始的信號(hào),估計(jì)未來(lái)二、三十年內(nèi),南黃海海域還可能接連發(fā)生幾次6級(jí)以上地震。南黃海6級(jí)以上地震還呈現(xiàn)明顯的周期特征,尤其是6年、57年和74年的3個(gè)周期十分引人注目,其中6年的周期主要適用于叢內(nèi)地震,57年的周期則適用叢間地震(見表1、表2)?？梢哉J(rèn)為,長(zhǎng)南帶目前仍處于最后一個(gè)活躍時(shí)段,今后幾十年內(nèi),其地震活動(dòng)仍保持較高的水平。其中南黃海海域今后二、3十年內(nèi)有可能出現(xiàn)一個(gè)新的地震活動(dòng)高潮,可能發(fā)生多次6級(jí)以上地震。馬爾科夫模型預(yù)測(cè)結(jié)果,未來(lái)的30年內(nèi)長(zhǎng)南帶發(fā)生6級(jí)和6.75級(jí)以上地震的概率分別為88.1%和47.8%。極值理論(修正泊松分布)預(yù)測(cè)結(jié)果,未來(lái)百年內(nèi)長(zhǎng)南帶尚缺6級(jí)以上地震兩次。2關(guān)于城—)郯城—廬江地震帶圖4是郯城–廬江地震帶1300年以來(lái)M≥4.75級(jí)地震M-T圖及應(yīng)變釋放曲線。由圖可見,該帶可劃分出兩個(gè)地震活動(dòng)期,自1346年至1687年該帶經(jīng)歷了一個(gè)完整的地震活動(dòng)期,自1688年開始的第二個(gè)活動(dòng)期則于1829年開始進(jìn)入一個(gè)新的活躍期。截止到2005年底,本活躍期已延續(xù)176年,最大的地震震級(jí)為7.5級(jí)?？梢姳净钴S期的一些指標(biāo)均低于前一活躍期。因此我們估計(jì),未來(lái)數(shù)十年該帶仍將處于本活動(dòng)期的活躍時(shí)段,地震活動(dòng)仍將保持較高的水平。關(guān)于郯城—廬江地震帶(沂沭段)未來(lái)地震形勢(shì)估計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是類似于1668年那樣的8級(jí)大震是否會(huì)在短期內(nèi)重復(fù)發(fā)生的問(wèn)題。過(guò)去曾有人根據(jù)4級(jí)以上地震圍空現(xiàn)象的研究,認(rèn)為該區(qū)8級(jí)大震的重復(fù)周期約為300年左右,因而認(rèn)為該帶未來(lái)百年內(nèi)有可能發(fā)生這樣的地震,但最新的大量研究表明我國(guó)8級(jí)大震的重復(fù)周期較長(zhǎng),郯城附近地區(qū)8級(jí)大震的重復(fù)周期約為3000多年,因而郯城–廬江地震帶未來(lái)百年內(nèi)再次發(fā)生8級(jí)以上大震可能性不大,但發(fā)生7級(jí)左右地震可能是存在的。最近幾十年的地震活動(dòng)表明,郯城—廬江帶目前地震活動(dòng)主體在北段的渤海及遼寧地區(qū),1969年和1975年曾分別發(fā)生渤海7.4級(jí)地震和海城7.3級(jí)地震。但1995年9月20日,發(fā)生在該帶西側(cè)的山東蒼山5.2級(jí)地震,打破了郯城廬江帶沂沭段附近幾十年來(lái)四級(jí)地震活動(dòng)水平的局面。2.2城大地震概況發(fā)生在連云港周邊地區(qū)對(duì)連云港市造成較大影響的地震有3次。第一次是發(fā)生在1495年10月30日的海州5級(jí)左右地震。據(jù)史料記載:“直隸3陽(yáng)、贛榆二縣、地震有聲。海州自是日至十五日,地震者九”,其震中位置,據(jù)現(xiàn)分析,可能在所屬贛榆、灌云境內(nèi)。第二次是1