江蘇省連云港地區(qū)地震預(yù)測與地震災(zāi)害預(yù)測

江蘇省連云港地區(qū)地震預(yù)測與地震災(zāi)害預(yù)測

我國地震災(zāi)害概況中,我國與我國城市的地震比較,自然中國位于太平洋地震帶和歐洲地震帶的交匯處。它是一個多地震的國家。地震活動的特點是分布廣泛、頻率高、震源平坦、強度高、地震風(fēng)險嚴(yán)重。全國地震基本烈度在七度和七度以上地區(qū)面積達(dá)321萬km2,占全國面積的32.5%,有136個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)濟和社會的高度發(fā)展,高層建筑和生命線工程的增多,人口向城市集中,未來地震災(zāi)害造成的威脅必將增大,我國防震減災(zāi)工作的重點是大中城市和人口稠密、經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū)。連云港市地處我國東部沿海地區(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)多次中強地震的襲擊。改革開放以來,連云港市經(jīng)濟發(fā)展迅速,大型核電站的建成,加上人口稠密,未來發(fā)生在鄰區(qū)的中強以上地震對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,對未來破壞性地震作出科學(xué)預(yù)測,并尋求一些減輕震災(zāi)的方法和途徑,是各級政府和職能部門責(zé)無旁貸的責(zé)任,這也是一項需要全社會共同參與的系統(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?！魯嗔褞鱾?cè)東海、贛榆地區(qū),在地表和地下均分布有侵入巖體–花崗閃長巖?；鹕綆r包括元古界海州云臺組的變質(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)沒有過渡性緩坡。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)以來新構(gòu)造運動強烈,沿斷裂帶有明顯的斷塊差異升降活動。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,是中國東部地區(qū)最大、切割地殼最深的斷裂,其中F5現(xiàn)代活動強烈。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,多有微震活動,是一條顯示弱活動性的斷裂。3)蘇北—南黃海盆地斷裂是新生代大型裂陷盆地,在盆地內(nèi)分布著眾多的不同方向的斷裂。黃海的中強地震多發(fā)生在這個斷裂上。4)?！魯嗔褞?海州—沭陽—泗陽—洪澤湖)該斷裂帶位于連云港中部,對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,海-泗斷裂具有一定的新的活動性。5)燒香河斷裂由沭陽桑墟經(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性。2地震活動分析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),跨越長江中下游—南黃海地震帶、郯–廬帶、華北平原及河淮四個地震帶,可能給連云港市造成震災(zāi)的是郯–廬帶的沂–沭段和長南帶及黃海地震區(qū)。2.1.1鄰近地區(qū)地震活動情況影響連云港市的四個主要地震帶內(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級地震和公元前70年的諸城–昌樂帶7級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級地震。這兩個地區(qū)是該市鄰近地區(qū)地震活動強度最高的地區(qū)。1)郯—廬帶沂沭段的地震活動特點是強度高、頻度低。1668年7月25日郯城8.5級特大地震就發(fā)生在這個帶上,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級地震外,再未記載過六級以上地震事件。5～6級地震的次數(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級地震也主要集中在這個地區(qū)。因此南黃海海域及蘇北沿海是地震活動最活躍的地區(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,影響該市的四個地震帶,地震活動的水平最高的是郯-廬帶,其次是華北平原帶,長南帶、河淮帶等。各帶活動期劃分結(jié)果如下:1南海域地震活動的特征圖3是1400年以來長江下游–南黃海地震帶(以下簡稱長南帶)Ms≥4.75級地震的M-T圖及應(yīng)變釋放曲線。由圖可見,帶內(nèi)的地震活動可以按五個活動期或兩個活動期劃分。筆者按照五個活動期的劃分,該帶第二(1764～1680年)、第三(1872～1765年)、第四(1949～1873年)這3個活動期歷年均在百年左右(85年、108年、77年),1950年開始,第五活動期至今不過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。長南帶中地震活動水平最高的地區(qū)為南黃海海域。南黃海海域地震應(yīng)變釋放曲線的3個最高點(1764年、1853年1927年)大體落在一條直線上,南黃海海域的六級以上地震,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,南黃海海域相繼發(fā)生了兩叢6級以上地震:1846～1853年的七年間,南黃海海域相繼發(fā)生6級以上地震3次,1910～1927年的18年內(nèi)又陸續(xù)發(fā)生6級以上地震四次。叢內(nèi)兩次相鄰地震的間隔時間最短一小時(雙震),最長為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57年的沉寂,又于1984年發(fā)生了南沙6.2級地震。這次地震可能是第三叢南黃海海域地震開始的信號,估計未來二、三十年內(nèi),南黃海海域還可能接連發(fā)生幾次6級以上地震。南黃海6級以上地震還呈現(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)。可以認(rèn)為,長南帶目前仍處于最后一個活躍時段,今后幾十年內(nèi),其地震活動仍保持較高的水平。其中南黃海海域今后二、3十年內(nèi)有可能出現(xiàn)一個新的地震活動高潮,可能發(fā)生多次6級以上地震。馬爾科夫模型預(yù)測結(jié)果,未來的30年內(nèi)長南帶發(fā)生6級和6.75級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)測結(jié)果,未來百年內(nèi)長南帶尚缺6級以上地震兩次。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M≥4.75級地震M-T圖及應(yīng)變釋放曲線。由圖可見,該帶可劃分出兩個地震活動期,自1346年至1687年該帶經(jīng)歷了一個完整的地震活動期,自1688年開始的第二個活動期則于1829年開始進入一個新的活躍期。截止到2005年底,本活躍期已延續(xù)176年,最大的地震震級為7.5級?？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,未來數(shù)十年該帶仍將處于本活動期的活躍時段,地震活動仍將保持較高的水平。關(guān)于郯城—廬江地震帶(沂沭段)未來地震形勢估計中的一個關(guān)鍵問題是類似于1668年那樣的8級大震是否會在短期內(nèi)重復(fù)發(fā)生的問題。過去曾有人根據(jù)4級以上地震圍空現(xiàn)象的研究,認(rèn)為該區(qū)8級大震的重復(fù)周期約為300年左右,因而認(rèn)為該帶未來百年內(nèi)有可能發(fā)生這樣的地震,但最新的大量研究表明我國8級大震的重復(fù)周期較長,郯城附近地區(qū)8級大震的重復(fù)周期約為3000多年,因而郯城–廬江地震帶未來百年內(nèi)再次發(fā)生8級以上大震可能性不大,但發(fā)生7級左右地震可能是存在的。最近幾十年的地震活動表明,郯城—廬江帶目前地震活動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級地震和海城7.3級地震。但1995年9月20日,發(fā)生在該帶西側(cè)的山東蒼山5.2級地震,打破了郯城廬江帶沂沭段附近幾十年來四級地震活動水平的局面。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級左右地震。據(jù)史料記載:“直隸3陽、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