福建及邻区是指福建陆域及其外延50 km的区域范围。地震目录主要使用福建地震台网目录(1971～2009年),同时参考中国地震台网目录。选取对福建影响较大的地震:震群型地震取M_L3.0以上,而其它类型地震取M_L4.0以上,共获得46组地震事件,其中M_L4.0以上地震38组(49次),地震序列参数列于表1。

地震序列类型的划分依据研究重点的不同而有所差异,一般划分为孤立型、主余型、前主余型和震群(多震)型四类(吴开统等,1990; 陈玉华等,2001),划分主要考虑以下2条原则:

(1)最大地震释放的能量Em与整个地震序列释放的总能量之比Em/ΣE;

(2)最大地震震级与次大地震震级之差ΔM。

表1 地震序列参数表
Tab.1 Parameters of earthquake sequences

当震级差与能量比出现矛盾时,以能量比为划分标准。

通过对地震目录及地震序列的整理分析,笔者发现福建地区地震序列在空间分布上比较集中,震中密集区半径一般只有几千米至十几千米; 孤立型、主震—余震型及双震型地震序列持续时间比较短,一般为几天到半个月,而震群型和前震—主震—余震型地震序列持续时间较长,一般为几天到几个月。

根据上述特征,笔者首先挑选出研究区内所有4.0级以上地震,选取主震前7天的地震活动为前震序列,而主震后30天的地震活动为余震序列; 在空间上取震中20 km半径范围,这样的时空群集就构成了一个地震事件序列,这样共得到38组地震序列。考虑到3.0级以上震群地震活动释放的能量较大及对当地影响较大,笔者补充了8组M_L≥3.0以上震群地震序列数据(方炜等2004; 彭美凤,郭文发,1990; 柯龙生等,1985; 1994; 林思诚,2001)。

根据福建地区地震序列特点,笔者将地震序列划分为5种类型:

(1)孤立型序列:Em/ΣE≥99.9%,ΔM≥2.2;

(2)主震—余震型序列(简称主余型):90%≤Em/ΣE<99.9%,0.8<ΔM<2.2;

(3)前震—主震—余震型序列(简称前震型):其判别标准与主震—余震型一致,只是在主震前7天内有前震序列活动,其震级差为0.8<ΔM<2.2;

(4)双震型序列:有2次震级相近的地震,其余地震震级差ΔM≥2.2;

(5)震群型序列:Em/ΣE<90%,ΔM≤0.8。

根据以上划分标准,笔者对福建地区46组地震序列进行了归类(表1)。

福建地区46组地震序列类型统计结果见表2,从表中可看出,孤立型地震序列有19次,占41%; 主震—余震型地震序列11次,占24%; 震群型序列12次,占26%; 这三种地震占总数的91%,而其它两种地震类型——双震型和前震型各2次,所占比例很少,在讨论地震序列类型特征时暂不考虑。

表2 福建地区ML≥4.0地震序列类型统计
Tab.2 Type of earthquake sequences in Fujian

福建地区地震类型随地震震级分布情况见表3。从表3可看出,M_L≥5.0地震序列共7组,主余震型最多,为3组,其它类型各1组,因此M_L≥5.0地震序列主要以主余型为主; 4.0≤M_L<5.0地震序列共31组,孤立型最多,为18组,约占58%,其次为主余型8组,约占26%,其它类型较少,因此4.0≤M_L<5.0地震序列主要以孤立型或主余型为主; 3.0≤M_L<4.0地震只列出了震群型地震,因此没有可比性。从这些分布可知,随着地震震级增大,孤立型地震所占的比例减少,而主余型地震所占的比例增加,这种趋势与其它地区的统计结果基本一致(蒋海昆等,2007)。

表3 福建地区地震序列类型与震级关系统计
Tab.3 Relation between the type of earthquake sequences and the main magnitude in Fujian

福建地区地震类型大至可分为东部(A区)和西部(B区)两个分区,两个区域内的地震序列数相差不大,而主余型、双震型和前震型地震序列数两区也相差不大,区别在于A区孤立型地震序列有16组,而B区只有3组; 同时A区没

图1 福建及邻区主要构造与地震序列类型分布图
Fig.1 Distribution of the earthquake sequence types and the main faults in Fujian Province and its vicinity

表4 福建地区地震序列类型分区统计
Tab.4 Number of the types of earthquake sequence in Fujian region

有震群型地震序列,而震群型地震全部发生在B区,因此福建东部(A区)主要以孤立型或主余型地震为特征,而西部(B区)主要以震群型或主余震型地震活动为特征(图1)。表4给出了福建地区地震序列类型统计分区结果。

1971年以来福建及邻区发生M_L3.0以上震群型地震12次,主要分布在以下3个区域(图1):Ⅰ区——漳华龙地区(漳平县—华安县—龙岩市),发生4次震群型地震; Ⅱ区——闽赣交界地区,发生4次震群型地震; Ⅲ区——闽江流域地区,发生3次震群型地震。还有1次发生在浙江文成。

这三个震群型地震多发地区是福建西部内陆地震最为频繁的地区,也是地震观测和预报长期以来关注的热点地区,而很少有6.0级以上震群型地震(目前来看,6级以上震群型地震全国只有1次,即1997年1月21日至1998年8月27日新疆伽师强震群),据此可以认为,目前这三个地区发生6级以上地震的可能性较少。

福建及邻区地处中国东南沿海,隔台湾海峡与台湾岛相望。琉球—台湾—菲律宾岛弧是现代强震分布十分频繁的构造活动带,但福建及邻区因地震活动明显降低而有别于板间带。从福建及邻区地震活动特征、GPS及大地测量资料分析,该地区地震动力作用主要受印度板块对喜马拉雅地区碰撞和西太平洋俯冲带中菲律宾海板块与台湾岛弧碰撞产生的2个不同方向作用力共同作用,其中西太平洋俯冲带中菲律宾海板块与台湾岛弧碰撞对福建及邻区的作用力是福建地区地震发生的主要动力(周硕愚等,2000; 史粦华等,2006; 林松建等,2010),这种自东南向西北的作用力从沿海到内陆迅速减弱,因此福建东部沿海地区地震动力作用强烈,表现为地震序列类型以孤立型为主,没有震群型地震发生。福建内陆地区地震动力作用相对较弱,而且同时受到东南和西北两个方向作用力共同作用,地震序列类型多为震群型,而少见孤立型。

福建地区地震动力环境的不同,造成了福建东、西部地区地下介质、构造应力性质的差异,表现为东部沿海为地震波速度高异常区,而西部内陆为低异常区(陈祥熊等,2009); 东部沿海以挤压运动为主,而西部内陆以拉张运动为主。这样,地震序列类型分布特征又从一个侧面反映了福建地区地震动力作用的环境。

福建地区构造应力场总体特征为:P轴为北西—南东方向,P轴倾角自沿海到内陆逐渐增大,T轴为北东—南西方向,T轴倾角一般较小。在这种构造应力场中,地震断层运动性质主要以走滑或正断层性质为主,而逆断层性质地震基本上没有(林松建等,2009)。福建沿海地区主要以发生走滑断层性质的地震为主,而内陆地区正断层性质的地震相对较多,所以福建沿海以挤压走滑运动性质为主的地区多发生弧立型地震,而福建内陆以拉张走滑运动性质为主的地区多发生震群型地震。福建地区地震序列类型的分布特征可能与区内构造运动性质和断层运动性质有关。

福建及邻区地层时代分布的分区明显,总体上表现为东部沿海地层时代较新,而西部地区地层时代较古老,由东到西地层逐渐变老,东西分区大至以政和—海丰断裂带(F₃)为界。东部主要以晚侏罗世—早白垩世陆相火山岩地层为主,其厚度逾万米。西部又可分为闽西北和闽西南2个区,其分界线大至位于宁化—南平断裂带(F₅)。闽西北区为华夏古陆,以晚元古代变质岩地层为主,属地槽型巨厚沉积; 闽西南区主要以沉积地层为主,时间跨度较长,从震旦纪至晚白垩纪,其中晚古生代准地台型沉积发育最为完全(福建省地质矿产局,1985)。地层时代的新旧与岩石类型的不同决定了福建及邻区内部介质的连续性和完整性的不同:东部火山岩地层时代新,岩性内部完整性,连续相对较好,而西部沉积岩地层时代老,岩性内部不连续,且岩石较破碎。

福建地区地震震源深度一般较浅,属于地壳中上层地震,震源深度分布大至呈现东南深、西北浅的特征。福建东部沿海震源平均深度为14～20 km,而福建西部内陆平均深度约8～14 km(林松建等,2010)。福建地区地壳内部地层岩性及形成年代不同,对深部介质物理性质和地震序列类型分布有一定的影响(蒋海昆等,2007)。