关于广西和柳州的地震

地球人
创建于2023-08-30
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2024.02.19修改

     在前段时间推出《重访5.12汶川大地震灾区》和《北川羌族自治县新县城》的两篇文中,介绍了5.12汶川大地震的形成机理和诱发因素以及地震的破坏现象和灾后重建情况。

       之后,有朋友和我聊起,说很多人看过以后也想了解一下我们柳州的地震地质条件如何?广西是否也可能会发生像四川那样的大地震?并建议聊一聊这个话题。于是,小编收集分析了相关资料,就广西和柳州的地震地质特征作如下论述,如有谬误之处,敬请指正。

      一.历史地震记载

       据《广西地震志》,广西最早记载的地震是三国时期的吴大帝(孙权)黄武年前即公元222年前发生在富川秦山的地震,因疑似陷落地震,故没有确定震级※。到西晋太康九年九月即公元 288年10月12日~11月10日间方才首次记载有震级的临贺(今贺州)3级地震。

      自公元222年至1978年共1756年的时间里,记载有发生在广西境内3.0级及以上地震349次,平均每5年才有一次。其中4.5级以上有破坏的地震47次,而6级及以上的强震有两次,即1875年6月8日乐业6.5级和1936年4月1日灵山6.75级地震 (亦有些文献将1890年8月29日发生在博白与高州间的5.75级地震定义为1890年陆川6级地震,故亦有广西曾发生过三次6级以上地震的说法)。

      而1936年4月1日灵山6.75级地震是广西目前有记载以来发生震级最大的地震,其结果是造成灵山、合浦两地7942余间房屋倒塌损毁,死92人,伤263人。还有一次是广西外围1605年7月13日发生在海南琼山、文昌的7.5级地震,对陆川、廉州、合浦等地影响颇大,特别是对陆川,造成了若干房屋损坏和人员伤亡。

       应该说,广西历史记载的地震史料很不完整,如西晋至元朝的一千多年间才有5次地震记载(西晋两次3级、北宋两次3级和一次4级),期间的公元289~1044年共750年里根本就没有地震记载。此外,桂西地区可能是经济文化落后的原因,在公元1875年以前也少有记载(仅有1524年田东、田阳间的4级和1751年2月田阳布露村的4.75级两次地震记载),但1875年6月8日桂西北的乐业县就发生了6.5级的强震。由此可见,广西历史地震应该远不止上述数据。

       1970年2月,采用地震仪器记录地震后至1999年,广西范围内共记录到5823次地震。其中3级以上地震190次,平均每年达6.3次。最大震级是发生在北部湾海域6级以上的强震2次,即1994年12月31日和1995年01月10日的6.1级和6.2级地震。

       ※关于地震震级的确定,在1970年之前是根据历史记载地震影响的范围和破坏程度及人员伤亡等内容分析计算而得、1970年之后则是由地震仪直接记录到的地震波振动幅度计算而得。相比之下,前者的震级精度相对较低、后者则较高。      

        二. 活动性断裂

       我们知道,地震的发生与活动断裂密切相关,而广西活动性断裂有北东向、北西向、北北东向、北北西向、近南北向和近东西向6组, 其中地震最为活跃的是以北东向、北西向2组为主(图1):

       1. 北西向活动性断裂:  主要有① 巴马 - 博白断裂、 ②百色 - 合浦断裂、⑤钦州湾 - 涠洲洲岛断裂。 

        2. 北东向活动性断裂:  主要有③防城 - 灵山断裂、④合浦 - 北流断裂,还有三江- 融安断裂带 和桂林 - 南宁断裂带等。

        三.  地震的分布 

       广西地震活动与活动断裂带的分布吻合,大致可分为桂北、桂东南和桂西三个地震区,据史料记载及地震仪器记录,截止1999年,各区地震强度和频率如下:

       1. 桂北地震区:有4.7级以上地震16次,集中在融水、桂林、昭平一带,震级多在4~5级,最大是康熙三十四年正月初三(1695年2月15日)发生在融水县西南与柳城县交界地带 (东经109°05′、北纬 24°54′ ,直线距离柳州市中心风情港60多公里)的5.5级地震。据《广西地震志》:“平乐、永安(今蒙山)、三江、全州、桂林、融县(今融水)、罗城、马平(柳州)均有记载。 据清.王锦、吴光升《柳州府志》记载:″马平南门河下延烧,大南门城楼及城内府头门尽毁”。该地震震中烈度6度,但对柳州市区的影响烈度仅为4度,这也是史上发生距离柳州最近、震级最大的地震。

       另外,于柳州市区风情港北北东直线距离约56公里的融安和柳城交界处于1510年11月28日也曾发生过5级地震。 象州、武宣、平乐、昭平历史上也都曾经发生过5级地震。

       桂北区地震主要是发生在北东向的三江- 融安断裂带 、桂林-南宁断裂带和近南北向的栗木-马江断裂带和其它断裂带上(图1)。

        2. 桂东南地震区 (含北部湾):有4.7级以上地震21次,最大是发生在1936年4月1日灵山县东北平山乡 (东经109°24′、北纬22°30′ ,直线距离柳州约200公里)的6.75级地震,震中烈度9度,但对柳州市区的影响仅为4度。1958年9月25日,在距上次地震不远北东方向的灵山石塘苏村~兆庄一带又发生了5.75级地震,震中烈度7度,幸好仅1人受伤,无人死亡。此外,博白与高州间1890年8月29日也发生过5.75级地震、玉林的石南(兴业)一带1860年1月25日和1968年1月1日曾发生过两次5.5级地震、北流北部1778年10月29日发生过5.3级地震、贵港桥圩1911年2月5日亦发生过5.3级地震。1994年12月31日和1995年1月10日北部湾海域则发生了6.1级和6.2级地震。到了2016年7月31日,梧州市苍梧县发生过5.4级地震。

       桂东南区地震主要是发生在北东向的 ③防城 - 灵山断裂、④合浦 - 北流断裂和北西向的⑤钦州湾 - 涠洲洲岛断裂带上(图1)。

       该区是目前广西的主要地震活动区域。

       3. 桂西地震区:有4.7级以上地震12次,最大震级是发生在1875年6月8日百色的乐业县6.5级地震,南宁、柳州、贵州的安顺、贵阳、都匀、遵义和湖南的靖县、会同均受波及影响,地震造成了许多住房被毁、多人丧生。1962年4月20日,田林县八桂与八渡之间发生过5级地震,平果县分别于1977年10月19日、1997年10月19日、2005年10月27日、2013年2月20日,也发生过5级、5级、4.6级和4.5级的地震。就在前几天的2月15日,天峨县城附近也发生了4.4级地震。

       桂西地震主要是发生在北西向的 ① 巴马 - 博白断裂、 ②百色 - 合浦断裂带上(图1)。上世纪六十年代以来桂西区地震活动也十分引人注目。

       广西主要活动断裂和地震分布见图1。

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  图1   广西主要活动断裂和地震分布图

       图中主要活动断裂有: ①巴马-博白断裂、②百色-合浦断裂、③防城-灵山断裂、④合浦--北流断裂

        四.  地震的特点

       广西境内的地震,震源深度较浅,多在5~15公里,少数小于5公里。另外,广西可溶蚀的碳酸盐岩分布较广,岩溶(喀斯特)地貌发育、溶洞较多。有时即使是一个微小地震,也可能在震中附近造成较大的破坏。

       如 1980年8月25日宜山 2级地震,可达到6度的破坏 ,  震中区的祥贝公社水泵站 (兼发电) 大坝遭到严重破坏, 被迫停止使用。

         又如1980年7月13日都安1.9级地震时拉仁乡24个自然村屯均感震动强烈,鸡飞羊跳、房屋摇动、屋顶掉瓦,震中烈度也达6度。

        这种震级与烈度不匹配的现象尤以岩溶(喀斯特)地貌特别发育的桂林、柳州和河池为典型,除了是震源较浅的原因,还可能与石灰岩岩溶发育以及地震动荷载下溶洞顶板处应力集中有关。如果溶洞顶板较薄,一次不大的地震震动就可能使溶洞垮塌,造成的地面塌陷而影响地面建筑的安全。

       因此,“小震级,高烈度”是广西地震最明显的特点。

        五. 地震诱发条件

       纵观全球己有地震,可见8级以上巨大的地震都是发生在地球板块构造 边界或靠近板块边界的地方,因为越是靠近板块边界的地方,由于板块间的相互碰撞挤压作用就越容易发生地震,如引起海啸和福岛核电站核泄漏的2011年3月11日日本东北的Mw 9.0级大地震就发生在太平洋板块和欧亚板块的边界(图2-1、图2-2),1960年5月21日智利中部海域目前全球最大震级的Mw9.5级地震亦是发生在南极洲板块和美洲板块的边界(图2-1),而2008年5月12日的M8.0级汶川大地震则是发生在亚欧板块内部次一级的青藏高原板块和四川盆地板块边界龙门山断裂带上(图2-3)。

       ※ 地球板块构造 -  指地球岩石圈板块, 是对海洋地质、地貌和地球物理等资料分析后建立的一种新的大地构造理论。它认为地球岩石圈并不是一个连续的整体,而是由六大板块构成,即亚欧板块、太平洋板块、美洲板块、非洲板块、印度洋板块和南极洲板块(见图2-1)。每一板块均是一巨大而坚硬的岩石块体,板块厚度50~25公里不等。地球岩石板块每天都在以微小的变化在运动着 (平均5cm/年,相当于人类指甲生长速度),板块之间相互碰撞运动的结果可以在板块边界形成一个地质作用复杂的区域,也是地壳最不稳定的区域,这里的地震、火山活动很是频繁、强度也高。

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             图2-1 地球六大板块分布图

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             图2-2   地球板块构造示意图  

       图中两个红色小三角分别为欧亚板块内部的广西位置、太平洋板块和欧亚板块边界的3.11日本东北大地震位置。

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       图2-3  青藏高原板块和四川盆地板块边界的龙门山断裂带

  广西是位于欧亚板块内部,远离板块的边界,不具备发生大地震的构造条件(图2-2)。另从历史发生的地震强度看,最大震级仅为6.75级。

       与我国处在地球板块构造边界或靠近板块边界的西藏、新疆、四川、云南、台湾等强震多发省区相比,广西还算是一个少震和弱震的地区,总体来说,广西会发生地震,但不会发生大地震,也不会发生像四川龙门山断裂带上频率高、强度大的大地震。

      六. 柳州地震地质特征

      (一) 柳州市区范围和历史地震

       考虑本地和外围地震对柳州的影响,为便于评价而对柳州市区定义为 “以柳江大桥北岸桥头风情港为中心,向东、西、南、北往外各延伸25公里正方形共2500平方公里的面积”。其东界线约为雒容镇以东约7公里、西界线为柳江三都镇、北界线为石碑坪农场、南界线约在新兴农场以南209国道和柳北高速公路相交处。该范围涵盖了现在柳州市的主城区(图3)。

       柳州市区历史地震记载不多,自有记录以来至1969年,曾记载M≥3级地震4次,最大震级为1604年7月1日柳城凤山镇附近的M4.0级地震。

      1970年有区域地震台网观测以来至2009年,共记录ML≥1.0级地震73次,最大震级2.8级。但到了2012年11月2日、2013年1月12日、2013年3月1日,在欧阳岭东北、西流断层以北约1.2公里、北 纬24.4度,东经109.4度处,又分别发生过ML为3.0级、3.1级、3.2级地震。

       另据《柳州市志》记载,1510年至1992年,发生于柳州市区和外围区域波及的地震共63次,其中0至1级8次,1.1至2级31次,2.1至3级6次,3级以上9次,未记录到的震级8次,均未发现明显的破坏性,其中大量的是人体未感觉到的。

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        图3   柳州市区地震构造图

       图区范围乃以柳江大桥北岸桥头风情港为中心,向东、西、南、北往外各延伸25公里共2500平方公里面积。

       图中蓝色圈点为1969年以前地震,地震标度为M、红色圈点为1970年以后地震,地震标度ML。

  (二) 柳州市区断裂构造

       区域性大断裂有两条,即总体走向为北东 - 南西向的桂林-柳州-南宁大断裂和总体走向为东西向的河池-宜州-柳州-鹿寨大断裂。这两条大断裂在鹿寨以西和洛埠以北相交。历史上在柳州市区以外断裂延伸的灵川、宁明和河池、宜州亦发生过4.7~5.0级的地震。

     受这两条区域性大断裂的控制,柳州市区经过漫长的地质历史演变,形成了五组不同方向的断裂构造(图3),其特征如下:  

      (1) 近东西向断裂: 分布市区北部,有龙卜(古木)断层F14、杨柳断层F2、大七断层F3和西流断层F4。在凤山镇东南约5.6公里处的龙卜(古木)断层附近于1604年7月1日发生的4级地震,其烈度为4~5度,是柳州市本地迄今最大级别地震。在欧阳岭东北、西流断层以北约1.2km、北 纬24.4度,东经109.4度处,分别于2012年11月2日、2013年1月12日、2013年3月1日发生过ML为3.0级、3.1级、3.2级地震(图3)。

    (2) 北北东向断裂: 分布市区东部 , 主要有三门江断层F8、古亭山断层F9等。其中的三门江断层F8在与柳东断层F15交汇处分别于1975年8月1日、2003年8月18日发生了两次ML为2.3级、2.4级地震(图3) 。

       (3) 北东向断裂: 分布市区中部、西南和东北部 , 主要有西京断层F6、进德断层F7、拉堡断层F5等。该断层晚第四纪以来活动不明显,与南北断裂交汇处曾有小震发生。

       (4) 南北向断裂: 分布市区中部和西南部 , 主要有波庙断层F18和咸埔(百朋)断层 F17, 长40~50公里。该组断裂第四纪活动微弱, 沿断裂有少量地震,如波庙断层F18在市中心与拉堡断层F18交汇处于1517年4月1日和1591年4月2日曾发生过两次Ms为3级的地震(图3)。

       (5)北西向断裂: 分布市区中部和东北部 , 主要有柳东断层F15、洛埠断层F13。该组断裂规模小, 长度仅数公里至十余公里 , 沿断裂无地震发生。    

       上述分布柳州市区的断裂构造规模不大,都是发生在新生代的第四纪(距今260~280万年)之前 , 第四纪以来活动不显著, 特别是晚更新世(距今12.6万年)以来无明显活动迹象 。断裂带上地震活动频度和强度都低,属于非全新活动断裂或者是微弱全新活动断裂,对工程建设场地稳定性没有明显影响,

       根据区域地质资料,柳州市地处较稳定的华南地台,第四纪以来的新构造运动缓和,整体活动以间歇性抬升为主,因此沿柳江两岸发育有五级阶地,区域地质较为稳定。

        柳州市区无论是历史地震还是现代地震的活动水平都不高,自有地震记载以来,,遭遇本地和外围波及影响达4度烈度以上的地震共9次(表1)。700多年来,所经历的地震对柳州市区的影响都不算大,影响最大的是1935年8月11日发生在距柳州市中心西南约43公里(东经109°01′、北纬 24°09′ )现柳江区域的4.5级地震,对市区的影响烈度也仅为5度(表1)。

      同理,柳州市区也会有地震发生,但震级和频度水平都不高。根据广西工程防震研究院资料,柳州市区不具备发生5.5级及以上地震的地震构造条件。    

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     表1   本地和外地地震对柳州市区的影响

       ※4度地震烈度:多有感-室内大多数人,室外少数人有感,悬挂物摆动,不稳器皿作响;

        5度地震烈度:惊醒-室外大多数人有感,家畜不宁,门窗作响,墙壁表面出现裂纹;

     地震是地壳快速颤动的一种地质现象。是地壳运动的一种特殊形式,其对人类工程的影响是显而易见。以目前人类的科学技术水平还无法像天气预报那样预测地震的发生。当地震袭来时,若要尽可能的降低地震的灾害程度,唯有做好预防措施。最直接、最基本的措施就是要加固我们住房的结构,提高房屋建筑的抗震能力。当然,要提高房屋建筑的抗震能力,并不是为无限加強抗震能力而增加建设投资,而是要严格按照国家工程建设有关规范、规程要求,根据各地不同的地震地质条件作科学合理的抗震设防。 

        由于历史上本地地震和外围地震对柳州市区的最大影响烈度仅为5度,故2001年之前柳州市区被划为基本烈度小于6度区,那时的一般丙类建筑物是可以不需考虑抗震设防的。当时兴建多层住宅楼的楼面板常见采用造价便宜、抗震性能较低的钢筋混凝土预制板。而且时至今日还有一些这样的建筑仍在使用着。

       随着社会经济的发展,自2002年1月1日实施国标《建筑抗震设计规范》GB50011-2001后,柳州市主城区(含城中区、鱼峰区、柳南区、柳北区、郊区)一般丙类建筑的抗震设防烈度提高到了6度。自此,钢筋混凝土预制楼面板被禁止采用而逐渐退出了历史舞台,取而代之的是结构完整性更好的钢筋混凝土现浇楼面板。但基于经济发展的差异,柳江县、柳城县依然是被划为抗震设防烈度小于6度区而可以不考虑建筑的抗震设防。

       到了2016年8月1日,为确保新建建筑的抗震安全稳定,国标《建筑抗震设计规范》GB50011-2010 (2016年版) 颁布实施后,我国主要城镇抗震设防烈度全都取消了小于6度的基本烈度区。于是,柳州市(含城中区、鱼峰区、柳南区、柳北区、柳江区、柳城县、鹿寨县、融安县、三江县、融水县)的一般丙类建筑抗震设防烈度都需按6度考虑抗震设防了。而桂东南的灵山、玉林、陆川、北流、博白等和桂西的田东、田阳、百色、乐业、平果等地由于地震相对多发、强度相对较高,其抗震设防烈度则需按7度来考虑。

       柳州龙城,我们美丽的家园,不仅山青水秀、气候宜人而且区域地质较为稳定,地震少发,且頻率和强度水平都低,是一座非常适宜居住的城市。如今,城市现代的建筑都严格按照6度或6度以上的抗震设防烈度进行设计施工建造,对于抵御本地或外围地震袭来时是可以满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的基本抗震原则的。

     小震不坏, 是指当建筑物遭遇低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,一般不受损坏或不需修理即可继续使用;

       中震可修,是指当建筑物遭受相当于本地区抗震设防烈度的影响时可能损坏,经一般修理或不修理仍可继续使用;

       大震不倒,是指当建筑物遭受本地区抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时,不至于倒塌或发生危及生命的严重破坏。       

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