第一节 地震灾害综合防御基础研究

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一、鲁南地区地震区划重新评定

在1977年《中国地震烈度区划图》中,由于发生过1668年郯城M81/2级地震,
鲁南及邻近的苏北地区仍被列为未来百年内将发生M8级地震的危险区, 临沂-宿迁一
带被划为Ⅹ度以上的高烈度区,成为国家重点建设项目的“禁区”,严重制约了这一
地区的经济建设和社会发展。

图4-1 1985年11月, 重新评定鲁南地震烈度项目1668年郯城M81/2地震断层调查
现场

1985年,国家地震局筹划编制全国第三代地震区划图,并选择山东省鲁南地区作
为全国两个试点之一,开展《重新评定鲁南地区地震区划》项目工作。该项目于1985
年3月启动,1988年4月结束。先后有山东省地震局、国家地震局分析预报中心、地球
物理研究所、 地质研究所等十几个单位500余名科技人员参加。通过利用地震科技发
展新技术和新方法,对鲁南地区开展了系统、深入、细致的考察与研究。系统收集了
地震、地质、地球物理、大地测量等资料,并在国内外新研究成果的基础上,开展了
地震地质考察,完成了各种大比例尺地质填图约11000平方公里,地质路线剖面约1000
公里,断层活动测量近600测点,采集地质年代及其他样品200余个,开挖古地震探槽
108个, 进行了工作区及大华北地区航空摄影测量照片、航天摄影测量图像的处理与
解译;开展了以人工地震为主的深部地球物理综合探测,共完成探测剖面1850公里;
进行了跨沂沭断裂带的地形变测量21条。同时还进行了近场强化地震观测、历史地震
及古地震遗迹的追踪调查和室内实验、分析计算、地震活动性研究、地震危险性概率
分析与地震动参数区划等研究工作。完成三级课题研究26个、提交研究报告49篇,二
级课题研究5个,并在此基础上编制了1∶50万的鲁南地区地震区划图(共4幅) 及其说
明书,撰写了重新评定鲁南地区地震区划工作报告。该项目取得了一系列科学进展,
重新认识了沂沭断裂带M8级大地震的复发周期,重新评估了鲁南地区的地震危险和地
震烈度,为科学评价该地区的抗震设防标准提供了基础。其重要成果有:1.通过大量
艰苦的野外现场工作,发现并确定了1668年郯城地震的地震断层。1668年郯城地震断
层是由多条地震断层组成的断层带, 根据活动强度和形态特征分为岭泉-腾马段,长
约40公里, 北界为河阳-大店北西向断层,南界为腾马断层。地震断层控制着板泉盆
地的东西边界, 为以右旋倾滑为主的正断层;腾马-新沭河段,长约25公里,为右旋
逆冲走滑断层,水平位移量大于岭泉-腾马段,该段正地形隆起显著,南界有临沂-临
沭北西向断层; 新沭河-何庄段,长约55公里,是地震断层表现最为突出的震中段,
以右旋逆掩走滑为主,最大水平位移9米,断层呈右行右阶分布;何庄-晓店段,长约
40公里,为郯城1668年地震影响段,垂直和水平位移量明显减小,地震造成的变形和
揉褶、断层地貌显示较弱。2.重新确定了郯城地震的震中位置、震中烈度和极震区。
震中地理坐标为东经118.5°、 北纬34.8°,极震区烈度为Ⅻ度,极震区长轴方位约
为北北东5°延伸的狭长条带, 与沂沭断裂带东侧的地震断层展布方向一致,震源深
度为36公里。定名为1668年7月25日郯城M81/2级地震。3.通过大量的古地震遗迹
开挖及其年代学的研究, 据样品年代测定和分析推算,发现和确定约11000年中,在
沂沭带中南段还发生过3次M8级古地震事件, 确定其M8级地震的平均复发间隔约为
3500年。4.鲁南深部地球物理综合探测成果揭示了沂沭古裂谷和岩石圈一些新现象。
鲁南地区深部地震测深获得了莒县至郯城间的地壳速度结构和地壳层构造:沿沂沭断
裂带的地壳低速层不连续, 在相当于1668年M81/2级地震的发震段的中、下地壳
内都有低速层,而在该段南、北的中、下地壳内分别缺失低速层;在沂沭断裂带上地
幔高导层埋深为60公里, 而鲁西地块为76公里—101公里, 济阳盆地87公里
NFDA189公里, 整体显示沂沭断裂带上地幔高导层埋深相对较浅;沂沭断裂带深部
存在四条超壳断裂,西侧两条深断裂东倾,东侧两条深断裂直立,形

图4-2 1986年绘制的宿迁-高桥地壳速度结构剖面图

图4-3 1986年绘制的沂沭断裂带地壳层结构图
成上宽下窄漏斗形超壳断裂带;沂沭断裂带地壳的破裂程度由北向南逐渐减弱;
沂沭带莫霍面为向下拗曲带,其两侧地壳层形变程度具有西强东弱、下强上弱和由郯
城向南、向北减弱的特征;在郯城附近,沂沭断裂带东地堑内浅层断裂相对于深部断
裂向西位错约6公里。5. 充分利用地震地质、地震活动、深部探测等方面新成果,划
分了潜在震源区,对国际工程地震界使用的先进地震危险性概率分析方法,结合沂沭
断裂带具有东西分带、南北分段、地震活动强度大、频度低及地震活动时空不均一的
特点作了改进。
《鲁南地震区划图》(1∶50万)的编制采用国际新的地震危险性概率分析方法,
给出新的地震区划参数,并与原来地震基本烈度概念衔接。以一般场地条件下50年超
越概率10%和5%的地震动峰值加速度所对应的地震烈度为参数的鲁南地震区划图, 同
时给出了50年超越概率为10%、 5%的基岩水平地震动峰值加速度区划图。鲁南地震区
划图与1977年编制的中国地震烈度区划图相比,该地区地震烈度存在明显差别。在鲁
南地震区划图中,最高烈度由原Ⅹ度以上降为Ⅷ度,且Ⅷ度区的面积由原来9200平方
公里缩小为970平方公里。
重新评定鲁南地区地震区划成果被《中国地震烈度区划图(1990)》编图组采用。
该项结果作为国家建设规划和一般工业与民用建筑工程抗震设防的依据。临沂地区除
郯城外被确定为基本烈度Ⅶ度区,为这一地区建设工程抗震设防提供了科学依据,促
进了经济社会发展。该项目被评为1988年山东省科学技术进步奖二等奖、1989年国家
科学技术进步奖三等奖。

图4-4 1988年7月28日,鲁南地震区划成果新闻发布会在济南召开

二、鲁南-苏北地震动参数区划研究
由于以地震烈度作为抗震设防依据的不确定性较大, 且难以与国际上发达国家
的抗震设防标准接轨,国内地震与工程学界提出编制第四代全国抗震设防区划图的构
思,列入国家地震局“九五”重点课题。第四代全国抗震设防区划图的编图原则为:
充分吸收国内外有关地震区划的最新科研成果和新资料,采用多学科综合研究的手段,
充分考虑中国地震环境和地震活动的区域性差异以及不同时间尺度的地震预测结果,
科学考虑各环节的不确定性因素,编制完成以地震动参数表示的、综合反映场地影响
和地震环境特点的、适用于一般工程的抗震设防区划图。
1996-1998年,山东省地震局与江苏省地震局共同承担了全国地震动参数区划图
编图工作专题之一--《鲁南-苏北地区地震动参数区划图》 的编制工作。山东省地震
局编图组梳理了近10年来全省在地震活动观测、地震安全性评价和地震小区划研究中
获取的第一手资料和研究成果。作为主要成果,由晁洪太等编制的《山东省新构造图》
《山东省地震构造图》(比例尺为1∶100万)于1998年出版,地震动参数区划图编制范
围内的潜在震源区划分图(比例尺为1∶100万)提交全国地震区划图编图组。这些基础
图件和成果厘清了山东省范围内的地震构造与新构造特征,厘定了山东省范围内的潜
在震源区,提高了全国抗震设防区划图的可靠性和资料的完整性,同时也协调了山东
省地震动参数区划与全国抗震设防区划图的关系。
2001年2月2日, 国家质量技术监督局颁布国家标准GB18306-2001《中国地震动
参数区划图》,同年8月1日起实施。该图以峰值加速度和反应谱特征周期为技术指标,
按照平坦稳定的一般(中硬)场地条件下,50年超越概率10%所对应的峰值地震加速度、
反应谱特征周期对国土进行区域划分。该版地震区划图同样使用的是地震危险性评估
的概率分析方法,不再以地震烈度值表示,而是以地震动参数表示。其结果作为国家
建设规划和一般工业与民用建筑工程抗震设防的强制性标准。在GB18306-2001《中国
地震动参数区划图》中,临沂以东潍坊以南的安丘、沂水、莒县、莒南、临沭、郯城
等县城以及临沂市的个别区位于0.20g区。

三、重点地区地震区划
(一)山东省北部重点地区地震区划
据国家地震局重点项目安排, 1987-1990年,由汤永安、李家灵负责,编制了1
∶50万的山东省北部重点地区(北纬36度—37.5度,东经117.5度—119.5度)
地震区划图, 分别提供了50年超越概率10%的地表基岩水平峰值加速度区划图和地震
基本烈度区划图,范围以潍坊市为主,包括淄博市、东营市和惠民地区部分地区。该
地震区划图在资料与技术层面与《鲁南地震区划图》《中国地震烈度区划图(1990)》
衔接。
(二)山东半岛北部近海地震区划
根据省政府重点项目安排,2001-2006年,晁洪太、王志才等负责山东半岛北部
近海地震区划项目, 编制了1∶50万的山东半岛北部近海地震动参数区划图。该项目
属于区域性地震区划,是中国首次涉及近海海域的地震区划图。主要进展包括:1.对
历史上发生过1597年渤海M7级地震、 1888年渤海M71/2级地震和1969年渤海M
S7.4级地震的渤海中南部-莱州湾海域进行活动断层探测, 研究这一地区断裂的活动
性。2. 对蓬莱-威海沿海区域进行活动断层探测。该区域是张家口-渤海-威海断裂带
跨过渤海向东延伸的部分,先后发生过1548年M7级地震和1948年M6级地震。3.在南黄
海北部海域的千里岩断裂和胶州湾沧口断裂开展了多条剖面的活动断层探测工作,为
这一地区的潜在震源区的划分与调整提供了依据。4.对山东半岛北部海岸线两侧30公
里范围的近海地区进行地震区划。