不在傳統地震帶，廣西柳州為何遭遇300年來最強地震？

來源：科學大院（中國科學院官方科普微平臺），轉載請聯系cas@cnic.cn

5月18日，廣西柳州市的居民經歷了一個不眠之夜。

5月17日的傍晚和晚間，柳州發生了兩場3級以上地震；5月18日凌晨0時21分，一場5.2級地震突然襲來。在經歷了幾次較小的余震后，當晚21時44分，第二場5.2級地震又接踵而至。截至目前，系列地震已造成2人遇難、5人受傷，多處民房坍塌。

柳州地震現場救援（圖片來源：央視新聞）

短短28小時內，柳州發生了5次3級以上地震，其中包含兩次5.2級地震。5.2級地震已經屬于中強震，且此次震源深度淺，僅有8公里，這導致地震烈度較大，周邊多地震感強烈。

在大家的印象中，廣西似乎很少發生地震。那么，為什么這次柳州會突然爆發如此密集、且震級不小的地震呢？

“隱藏”的斷裂帶

首先，從構造位置來看，廣西位于華南地塊內部，遠離全球主要地震帶，因此地震的發生頻率確實較低。柳州上一次發生5級以上地震還要追溯到清朝康熙三十四年（1695年），震級為5.5級，距今已經超過300多年。

從公元前2300年至公元2000年，中國震級大于4級的地震震中分布。華南地區的地震數明顯少于四川、云南等地震高頻地區（圖片來源：中國地震局地質研究所的）

不過，對于地處廣西中北部的柳州而言，地下還隱藏著一條重要的地質構造——河池-宜州-柳城斷裂帶

這條斷裂帶是廣西一條非常重要的區域性斷裂，總體呈向南突出的弧形，大致沿東西方向展布。其蹤跡西起南丹，經河池、宜州、柳城，東至鹿寨以西，綿延約300公里。在衛星圖像上，可以清晰地看到這條斷裂帶在地表上留下的“疤痕”。

柳州、河池周邊地區衛星地圖（圖片來源：高德地圖）

河池-宜州-柳城斷裂帶遙感圖（圖片來源：參考文獻[1]）

地質學家將這條長達300公里的斷裂帶劃分為四段：

北段，即最西端的南丹段，其最新活動主要停留在約260萬年至77萬年前的早更新世，如今的活動性很弱。

西段與中段，即河池段和宜州段，是整條斷裂帶中最活躍的部分。研究表明，這一段在幾十萬年前的中更新世中晚期仍有明顯活動，被評估為具備發生5.5-6.0級潛在地震的能力。

東段，即柳城-英山段，也就是柳州本次地震發生的地帶。該段的活動黃金期在中更新世，而從距今約12.8萬年的晚更新世開始，其活動跡象已不明顯，本身不具備發生震級≥6.5級、能造成地表破裂的強震能力。

破碎的斷裂網絡

一個關鍵問題隨之而來：柳州此次短時間內頻發地震，是這條區域性大斷裂“復活”了嗎？

從震中來看，此次柳州5.2級地震的震中位于柳州市柳南區太陽村鎮，在空間上稍微偏離了河池-宜州-柳城斷裂帶。因此，目前分析傾向于認為，雖然不能完全排除地震與這條主干斷裂的深部構造存在聯系，但更可能的原因是柳州地下的次級斷裂網絡在活動。

5.2級地震構造圖，震中與河池-宜山斷裂帶稍有偏移（圖片來源：中國地震局地質研究所）

柳州地處多個大地構造單元的交接部位，地下如同一個被多組線條切割的棋盤。除了主干斷裂，還隱伏著多條不同方向、規模較小的斷裂，此次地震就可能與區域內的楊柳斷裂、百朋斷裂等次級構造相關。此次震中離百朋斷裂僅數公里遠，余震分布也和百朋斷裂走向較為一致，因此推測地震與百朋斷裂的關系更為密切。此外，這個區域歷史上就多有2級左右的地震發生，是應力容易集中的部位。

2012年11月2日柳州北3.0級地震震區附近構造圖，F15為百朋斷裂。

此次柳州地震震中位于太陽村鎮，圖中用黑色方框標注（圖片來源：參考文獻[2]）

值得注意的是，結合地質構造背景分析，研究預估河池-宜州-柳城斷裂帶東段的潛在地震最大震級為5.5級，此次地震震級并未超出這一估算范圍。這有力地說明，現代地震地質研究對于評估區域地震危險性是具有重要參考價值的。

不同尋常的地震烈度

此次地震還引發了一個極具地域特色的科學問題：為什么儀器測得的震中附近烈度與實際感覺可能存在差異？

地震的震級表示地震釋放能量的大小，而烈度表示某個具體地點受地震影響和破壞的程度。對于此次5.2級地震，儀器測得的最高烈度約為4-5度。然而根據實地的災害情況考察，在震中區的太陽村鎮等地，實際的地震烈度可能達到7度。

儀器測量的地震烈度分布圖（圖片來源：中國地震局）

實地調查的地震烈度圖（圖片來源：中國地震局）

這一差異的原因，除了監測烈度的強震儀分布密度過低以外，還可能和柳州廣泛分布的喀斯特地貌有關。

喀斯特地貌中廣泛發育的溶洞、溶蝕裂隙、地下暗河等，構成了一個極其復雜的地下不連續面網絡。它們會像透鏡或共鳴腔一樣，對傳播至此的地震波產生局部放大或聚焦效應。其原理可通俗理解為兩點：

一是地震波傳播速度的變化導致的能量集中。地震波在下方完整堅硬的基巖中傳播極快。當它向上傳播至巖溶發育區時，突然進入一個由溶洞、破碎帶和松散填充物組成的低速介質迷宮，這樣其傳播速度會顯著變慢，導致地震波能量會更集中，振幅會顯著增大。

二是松軟土層的振動疊加效應。巖溶地區地表常覆蓋厚度不均的松散沉積物。地震波中的剪切波在這種軟土層中傳播時，會產生多次反射和折射，能量不易快速消散，反而像在一個房間里不斷回蕩、反復疊加，導致地表振動持續時間更長、幅度更大。

此外，由于喀斯特地貌的地下結構不穩定，很容易在地震中發生局部塌陷，從而導致建筑地基失效等問題，放大災害影響。這也是為什么在石灰巖地區，有時即使是中等震級的地震，也可能在局部造成超出預期的震感和破壞。

柳州部分街道路面出現多處圓形塌陷坑洞（圖片來源：央視新聞）

地震評估的挑戰

分析指出，此次地震序列，很可能是柳州地下多條次級斷裂，在區域構造應力長期積累下，發生的一次集中的應力釋放。此次地震是柳州自1695年發生5.3級地震后，331年來最強的一次地震，可以被視為柳州數百年積累的構造應力一次較為充分的能量釋放過程。從防災角度看，柳州的抗震設防烈度為6度，兩次5.2級地震導致部分老舊房屋出現災情，甚至有房屋垮塌。這凸顯了提升建筑物抗震能力，尤其是對老舊建筑進行加固改造的重要性。

這次事件也揭示了一個更深層次的科學挑戰：對于華南板塊內部的地震風險評估，我們掌握的基礎數據仍存在缺失。與青藏高原周緣、臺灣等地震活躍區相比，華南內陸的地震學研究存在明顯差距。這并非源于不重視，而是由該地區的地質與歷史特性決定的。

首先是歷史記錄較為短暫。華南地區較為完整的地震目錄約始于明代，時間跨度僅約650年。這與板塊內部斷裂動輒數千年甚至上萬年的復發周期相比，如同白駒過隙。僅僅依據這數百年的記錄去外推斷裂未來數千年的活動性，如同只觀察一個人幾分鐘的行為，就去斷言他的一生，顯然是不充分的。

其次是古地震研究幾乎一片空白。在板塊邊界地區，科學家通過開挖探槽，直接研究斷裂帶上的古地震遺跡，從而獲得斷層滑動速率、復發間隔等關鍵定量參數。但華南地區的這類研究極為稀少，絕大多數斷裂的長期活動習性仍是謎團。

最后是識別潛在發震斷層的困難。華南板塊內部斷裂的活動速率極低，通常小于每年0.1毫米。如此緩慢的滑動，在地表留下的形變痕跡極其微弱，難以被傳統地質調查方法識別。許多斷裂帶直到發生地震，才通過余震分布和震源機制解的分析而浮出水面。

華南板塊內有記錄的歷史最大地震是1936年廣西靈山6.8級地震，這表明在相對穩定的板塊內部，同樣具備發生地表破裂型地震的能力。因此，未來華南地區的地震危險性評估絕不能簡單依賴歷史地震目錄進行外推，還需要做更系統的評價。

參考文獻：

[1]吳教兵，凌銘，李細光，等. 河池-宜州-柳城斷裂帶活動性分段研究[J]. 華北地震科學，2020, 38（S2）：27-32. doi:10.3969/j.issn.1003?1375.2020.S2.005.

[2]郭培蘭,龍政強.2012年11月廣西柳州北3級地震序列地震活動特征分析[J].華南地震,2016,36(02):25-31. DOI:10.13512/j.hndz.2016.02.005.

作者：等風（中國科學院大學地球與行星科學學院）