惠州斷層及其鄰區地震危險性評價

李玉輝 郭良田 晏云翔

1）中國陜西 710077 中煤科工集團西安研究院有限公司

2）中國廣州 510075 廣東省工程防震研究院

0 引言

惠州斷層嚴格控制惠州白堊紀盆地（前人稱“水北斷陷盆地”）的西界，是一條走向NW、向NE 傾斜的正斷層，斷層長約20 km，規模不大。上盤紅層層面傾向斷層方向，傾角 20°左右。紅層的分布呈與斷層平行的長條狀，寬約5 km，長寬比 4∶1。斷層出露寬 10—60 m，沿走向呈舒緩波狀（實為拆線狀），產狀 135°—150°/NE ∠65°—75°。在為數不多的幾個斷點露頭上可見破碎帶有明顯的分帶性，并見復合斷層角礫巖，這反映出斷層有多次活動。

惠州斷層是由廣東省地質局 756 地質隊1995 年進行惠州幅 1/5 萬區域地質填圖工作時首次確定的。1995 年以前，該斷層被標定為不整合。構造巖（麥地村、惠州學院）的熱釋光測年顯示，斷層有3 次不同性質的活動：第1 次在45.02 萬—46.20 萬a 前，第2 次在31.93 萬a 前，第3 次在5.90 萬—6.77 萬a 前。因熱釋光測年精度無法滿足要求，所以根據斷層物質的熱釋光測年數據判定斷層活動性被后來的斷層活動性鑒定實踐所放棄，其結論不被采納。另外，根據廣東省地質局756 地質隊航照解譯，對盆內覆蓋區大膽推測2 條長達 20 km、平行惠州斷層的NW 向斷層（分別稱為“水北航譯斷裂”“馬房嶺航譯斷裂”），且這2 條斷層分割不同高度的夷平面。

前人（汪素云，1993；胡聿賢，1999；張涌，2005；王華林等，2011，2015；李玉輝，2018；徐錫偉等，2016；俞德強，2016；孫杰等，2020）已對全國多地斷裂帶的地震危險性進行了評價研究，但對惠州斷層的研究不多見。隨著惠州市經濟社會的快速發展，對該斷層的地震危險性評價研究（王強茂等，2019）顯得日益迫切。本文通過垂直運動圖、水平運動圖、鉆孔剖面圖、構造類比法和經驗關系方法等，得到惠州斷層的地震危險性概率分析結果，并估計了惠州斷層不同區段的最大潛在震級及發震概率。

1 區域地震構造環境

1.1 構造背景

本文研究區為評價惠州斷層所在區域地震活動水平和地震構造環境時所劃定的范圍，即以惠州斷層為中心、半徑不小于150 km 的范圍。據此并考慮到惠州市地震地質條件，現取22.245 5°—23.594 5°N、113.945 6°—115.414 4°E 為本次工作的探測區范圍。

研究區位于華南加里東褶皺系的東南部（圖 1）。華南褶皺系西北部與揚子地臺相鄰，西部與右江印支褶皺帶和欽州華力西褶皺帶相接，其范圍包括廣東陸區的全部和南海北部陸架部分。華南褶皺系主體為加里東地槽褶皺系，志留紀末的加里東運動使元古代—早古生代地槽封閉轉化為準地臺，因此又稱為華南準地臺。印支運動使其結束準地臺發展歷史。晚三疊世開始進入大陸邊緣活動帶演化階段，以斷裂、斷塊運動為主，并伴有大規模巖漿侵入和噴發活動。中生代晚期和古近紀，在華南褶皺系南部發生強烈的裂陷作用，形成一些大型的裂陷盆地，如珠江口、北部灣等盆地（郭良田等，2013）。新近紀以來裂陷作用漸趨消失。總之，廣東陸區的全部和南海北部陸架部分大地構造的形成和發展歷經了2 大過程：①自中元古代經古生代至中生代初，活動地槽向相對穩定的地臺轉化并形成統一的新地臺；②晚中生代和古近紀地臺受到裂陷作用的強烈改造，但新近紀以來裂陷作用漸趨消失。

圖1 研究區大地構造位置（據北京中震創業工程科技研究院，2007）1.前震旦紀準地臺；2.加里東褶皺帶；3.華力西褶皺；4.印支褶皺帶；5.強烈轉入印支和燕山造山作用的前震旦系；6.喜山褶皺帶；7.新生代斷陷盆地；8.研究區范圍；Ⅰ揚子地臺；Ⅱ 華南加里東褶皺帶；Ⅲ 欽州華力西褶皺帶；Ⅳ 右江印支褶皺帶；Ⅴ 滇越印支褶皺帶；Ⅵ 越北加里東褶皺帶；Ⅶ 印支—南海地臺；Ⅷ 北部灣新生代盆地；Ⅸ 鶯哥海新生代盆地；Ⅹ 瓊東南新生代盆地；Ⅺ 珠江口新生代盆地Fig.1 Geotectonic location map (According to the 2007 data compiled by Beijing Zhongzhen Pioneering Engineering Technology Research Institute)

根據廣東省區域地質志資料（圖 2）可知，華南褶皺系可以進一步劃分為多個Ⅱ級、Ⅲ級及Ⅳ級構造單元。研究區惠州斷層主要處于粵北、粵東北—粵中拗陷帶（Ⅱ級）內，西以NE 向吳川—四會深斷裂與粵西隆起區（Ⅱ級）為界；東南以NE 向的政和—海豐斷裂帶與粵東隆起區（Ⅱ級）分開；向北與諸廣山隆起區（Ⅱ級）、九連山隆起區相連（Ⅱ級）。粵北、粵東北—粵中坳陷帶可進一步劃分為3 個Ⅲ級構造單元，分別是粵北拗陷、粵中坳陷及永梅—惠陽坳陷。在此基礎上，各自又可進一步劃分為多個Ⅳ級構造單元。

圖2 區域構造單元劃分（據廣東省地質志 1988 年資料改編）Fig.2 Division of regional tectonic units (adapted from Guangdong Geological Journal 1988 data)

與惠州斷層關系較密切的粵北、粵東北—粵中坳陷帶Ⅲ級構造單元有粵中坳陷及永梅—惠陽坳陷，對它們的構造特征分述如下。

（1）粵中拗陷（Ⅲ級）位于廣東中部，北起佛岡，南臨南海，東西兩側為河源斷裂及吳川—四會斷裂所夾持。區內于東莞、增城、市橋、珠海等地局部出露元古界至寒武系褶皺基底，晚古生代至中三疊世時期，大部分地區下坳接受沉積，沉積了厚約7 000 m 的碎屑巖、碳酸鹽巖的含煤建造，沉積中心在花都、龍門一帶。印支運動使古生代地層形成寬展形褶皺并伴有走向斷裂的發育，構造線以NE 至NNE 走向為主，其次是EW 向構造。燕山運動期，拱曲裂陷作用強烈，沉積盆地得到充分的發生發展，斷裂活動強度達到極至，巖漿活動最為強烈。新生代以來，沿廣從斷裂、河源斷裂及珠江三角洲地區，斷陷盆地繼承或新生發展，但仍以拗斷陷沉積為其主要特征。

粵中拗陷再細分3 個Ⅳ級構造單元：①花縣凹褶斷束（Ⅳ級）位于清遠、三水、肇慶、廣州一帶，為晚古生代拗陷帶的一部分，主要有花都復式向斜與高要—清遠復式向斜；②陽春—開平凹褶斷束（Ⅳ級）夾持于吳川—四會斷裂與鶴城—金雞斷裂間，北鄰EW 向噠石斷裂，包括陽春褶斷束、開平褶斷束與其間的水源隆起（天露山隆起），晚古生代褶斷束地段為沉積凹陷，沉積厚度達5 100 m；③增城—臺山隆起束（Ⅳ級）西界為廣從斷裂、鶴山—金雞斷裂，東界為河源斷裂所夾持的斷塊，北至增城地區，南臨南海，是粵中拗陷內的相對隆起區，晚古生代沉積薄，多處褶皺基底暴露于地表。

（2）永梅—惠陽拗陷（Ⅲ級）西以河源斷裂帶為界與粵北及粵中2 個拗陷為鄰，東以政和—海豐斷裂帶為界與粵東隆起相伴，其內以東西佛岡—豐良斷裂帶東段為界進一步劃分為2 個Ⅳ級構造單元，該斷裂帶以北為永梅凹褶斷束（Ⅳ級），遠離區域；以南為紫金—惠陽拗褶斷束（Ⅳ級）。紫金—惠陽拗褶斷束是晚古生代形成的凹陷，沉積了由厚 4 000—5 000 m 的地臺型陸屑建造組成的地臺蓋層構造層，經印支運動形成寬展型褶皺，晚三疊世至早侏羅世強烈凹陷形成厚達6 000—7 000 m 的海相砂頁巖建造，中、新生代巖漿活動強烈，白堊—第三紀紅色斷陷盆地發育，斷裂構造錯綜復雜。

此外，研究區東南部海域處于粵東隆起區（Ⅱ級）。粵東隆起區（Ⅱ級）位于廣東東部，蓮花山斷裂帶和政和—海豐斷裂帶以東，濱海斷裂以西。區內未發現古生代沉積，震旦紀以來可能就是隆起區。在華力西—印支拗褶基礎上，中生代發生大規模斷陷和坳陷。中生代巖漿活動強烈，火山巖和花崗巖大面積分布。在廣東沿岸地帶，新生代還零星分布一些偏基性火山活動。區內斷裂廣泛發育，NE 向最強烈，EW 向、NW 向次之，沿NE 向斷裂帶發生變質作用、混合巖化作用，形成粵東沿海中生代低壓漸進變質帶。

1.2 研究區新構造運動特征

研究區新構造運動表現為新構造升降運動、斷裂活動、地震活動及地熱異常。研究區北部新構造運動總體上以隆升為主，間歇性發生升降運動，局部地震頻繁，老斷層復活。南部新構造時期斷塊差異活動顯著，區域性斷裂新活動較強，中等強度地震活躍。因此，研究區新構造運動呈現由內陸向沿海增強的趨勢。

（1）新構造升降運動。研究區在古近紀受剝蝕均夷之后，總體基本處于抬升的運動過程。在此過程中，由于受到北邊南嶺隆起及南邊珠江口盆地拗陷的影響，整體表現向南掀斜抬升的特點。在珠江三角洲東北部丘陵普遍存在三級夷平面，標高分別為300—450 m、150—200 m、50—100 m。此外，多級河流階地、多層溶洞、古海岸地形跡、第四紀沉積物也反映了研究區的地殼升降特征。也就是說，新構造時期研究區在總體向南掀斜抬升的背景上，普遍發生間歇性升降運動。

（2）新構造斷裂活動。新近紀以來，原有斷裂的復活多具正反向、多期次交替活動的特點。但也有新生的斷裂，雖規模不大，卻具有潛在的強活動性。按走向劃分，新構造期斷裂有NE—NEE、EW 和NW 三組，其中，以NE—NEE 和NW 向為主。受上述3 組活動斷裂的控制，研究區新構造運動表現為斷塊活動。總的來說，大陸地區基本為斷塊隆起；向南靠近海岸地帶有升有降，顯示一定幅度的垂直差異活動。

（3）地震活動。研究區歷史破壞性地震震中集中在河源、海豐、紅海灣一帶，顯示出地震震中分布受斷裂帶控制的特點，如沿河源—邵武斷裂帶、政和（豐順）—海豐斷裂帶、潮州—汕尾斷裂帶分布的破壞性地震。歷史破壞性地震震中集中區也是現代小震集中區，且范圍有所擴大。

（4）地熱異常。研究區內溫泉較多，其空間分布與區域性構造斷裂密切相關，其中，以沿NE 向斷裂分布的最多，如河源—邵武斷裂帶、五華—深圳斷裂帶、豐順—海豐斷裂帶，其次是沿EW 向佛岡—豐良斷裂帶分布的。

2 惠州斷層現今地殼垂直及水平運動速率

2.1 垂直形變速率

中強地震主要發生在現今地殼垂直形變速率下降且速率較大的部位。本文以任鎮寰等（1996）給出的南海北緣陸地現代地殼垂直形變速率資料為主，并參考其他研究結果分析研究區現今垂直形變特征。圖3 為研究區現今地殼垂直形變速率等值線圖。由圖3 可見，研究區內地殼垂直形變速率的總態勢為：東、西2 部分明顯上升，而在 113°—115°E 區域存在一NNE 向下降條帶。NEE 向的形變速率等值線輪廓較清晰，如北緣自福建永春北經漳平至廣東清遠，延至高州北和廣西境內。南緣自廣東湛江經陽江、海豐至福建詔安延入海中。中部中山至深圳北、漳州至莆田也存在NEE 向形變帶。同時，還可見規模相對較小的SN 向和NW 向形變速率等值線分布，這與在該區發育的部分NW 向構造相吻合。

圖3 廣東及鄰區現今垂直形變速率（據任鎮寰等，1996）Fig.3 Current vertical deformation rates in Guangdong and adjacent areas

由此可見，研究區現今垂直形變速率明顯受區域活動構造所控制，現今垂直形變特征明顯受該區大規模的NE 向構造帶所控制，但垂直形變幅度相對較小，無明顯的高速度梯度帶。沿海地區部分NW 向形變帶可能為該區發育的小規模NW 向構造帶與NE 向構造帶相交叉而造成共軛活動的結果。

2.2 水平運動速率

本項工作利用國家重大科學工程——中國地殼運動觀測網絡1999—2004 年施測的GPS 復測資料，解算出廣東地區相對于歐亞板塊在扣除了整體平移后的水平運動速率（張靜華等，2005）。

研究區內GPS 測點相對較少（圖4），從僅有的幾個測點的運動速率結果可見：華南塊體內部存在較一致的SE 向運動，運動速率為6.015 9 mm/a，平均為8.400 0 mm/a。在塊體南部（23.5°N 以南），測點的運動速率較小，平均為7.400 0 mm/a。南海海域永興島GPS 測點的水平運動速率和方向與研究區附近各測點基本一致。

圖4 探測區及其鄰區現今水平運動速率（改編自張靜華等，2005）Fig.4 Current horizontal deformation rate of the detection area and its adjacent area

根據GPS 復測資料計算區域應變狀態的結果顯示：在塊體南部（25°N 以南），主壓應變為NNW—SSE 方向到近N—S 方向，主壓應變率從北向南逐漸增大，海南島的主壓應變率最高。從現有的 GPS 復測資料計算的研究區地殼水平運動狀態為運動方向和大小基本保持一致，內部無明顯的運動速率階躍帶和分區現象，屬整體性運動地塊，塊體內部穩定性較好。從應變分布資料也反映出研究區地塊以連續形變為特征。

3 惠州斷層的危險性評價

利用斷層活動性鑒定與淺層地震構造探測等所反映的區域地震構造環境、深部構造背景、目標區斷層長期滑動習性等定性和定量資料，并配合歷史和現今地震活動性分析、地殼動力學分析，綜合評價未來較長時期內目標斷層的地震危險性，劃分具有發生破壞性地震的斷層段，估計惠州斷層段的潛在地震最大震級以及在未來有限時期內的發震概率。

3.1 惠州斷層活動性分析

根據前期研究結果（圖5），鉆探驗證該剖面揭露基巖上部粘土層厚度穩定，其底界埋深約8 m。底部細砂、中粗砂及卵石層厚度由山前向盆地微傾斜并逐漸增厚，下伏基巖面平整。鉆孔ZK1-3、ZK1-8 和ZK1-6 均鉆遇斷層破碎帶，揭示了斷層的準確位置和上斷點埋深。上盤基巖地層是白堊紀紫紅色砂礫巖，下盤為泥盆紀灰黑色泥灰巖（地層傾角約65°），二者之間即惠州斷層的主斷層。斷層上斷點位于ZK1-3 的位置，與由地震時間剖面解釋的斷層位置基本吻合，上斷點埋深約 22 m，未錯斷第四系。在野外鉆進時，密切關注鄰孔同層位沉積特征、上下層面埋深與高程的微小變化，結果發現均無明顯差異。分層厚度的變化為河流相沉積相變的結果。

圖5 ZK1 鉆孔聯合剖面Fig.5 The joint drilling profile of the ZK1

由圖5 可以看出，鉆孔 ZK1-3、ZK1-8、ZK1-6 分別鉆遇斷層破碎帶，揭示斷層傾向盆地一側，視傾角 40°。破碎帶厚度近 3 m，由斷層角礫巖構成，角礫大小不等，為棱角狀，成分為黑色泥灰巖或紅色砂礫巖（D3/K2），固結。下盤地層為泥盆紀上統天子嶺組泥灰巖，層面傾角約 65°，下盤是白堊系上統湞水組紫紅色砂礫巖，層面產狀平緩。原始地層效應顯示正斷層。剖面所揭示的上覆第四系底界平整無起伏，即第四紀地層沒有受到斷層的切錯或擾動，說明第四紀地層形成以來[經光釋光測年＞（103.7±10.5）ka]，斷層沒有明顯的（傾滑）活動。鉆孔揭示的斷層兩側同層位第四沉積物在相鄰鉆孔之間沒有落差，也沒有發現第四紀地層層序、分層厚度、埋藏深度、沉積結構、沉積構造、物質組成或顏色的差異；也不存在下降盤細粒沉積層增多、增厚，上升盤同層位地層減薄或缺失的現象。可見，斷層在晚第四紀以來是不活動的。

3.2 確定最大震級的構造類比方法

最大震級反映的是斷層的最大發震能力，它是評價斷層活動性的最重要參數之一，也是對斷層進行地震危險性評價的重要基礎。確定斷層最大震級的方法包括構造類比法、歷史和現今地震活動法、經驗關系法等。依對斷層研究程度的不同、資料種類和翔實程度的不同，所采用的方法也有所不同。

依據前期研究結果，目標斷層——惠州斷層的最新活動時間為中更新世，未錯斷地表。因此，此類斷層無法采用斷層活動性參數（如長度、位錯等）與震級間的關系直接確定最大震級。據此，我們擬分別采用構造類比（張鵬等，2019）和經驗關系的方法，綜合確定研究區目標斷層的最大震級。

對于尚未記載到破壞性地震的斷層，其震級上限一般通過對該斷層地震構造特點與區域內或相鄰地區已記載到破壞性地震的斷層進行詳細比較后確定。用于比較的條目很多，包括：新構造活動的程度和方式，活動斷層的時代、規模、強度、方式、分段性，構造應力場，以及深部構造和地球物理場特征等。如2004 年12 月26 日印度尼西亞蘇門答臘MW9.1 地震之后不久，美國地質調查局（USGS）將與其構造條件類同的環太平洋俯沖帶的最大震級均定為MW9.0。7 年以后，2011 年3 月11 日在日本東北仙臺地區的俯沖帶上發生了MW9.0（當時日本地震危險圖中將該地區的最大震級定為MW8.3），這證明了構造類比方法的有效性。

在我國，湯東斷裂新鄉段未發生過破壞性地震，但其構造條件與磁縣斷裂類同，因而將其最大震級定為7.5 級。在有古地震遺跡的地區，其最大震級可以根據已經確定的古地震最大震級來確定。如阿爾金斷裂帶的索爾庫里段，該處古地震造成的地表破裂長度超過200 km，推斷古地震震級可能達到1 級，因此將阿爾金斷裂帶索爾庫里段的最大震級定為8.5 級。內蒙古大青山斷裂帶的土默特右旗段，目前雖未記錄到破壞性地震，但有多次古地震的遺跡，推測1849 年震級為71/2級地震也發生在此處，因此，將該斷裂段的最大震級定為8 級。

本文研究區位于揚子克拉通和華南陸塊的東南部被動大陸邊緣。揚子克拉通和華南陸塊屬于穩定的大陸地區（SCR），地震活動性相對微弱。22 個GPS 觀測站的資料表明，整個華南地塊內部變形微弱，不存在明顯的速率深度梯度帶，僅作為一個整體向NE102°方向運動。

區域地球動力學背景特征的分析表明，惠州斷層所在區域內塊體運動主要受西北側川滇地塊SEE 向推擠的影響，東側又有菲律賓海板塊NW 向擠壓，使得南邊南海擴張終止，這對區域內SEE—NWW 向構造應力場的形成可能存在一定影響，但總體上影響較弱。區域內新構造運動主要以垂直差異性活動為主，沒有明顯的水平運動，區域地震活動一般以MS6.5 左右中強地震為主。

研究區在華南沿海歷史破壞性地震震中分布圖中的位置顯示（圖6），大的區域上地震活動在強度及頻次上總體表現為東部強、西部弱；自東南向西北，地震活動從沿海地區向內陸逐漸減弱。在華南的東部，粵東北、閩西南沿海及臺灣是強震多發區，華南絕大多數7 級以上強震發生在此區；另一個曾發生7 級以上強震的地區是瓊北，但數量比臺灣海峽兩側少得多，只有1605 年海南瓊山71/2級地震。惠州斷層位于華南珠江三角洲附近，距臺灣強震多發區約180 km 以上，惠州斷層的地震活動已不受該臺灣強震多發區的影響。而本文研究區距瓊北更遠，距離大于300 km。

圖6 研究區在華南沿海歷史破壞性地震震中分布圖中的位置紅色方塊為研究區Fig.6 Location of the target area in the regional seismic environment

惠州斷層位于華南沿海內帶地震構造區，與華南沿海外帶地震構造區相比，該區地震活動明顯較弱，新構造運動主要為整體掀斜隆升。按震級分檔華南地震震中分布圖（圖7）顯示，隨震級檔升高，惠州斷層周邊無相應震級地震的空白區逐漸擴大，即隨地震震級升高已往歷史地震震中距研究區有逐漸變遠的趨勢。研究區內記錄到的地震最大震級＜5.0，6 級以上地震均發生在研究區之外；6.5 級以上地震發生在距研究區200 km之外；而最近的7 級以上地震則發生在距研究區290 km 處。綜上所述，研究區惠州斷層的區域范圍對比最大震級應不大于6 級。根據以上特征，將活動性較強的梅隴斷裂梅隴盆地段確定為惠州斷層的發震構造，最大潛在地震震級確定為6.0 級。

3.3 最大震級確定的經驗關系方法

依據惠州斷層的前期研究結果可知，其最新活動時代屬中更新世。研究表明，非全新世活動斷層的一個重要特征是，即使發生中等—中強地震，沿地表斷層跡線也不會發生地震破裂和同震錯動。因此，這類斷層的地震最大強度與斷層的延伸長度、地震時沿地表斷層的位移量無關，但可以由地震強度—地表位移的下限值進行估計。

圖7 華南地區地震震中按震級分檔后的分布（a）5.5 級及以上；（b）6.0 級及以上；（c）6.5 級及以上；（d）7.0 級及以上Fig.7 Epicenter distribution of earthquakes in South China

日本地震學家入倉次郎等（2000）系統總結了全球范圍現代地震矩（M0）與地震時地表斷層同震位移D 間的經驗關系。根據這一關系，伴有地表斷層位錯的最小地震矩為M0=3.162×1024dyn·cm。由關系式

可估計出相應的矩震級為 MW＝5.6。對于 4.5 ＜MW＜6.0 地震的研究表明（李瑩甄等，2014），在該震級段時中國大陸面波震級 MS≈ MW。由此可以得到惠州斷層中國大陸最大面波震級 MS=5.6。這一結果表明，在統計意義上，華南地區震級小于 MW5.6 或 MS5.6地震的發生不可能伴有地表斷層的同震錯動。

綜上所述，將全球構造、區域構造、地震活動性等方面類比結果及由入倉—三宅經驗關系方法對惠州斷層所得結果列于表1 。由表1 可見，全球范圍克拉通（SCR）內部構造類比的結果中 最大震級為MS6.6—7.2；斷層活動性構造類比結果最大震級小于MS6.0與區域范圍地震環境構造類比結果最大震級小于MS6.5 基本一致，由入倉—三宅經驗關系所得最大震級最小，為5.6。

表1 由構造類比和經驗關系對惠州斷層最大震級的綜合評價結果Table 1 Comprehensive evaluation results by the structural analogy and empirical relationship for the maximum magnitude of the target fault

顯然，全球范圍克拉通（SCR）內部構造類比的結果最大震級MS6.6—7.2 和區域范圍構造類比的結果最大震級＜MS6.5 均為概率極小的事件。由于克拉通（SCR）內部的地震活動性極低，即使過于保守的最大震級也不會導致地震危險性分析的結果——峰值加速度有較大的增加。因此不應考慮過小的概率和過高最大震級地震事件的危害性。

綜上所述認為，將中更新世的惠州斷層最大震級定為MS6.0 具有一定的保守性和合理性，是適宜的。

3.4 惠州斷層最大震級潛在地震發生概率評估

目前，可用于活動斷層地震危險性評計的概率模型較多，常用的有泊松模型、經驗模型、布朗過程時間模型及時間可預測模型等4 種。由于我國發生的地震具有較強的時空不均一性，因此，使用經驗模型由現代地震外推大地震的年發生率不盡合理。此外，本研究先前專題未給出惠州斷層的發生模式和復發間隔，布朗過程時間模型及時間可預測模型（通常為對數正態分布）在此無法應用。因此，只考慮泊松模型

其中，fexp(t)為泊松模型的概率密度函數；λ 為年平均發生率，。

進行活動斷層危險性分析所需的活動性參數包括復發間隔、離逝時間和變異系數等。受資料和研究程度所限，本研究僅采用泊松模型，而該模型僅涉及復發間隔 μ 或年平均發生率 λ 這1 個活動性參數。復發間隔（或重復周期）是指斷層帶上特征地震原地重復發生所需時間。確定斷層帶上大（強）地震原地重復周期有直接和間接2 種方法。直接方法是通過古地震的工作方法識別探槽中的古地震事件，以及通過測量這些古地震事件的年代直接獲取。間接方法則是通過計算同震位移和滑動速率獲得，也可利用地震矩方法獲得。由于前期工作未給出惠州斷層最大震級MS6.0 的復發間隔。因此，本研究根據研究區及鄰區的歷史地震資料得到該復發間隔。

根據區域破壞性中強地震的情況（表2），將研究區MS6.0 左右地震完整記錄的起始時間定為1372 年是適宜的。由此，保守考慮得到研究區最大震級MS6.0 左右地震的復發間隔為647 a（2019—1372 年）。對惠州斷層地震的復發間隔進行評價：假定研究區MS6.0 左右地震的發生符合泊松分布，即惠州斷層MS6.0 左右地震的發生率相同，那么在 90%置信水平下，惠州斷層MS6.0 左右地震的復發間隔為2 351 a。據《中國地震動參數區劃圖》（中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局等，2015），惠州斷層所在的華南沿海地區b=0.87，根據 G—R 關系推斷，惠州斷層MS6.0 左右地震的復發間隔為6 401 a。此處，綜合考慮惠州斷層僅為長度20 km 的小斷裂，對其取與近似走向的獅子洋斷裂斷層相同的MS6.0 左右地震復發間隔的評價結果2 351 a。

表2 區域破壞性中強地震Table 2 List of regional destructive moderate and strong earthquakes

綜合所述，本文給出的概率為條件概率，條件概率的定義為

其中，T 為離逝時間；ΔT 為預測時段；對于任何概率模型都有F(0)=1 和F(∞)=0。對于泊松模型，P=1-e-λt。由泊松模型及對惠州斷層MS6.0 左右地震復發間隔的評價結果（2 351 a），計算得到惠州斷層未來不同時段的最大潛在地震的發生概率（圖8）。

圖8 惠州斷層地震危險性評價結果Fig.8 Earthquake hazard evaluation diagram of the Huizhou fault

4 結論

（1）總體上惠州斷層北部新構造運動以隆升為主，間歇性發生升降運動，局部地震頻繁，老斷層復活。研究區南部新構造時期斷塊差異活動顯著，區域性斷裂新活動較強，中等強度地震活躍。

（2）惠州斷層現今垂直形變明顯受區域活動構造控制，垂直形變幅度相對較小，無明顯的高速度梯度帶；地殼水平運動速率較小，平均為7.4 mm/a，與華南地塊運動方向和大小基本一致，內部無明顯的運動速率階躍帶和分區現象，屬整體性運動地塊，塊體內部穩定性較好。

（3）對惠州斷層運用構造類比和經驗關系的方法，最后綜合確定研究區惠州斷層的最大震級MS=6.0，復發間隔為2 351 a。本文將斷層活動時代、斷層控震能力以及通過構造類比法與地震震級的統計關系的研究成果多種方法相結合，提出定性與定量相結合判定惠州斷層的最大震級和復發間隔。研究結果對惠州市及鄰地中長期地震預報和潛在震源區判定，以及惠州市城區地震小區劃、震害預測和斷層危害性評價等具有一定的理論、實際意義。

感謝廣東省工程防震研究院盧幫華研究員、中煤科工集團西安研究院有限公司李林元高級工程師提供技術指導。