不在传统地震带，广西柳州为何遭遇300年来最强地震？

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5月18日，广西柳州市的居民经历了一个不眠之夜。

5月17日的傍晚和晚间，柳州发生了两场3级以上地震；5月18日凌晨0时21分，一场5.2级地震突然袭来。在经历了几次较小的余震后，当晚21时44分，第二场5.2级地震又接踵而至。截至目前，系列地震已造成2人遇难、5人受伤，多处民房坍塌。

柳州地震现场救援（图片来源：央视新闻）

短短28小时内，柳州发生了5次3级以上地震，其中包含两次5.2级地震。5.2级地震已经属于中强震，且此次震源深度浅，仅有8公里，这导致地震烈度较大，周边多地震感强烈。

在大家的印象中，广西似乎很少发生地震。那么，为什么这次柳州会突然爆发如此密集、且震级不小的地震呢？

“隐藏”的断裂带

首先，从构造位置来看，广西位于华南地块内部，远离全球主要地震带，因此地震的发生频率确实较低。柳州上一次发生5级以上地震还要追溯到清朝康熙三十四年（1695年），震级为5.5级，距今已经超过300多年。

从公元前2300年至公元2000年，中国震级大于4级的地震震中分布。华南地区的地震数明显少于四川、云南等地震高频地区（图片来源：中国地震局地质研究所的）

不过，对于地处广西中北部的柳州而言，地下还隐藏着一条重要的地质构造——河池-宜州-柳城断裂带

这条断裂带是广西一条非常重要的区域性断裂，总体呈向南突出的弧形，大致沿东西方向展布。其踪迹西起南丹，经河池、宜州、柳城，东至鹿寨以西，绵延约300公里。在卫星图像上，可以清晰地看到这条断裂带在地表上留下的“疤痕”。

柳州、河池周边地区卫星地图（图片来源：高德地图）

河池-宜州-柳城断裂带遥感图（图片来源：参考文献[1]）

地质学家将这条长达300公里的断裂带划分为四段：

北段，即最西端的南丹段，其最新活动主要停留在约260万年至77万年前的早更新世，如今的活动性很弱。

西段与中段，即河池段和宜州段，是整条断裂带中最活跃的部分。研究表明，这一段在几十万年前的中更新世中晚期仍有明显活动，被评估为具备发生5.5-6.0级潜在地震的能力。

东段，即柳城-英山段，也就是柳州本次地震发生的地带。该段的活动黄金期在中更新世，而从距今约12.8万年的晚更新世开始，其活动迹象已不明显，本身不具备发生震级≥6.5级、能造成地表破裂的强震能力。

破碎的断裂网络

一个关键问题随之而来：柳州此次短时间内频发地震，是这条区域性大断裂“复活”了吗？

从震中来看，此次柳州5.2级地震的震中位于柳州市柳南区太阳村镇，在空间上稍微偏离了河池-宜州-柳城断裂带。因此，目前分析倾向于认为，虽然不能完全排除地震与这条主干断裂的深部构造存在联系，但更可能的原因是柳州地下的次级断裂网络在活动。

5.2级地震构造图，震中与河池-宜山断裂带稍有偏移（图片来源：中国地震局地质研究所）

柳州地处多个大地构造单元的交接部位，地下如同一个被多组线条切割的棋盘。除了主干断裂，还隐伏着多条不同方向、规模较小的断裂，此次地震就可能与区域内的杨柳断裂、百朋断裂等次级构造相关。此次震中离百朋断裂仅数公里远，余震分布也和百朋断裂走向较为一致，因此推测地震与百朋断裂的关系更为密切。此外，这个区域历史上就多有2级左右的地震发生，是应力容易集中的部位。

2012年11月2日柳州北3.0级地震震区附近构造图，F15为百朋断裂。

此次柳州地震震中位于太阳村镇，图中用黑色方框标注（图片来源：参考文献[2]）

值得注意的是，结合地质构造背景分析，研究预估河池-宜州-柳城断裂带东段的潜在地震最大震级为5.5级，此次地震震级并未超出这一估算范围。这有力地说明，现代地震地质研究对于评估区域地震危险性是具有重要参考价值的。

不同寻常的地震烈度

此次地震还引发了一个极具地域特色的科学问题：为什么仪器测得的震中附近烈度与实际感觉可能存在差异？

地震的震级表示地震释放能量的大小，而烈度表示某个具体地点受地震影响和破坏的程度。对于此次5.2级地震，仪器测得的最高烈度约为4-5度。然而根据实地的灾害情况考察，在震中区的太阳村镇等地，实际的地震烈度可能达到7度。

仪器测量的地震烈度分布图（图片来源：中国地震局）

实地调查的地震烈度图（图片来源：中国地震局）

这一差异的原因，除了监测烈度的强震仪分布密度过低以外，还可能和柳州广泛分布的喀斯特地貌有关。

喀斯特地貌中广泛发育的溶洞、溶蚀裂隙、地下暗河等，构成了一个极其复杂的地下不连续面网络。它们会像透镜或共鸣腔一样，对传播至此的地震波产生局部放大或聚焦效应。其原理可通俗理解为两点：

一是地震波传播速度的变化导致的能量集中。地震波在下方完整坚硬的基岩中传播极快。当它向上传播至岩溶发育区时，突然进入一个由溶洞、破碎带和松散填充物组成的低速介质迷宫，这样其传播速度会显著变慢，导致地震波能量会更集中，振幅会显著增大。

二是松软土层的振动叠加效应。岩溶地区地表常覆盖厚度不均的松散沉积物。地震波中的剪切波在这种软土层中传播时，会产生多次反射和折射，能量不易快速消散，反而像在一个房间里不断回荡、反复叠加，导致地表振动持续时间更长、幅度更大。

此外，由于喀斯特地貌的地下结构不稳定，很容易在地震中发生局部塌陷，从而导致建筑地基失效等问题，放大灾害影响。这也是为什么在石灰岩地区，有时即使是中等震级的地震，也可能在局部造成超出预期的震感和破坏。

柳州部分街道路面出现多处圆形塌陷坑洞（图片来源：央视新闻）

地震评估的挑战

分析指出，此次地震序列，很可能是柳州地下多条次级断裂，在区域构造应力长期积累下，发生的一次集中的应力释放。此次地震是柳州自1695年发生5.3级地震后，331年来最强的一次地震，可以被视为柳州数百年积累的构造应力一次较为充分的能量释放过程。从防灾角度看，柳州的抗震设防烈度为6度，两次5.2级地震导致部分老旧房屋出现灾情，甚至有房屋垮塌。这凸显了提升建筑物抗震能力，尤其是对老旧建筑进行加固改造的重要性。

这次事件也揭示了一个更深层次的科学挑战：对于华南板块内部的地震风险评估，我们掌握的基础数据仍存在缺失。与青藏高原周缘、台湾等地震活跃区相比，华南内陆的地震学研究存在明显差距。这并非源于不重视，而是由该地区的地质与历史特性决定的。

首先是历史记录较为短暂。华南地区较为完整的地震目录约始于明代，时间跨度仅约650年。这与板块内部断裂动辄数千年甚至上万年的复发周期相比，如同白驹过隙。仅仅依据这数百年的记录去外推断裂未来数千年的活动性，如同只观察一个人几分钟的行为，就去断言他的一生，显然是不充分的。

其次是古地震研究几乎一片空白。在板块边界地区，科学家通过开挖探槽，直接研究断裂带上的古地震遗迹，从而获得断层滑动速率、复发间隔等关键定量参数。但华南地区的这类研究极为稀少，绝大多数断裂的长期活动习性仍是谜团。

最后是识别潜在发震断层的困难。华南板块内部断裂的活动速率极低，通常小于每年0.1毫米。如此缓慢的滑动，在地表留下的形变痕迹极其微弱，难以被传统地质调查方法识别。许多断裂带直到发生地震，才通过余震分布和震源机制解的分析而浮出水面。

华南板块内有记录的历史最大地震是1936年广西灵山6.8级地震，这表明在相对稳定的板块内部，同样具备发生地表破裂型地震的能力。因此，未来华南地区的地震危险性评估绝不能简单依赖历史地震目录进行外推，还需要做更系统的评价。

参考文献：

[1]吴教兵，凌铭，李细光，等. 河池-宜州-柳城断裂带活动性分段研究[J]. 华北地震科学，2020, 38（S2）：27-32. doi:10.3969/j.issn.1003−1375.2020.S2.005.

[2]郭培兰,龙政强.2012年11月广西柳州北3级地震序列地震活动特征分析[J].华南地震,2016,36(02):25-31. DOI:10.13512/j.hndz.2016.02.005.

作者：等风（中国科学院大学地球与行星科学学院）