湛江湾地区位于雷州半岛东北侧, 是华南海岸规模最大、 建港条件最优越的港湾; 同时, 它的开发价值很高, 对振兴粤西经济具有战略性意义。但是, 对它的地震危险性评价分歧较大。《中国历史强震目录》(国家地震局震害防御司编, 1995; 以下简称1995年版《强震目录》)将以前的地震目录中1605年琼山7 $\frac{1}{2}$级地震后0.5a发生的一系列的6级左右的 “ 余震” , 从琼山大地震震中原地修改到雷州半岛东侧廉江、 东海岛一带(顾功叙, 1983; 国家地震局震害防御司, 1995)。一些学者对此有不同意见(谢明富等, 2001); 而任镇寰等(2006)则赞成1995年版《强震目录》所确定的地点, 并分析认为这些 “ 余震” 属于地震迁移活动性质。根据1995年版《强震目录》记载, 在东海岛内发生过2次中强震, 分别是1605年12月15日的6 $\frac{1}{2}$级与1606年2月20日的5 $\frac{1}{2}$级地震。这样, 湛江湾地区成为了6.5级强震构造区(胡聿贤, 2001; 高孟潭, 2015), 而该地区的发震构造亦成为大家十分关注的1个重要问题。然而湛江湾地区的新构造基本都是推测断裂, 地表并无较大规模的断裂构造显示, 这给研究湛江湾地区的发震构造特征带来了困难。于是作者对粤桂琼交界沿海地区布格重力资料进行了系统处理, 并对湛江湾构造区深部断裂系统进行解释、 分析, 结合断裂的活动性以及地震活动对该区的发震构造予以讨论。

从重力资料解释的深部断裂图看, 在湛江湾构造区一带, 发育NEE向(近EW向)、 NW向、 NE向3组断裂带(图2)。其中, NEE向的F₁滨海断裂带(包含分断裂F_1.1、 F_1.2、 F_1.3、 F_1.4)在重力资料图中反映十分明显, 占主导地位, 其横贯粤桂琼交界沿海地区, 规模宏大, 分断裂F_1.2涠洲-湛江断裂与F_1.3北部湾-雷州断裂分别界限在湛江湾构造区的北、 南两侧。F_1.2涠洲-湛江断裂与F_1.3北部湾-雷州断裂在各类重力资料成果图像上, 尤其是在0° 一阶方向导数结果图中(0° 方向着重反映EW向断裂)均有很好的反映。在0° 一阶方向导数等值线图中, F_1.2与F_1.3表现为平直、 紧密的NEE向等值线带(图3a), 在0° 一阶方向导数灰度图中则表现较为明显的、 呈NEE向排列的浓黑条带(图3b)。在着重反映NW向断裂的45° 方向的成果图中, F₁滨海断裂带的信息仍然表现得很强烈, 如在上延5km、 10km的45° 一阶方向导数等值线图中, F_1.2与F_1.3主要表现为使NW向等值线或梯度带呈NEE向同步拐弯(图3c); 在相应的灰度图中, 则表现为使NW向浓黑条带呈EW向拖拽而断头排列(图3d)。与45° 方向的成果图类似, 在着重反映NE向断裂的135° 方向的成果图中, 由于F₁断裂较强, 其信息没有被完全消除, 而是令NE向等值线带或梯度带呈NEE向同步拐弯, NE向黑色条带被拖拽呈EW向而断头排列。此外, 在上延20km以深135° 一阶方向导数等值线图中, 本应是 “ 主角” 的NE向等值线带已很不突出, 反而是NEE向等值线带占据了主导地位(图3e)。在垂向二阶导数图中, F_1.2与F_1.3表现为等值线带或黑色条带呈NEE向串珠状排列(图3f)。对布格重力异常作水平总梯度模处理, 其成果图像对F₁断裂的反映良好(图3g)。由于从重力结构上分析, F_1.1廉江-阳西断裂与F_1.3组成了1个相对完整的NEE向高重力梯度带, F_1.2是它们之间的1个次一级结构。F_1.1与F_1.3在水平总梯度模成果图像中被较完整地显示出全貌, 其等值线总体呈NEE向展布, 局部呈NW向弯曲, F_1.2则体现不明显。对布格重力异常作区域重力异常处理后, F₁断裂反映为稀疏的若干NEE向等值线, 其自东向西一直延伸至雷州半岛东侧南三岛-东海岛一带, 突然急剧近直角拐弯呈NW向, 越过雷州半岛后, 等值线又呈NEE向延伸(图3h)。由此可见, F₁断裂在区域上活动性很强, 即使被NW向等值线(即F₂巴马-灵山-东寨港断裂带)阻截, 越过该NW向位置后仍然能保持其NEE走向继续向W延伸。

图3

Fig. 3

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图3 湛江湾及邻区布格重力异常资料处理成果图像 a 布格重力异常一阶方向导数等值线图(0° ); b 布格重力异常上延10km一阶方向导数灰度图(0° ); c 布格重力异常上延10km一阶方向导数等值线图(45° ); d 布格重力异常上延5km一阶方向导数灰度图(45° ); e 布格重力异常上延30km一阶方向导数等值线图(135° ); f 布格重力异常上延20km垂向二阶导数灰度图; g 布格重力异常上延30km水平总梯度模等值线图; h 区域重力异常等值线图; i 重力异常小波分析四阶细节灰度图; j 布格重力异常上延10km一阶方向导数等值线图(135° )Fig. 3 Bouguer gravity anomaly images of Zhanjiang Bay and surrounding area processed with various kinds of methods.

本区域的NW向断裂F_2.2灵山-东寨港断裂与F_2.3博白-湛江湾断裂分别界限于湛江湾构造区的西东两侧, 区域上归属于红河系F₂巴马-灵山-东寨港断裂带, 它们在各类成果图像中的表现也很明显。在原始布格重力异常图(图2)及其上延2km、 5km等值线图中, 灵山、 铁山港、 雷州、 东寨港等地存在NW向等值线带, 虽然各段间多被NEE向等值线带(即F₁断裂)分隔, 但总体成带性可辨, F_2.2更是重力正负值异常带的明显分界线。在45° 一阶方向导数等值线图中, F_2.2与F_2.3表现为多条平行、 斜列展布的NW向等值线带, 成带性明显(图3c)。在45° 一阶方向导数灰度图中, 则相应地表现为较宽的、 平行斜列的NW向短黑影带(图3d)。在小波分析四阶细节灰度图中, F_2.2与F_2.3表现为浓重的NW向黑影条带, 连续性好, 呈区域性延伸(图3i)。此外, 在区域重力异常图中(图3h), F₂有十分突出的反映, 尤其是在NEE向F_1.2以南, 它占据了1条宽阔的NW向地带, 在该地带抹去了所有NEE向与NE向断裂的痕迹, 使NEE向等值线骤然急剧近直角拐弯呈NW向, 由此可见其在区域上的重要地位。

在湛江湾构造区的中部还发育NE向断裂F_3.2吴川-徐闻断裂, 相比于NEE向断裂和NW向断裂, 它在各类成果图像上的表现则更为微弱。只有135° 一阶方向导数图对其反映较完整, 表现为较为平直的NE向等值线带(图3j), 但深度浅, 到20km以深时, 其信息已很不明显(图3e)。在其他成果图中只有小波分析、 局部重力图等对其有一定程度的反映。

综合所有重力资料处理成果图像, 湛江湾构造区发育的3组断裂带均有较明显的表现, 其中NEE向断裂F₁和NW向断裂F₂的等值线带或浓黑条带十分显著, 重力结构好, 规模大, 切割深度均达30km以上, 而且NEE向断裂F₁具有明显的主导地位; 相比较而言, NE向断裂F₃的表现明显性较差, 切割深度20~30km。

在重力资料处理成果图像中还可以判释断裂间的切割关系。如0° 一阶方向导数灰度图中(图3b), 呈浓黑条带的NEE向断裂F₁由西往东横贯全图幅, 清楚利索地截断NW向、 NE向断裂的延伸。即使在着重反映NW向断裂的45° 一阶方向导数中(图3c), NEE向的F₁使NW向等值线带或梯度带呈NEE向同步拐弯, F_1.3切割了F₂的所有分断裂。类似地, 在上延30km135° 一阶方向导数等值线图中(图3e), NEE向F₁切割了NE向的F₃。在垂向二阶导数灰度图中, 见F₁切割了NE向的F_3.1与NW向的F_2.1、 F_2.3, 却又被F_2.2切割(图3f)。在水平总梯度模等值线图(图3g)、 区域重力异常等值线图(图3h), F₂尤其是F_2.2明显地切割了NEE向的F₁和NE向的F₃。而NE向断裂切割NEE向、 NW向断裂的图像则很少, 只有在上延10km135° 一阶方向导数等值线图等少数图像中, 见F₃在局部段切割了F₁和F₂(图3j)。总体来说, NEE向的F₁滨海断裂带连续性最好, 切割NW向、 NE向断裂频度最高、 力度最强, 深度达30km以上; 其次为NW向断裂, 尤其是F_2.2, 其连续性也很强, 切割NEE向、 NE向断裂的频度也较高; 而NE向断裂连续性不强, 切割NEE向、 NW向断裂频度明显较低, 切割大都限于浅部10~20km内。

据地质资料记载, 湛江湾构造区在大地构造上位于雷琼新生代断陷的北部, 以北是云开隆起向SW的倾伏部分, 其间以遂溪断裂为界(遂溪断裂是F_1.2涠洲-湛江断裂在近地表的反映)(图4)。新生代以来, 遂溪断裂以南至海南岛北部NEE向王五-文教断裂以北的雷琼地区, 由于深部地幔上涌、 隆起, 导致雷琼地区地壳裂陷, 形成NEE-近EW向的大型陆内裂谷带。裂谷内形成古近纪-第四纪的断陷盆地, 沉积了巨厚的碎屑岩系, 特别是在渐新世、 中新世、 上新世、 早更新世、 中更新世、 晚更新世多个时段内, 广泛形成多期次的玄武岩喷发建造。晚更新世以后, 雷琼地区裂谷作用明显减弱, 地幔上涌停止, 地壳活动强度趋于缓和, 以缓慢上升为其主要特征。由于壳幔物质调整, 地壳逐渐增厚, 在重力均衡作用下, 不同块体之间存在差异活动, 发育众多深、 大断裂带, 并以NEE向(近EW向)断裂为构造格局, 形成了NEE向、 NW向、 NE向断裂相互交会和断陷盆地、 断隆山地、 褶曲等相间排列的地质构造背景。其中NEE向、 NW向断裂活动强烈, 前者控制了坳陷区和隆起区的形成和发展, 后者具有明显的新生性, 而NE向断裂的活动则已不甚明显(张虎男等, 1984, 1990; 广东省地质矿产局, 1988; 黄玉昆等, 1989; 刘以宣, 1994; 魏柏林等, 2000; 邹和平, 2002)。

图4

Fig. 4

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	图4 湛江湾地震构造图 f1 遂溪断裂; f2螺岗岭-调顺断裂; f3龙盛境断裂; f4东海岛南侧断裂; f5民安-乌泥塘断裂; f6灯塔-岭北断裂; f7龙水岭-洋青镇断裂; f8霞山-赤泥岭断裂; f9黄村-冷水坑断裂; f10书房仔断裂; f11城月-新安村断裂; f12吴村-吴柏涌断裂; f13雷城-黄坡断裂; f14民安-芷寮断裂; f15脚踏-沙城断裂; f16半坡-龙水岭断裂Fig. 4 The seismic structure map of Zhanjiang Bay.

在雷琼断陷内, 历史上发生过3次破坏性地震。自1970年广东省地震台网建立以来至2017年10月, 雷琼断陷内共记录到地震63次, 其中主要是M_L1.0~3.0的小震, 共计达54次(图4)。由于地震样本不多, 加之湛江湾构造区内的新构造基本上都是推测断裂, 地表均为第四系或海水覆盖, 并无任何较大规模的断裂构造显示, 这给研究湛江湾地区的活动构造特征及发震构造带来困难。目前, 地表以下的隐伏构造主要是由广东省地矿局水文工程地质一大队根据物探、 火山口位置、 遥感分析、 钻孔、 地下岩石厚度变化等资料综合分析推断得出的, 而上文根据重力资料得到的深部断裂与其推测的隐伏断裂的结果相一致, 下文将详细讨论。

利用重力资料研究深部构造问题, 其结果不仅仅反映了地下物质的结构, 还有一个时代问题。任镇寰等(2011, 2016)曾提出 “ 新构造期深大断裂” 的新概念和理论。作者认为断裂构造是在地质历史时期历次构造运动中形成并保留下来的, 每次构造运动, 首先是深部物质运动, 会对前期构造物质进行破坏、 改造, 甚至彻底改变, 但常常也会改造不彻底, 就会在不同地段或同一地段不同深度保留各次活动物质变动的遗迹。同样, 在新构造运动中会有新的各种方式的深部物质运动, 改变老地质时期的物质构造格局, 新的深部物质运动可以形成新的深大断裂, 也可以继承原来的深大断裂或改浅为深的断裂, 这无疑会在重(磁)力场中鲜明地反映出来。这就是重(磁)力解释深部断裂构造格局的物理基础, 而且具有新构造期的时代特征(任镇寰等, 2011, 2016)。雷琼地区新生代以来有过多期次的强烈的火山喷发活动, 火山的大范围激烈喷发代表地壳处于强烈运动时期, 地下物质强烈运动; 当火山喷发平息以后, 地壳运动相应和缓, 地下物质运动则基本稳定, 不会有大的格局变化。湛江湾构造区的火山活动止于晚更新世, 即表明本区重力资料反映的深部物质结构应当是晚更新世火山喷发以后的, 它解释的断裂活动至少也是晚更新世以来的活动特征。

在大区域中, 无论是从雷琼地区重力资料解释的深部断裂系统或是地质发展史及构造特征来看, NEE向断裂占有主导地位, 而NW向断裂也很强, 特别是中、 晚更世以来, NE向断裂则早已减弱而不甚明显了(张虎南等, 1984; 黄玉昆等, 1989)。湛江湾构造区亦未脱离这一大区域的构造活动特征。

NEE向F₁滨海断裂带是湛江湾构造区内乃至南海北缘的控制性活动断裂, 属南海系(梁德华, 1982; 陈恩民等, 1984)。构造区北界的NEE向遂溪断裂(图4f₁)是F₁的分断裂F_1.2涠洲-湛江断裂(图2)在雷州半岛主干段地表浅层的反映, 是雷琼断陷的北界断裂, 断裂以北为隆起区, 以南为沉降区, 同时它也是新生代火山喷发的北缘界限, 具有区域构造分界的意义, 自古近纪以来直至现代都未改变过(图4)。该断裂除了在布格重力异常图及其各类成果图像上有明显的反映外, 航磁异常也比较明显(魏柏林等, 2000; 任镇寰等, 2006)。另外, 莫霍面深度图十分明显地反映出, f₁遂溪断裂(即F_1.2涠洲-湛江断裂)是地壳厚度等值线突转NW走向的北界(图5), 这一特殊位置表明了它的活动性是决不可忽视的。在遂溪断裂主干段延伸地带虽然基本上被第四系覆盖, 但在局部地段仍可见强烈的硅化构造岩。主干断裂以北, 地表显示成束的断裂构造, 组成宽达5~7km的断裂束(图4)。在这些断裂束上, 常见数m至数十m的硅化岩、 角砾岩或压碎岩带, 常被铁、 锰及硅质物胶结。遂溪断裂的活动具有多期性, 强烈活动期在印支-燕山运动阶段, 部分断裂发育在新生代红层中, 沿该断裂带地震不仅呈带状分布, 而且活动水平较高, 1605年湛江南三岛北6.0级地震和1611年电白6.0级地震都发生在该断裂带上(图2)(魏柏林等, 2000)。

图5

Fig. 5

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	图5 粤桂琼交界地区莫霍面深度图Fig. 5 Map of Moho depth in the border region among Guangdong, Guangxi, and Hainan.

湛江湾构造区内另1条重要断裂是NEE向东海岛南侧断裂(图4中f₄), 它是本次重力资料解释的北部湾-雷州断裂(图2中f_1.3)在雷州半岛主干段地表浅层的反映, 其自北部湾向E伸展, 横过雷州半岛至东海岛南侧、 硇洲岛北侧入南海, 是湛江湾构造区的南界断裂, 也是布格重力异常NEE向梯度带在雷州半岛一带的南边界(图2)。如前文所述, 该断裂在重力资料各类成果图像中都有很好的反映, 上延30、 40km尤佳。据前人研究, 该断裂在早古近纪-新近纪时就已具雏形, 控制了东海岛南侧古近系的发育, 到晚古近-新近纪已发展成为横跨雷州半岛伸向北部湾的1条规模较大的断裂, 向E延入南海并具有右旋特征, 使NE向新近系底板和与之相随的断裂向W发生拖曳(黄玉昆等, 1989)。到早更新世该断裂继续控制沉积的发育, 使东海岛成为了沉积中心, 下更新统(湛江组)在东海岛一带厚度最大, 达254m, 另外下更新统等厚线在东海岛南侧继承了古近系和新近系的特征, 呈NEE向展布。此时, 断裂南部发生了沉积分异, 出现了NW向沉降带和局部隆起带(张虎南等, 1984; 黄玉昆等, 1989)。因此该断裂在地质资料与重力资料上的反映是相吻合的, 是1条很重要的地震断裂带, 它应该是1605年6 $\frac{1}{2}$级与5$\frac{1}{2}$级地震的震源断裂(任镇寰等, 2006), 在该断裂东部吴川近海一带还发生过5$\frac{1}{2}$级地震(国家地震局震害防御司, 1995)。

湛江湾构造区中部还发育NEE向f₂螺岗岭-调顺断裂和f₃龙盛境断裂, 它们应该是分别归属于F_1.2和F_1.3的次一级断裂。沿f₂螺岗岭-调顺断裂自西向东发育一系列第四纪火山口, 而f₃龙盛境断裂通过地带有1段位于南三岛与东海岛间的深槽航运通道。张乔民等(1985)认为, 这些深槽之所以能维持, 与湛江组顶板的1层铁盘黏土层和北海组底盘的1层铁质胶结砾石层的抗蚀能力强有关。罗章仁等(1992)则认为与港内潮差大、 潮量大, 有利于冲刷有关。而本文认为, 应该与上述f₂、 f₃ 2条断裂的活动形成相关地貌格局并维持固有通道有一定的关系。遂溪河下游谷地形成湛江溺谷湾这一地貌格局在冰后期海平面上升前就已形成(罗章仁等, 1992), 在多数情况下, 正在活动的内力作用不是外力作用能长久抵御和可比拟的。

湛江湾构造区内另1组规模巨大、 活动性比较强的断裂是NW向断裂(f₅-f₁₀), 它们在区内分布密集, 自NW向SE纵贯全区(图4)。它们分别属于本次重力资料解释的F_2.2灵山-东寨港断裂与F_2.3博白-湛江湾断裂的次一级断裂, 由于比例尺关系, 在图上很难准确区分归属, 大体以赤坎-霞山为界, 西边f₅-f₈归属于F_2.2灵山-东寨港断裂, 东边f₉-f₁₀归属于F_2.3博白-湛江湾断裂。其中, f₇龙水岭-洋青镇断裂在布格重力异常45° 一阶方向导数等值线图中呈明显的串珠状梯度带(图3c), 它应是F_2.2主干断裂近地表的反映; 而f₉、 f₁₀在布格重力异常图上沿带有明显的NW向等值线带且一直往NW, 跨越遂溪断裂后仍有显示, 它们应是F_2.3 EW边界的分断裂。断裂f₅-f₁₀都位于f₁(F_1.2)以南的NW向地壳斜坡带内, 其中f₁₀可能是斜坡带的东界(图5), 地壳突然在方向、 厚度上发生变化的构造部位, 是1个特殊的构造部位, 从下、 中更新统等厚线的差异变化分析(黄玉昆等, 1989), 这个位置的变化时代推测应在中更新世比较合理。另外, 在湛江湾构造区NW向断裂多与火山喷发溢出有关, 火山口常沿断裂带排布, 断裂是火山岩熔喷发的重要通道, 这说明在晚更新世NW断裂尚有强烈的活动。从地震活动分析, 构造区北部广西灵山1936年发生过6¾ 级地震, 广东廉江1605年发生过6$\frac{1}{2}$和6级地震, 区内发生过1605年6$\frac{1}{2}$级地震和1606年5$\frac{1}{2}$级地震, 其南部琼山1605年发生过7$\frac{1}{2}$级大震(图2), 这一系列地震的发生都与NW向断裂活动有密切关系, 而且任镇寰(2006)等认为, NW向断裂是造成1605年琼山7$\frac{1}{2}$级地震后M_S≥ 6地震迁移的构造条件。

湛江湾构造区内NE向断裂形成时代较早, 但活动性明显不如前2组断裂。区内NE向断裂较多(f₁₁-f₁₆), 是F_3.2吴川-徐闻断裂在地表浅层的反映。它们的活动性在地质上表现不太明显, 但通过重力资料解释, 它也存在局部切割NEE向、 NW向断裂的现象, 应在局部段有一定程度的活动性。湛江湾海底中的一些NE向支汊深槽以及鉴江下游NE向河道或许与它们的活动有关系(张乔民等, 1985)。

另外, 从近地表的一些小规模断裂亦可略见上述3组断裂的活动性差异。虽然NEE向断裂和NW向断裂是基底断裂, 但由于其在新构造期活动强烈, 以至在第四系中常可发现这2组方向的小断裂, 尤以NEE向(近EW向)的多见(黄玉昆等, 1989)。另外近年来, 随着地震地质学者工作的深入, 在湛江湾构造区也陆续发现第四纪断裂, 这些断裂基本上发育在下更新统湛江组内, 走向均为NEE向或NW向, 尚未发现NE向断裂(表1)。

表1

Table1

表1(Table1)

表1 湛江湾构造区内第四纪断层基本信息表 Table1 Basic information of Quaternary faults in the Zhanjiang Bay area 序号 断裂产状 所在地层 发现地点 分组 来源 1 85° /NW∠75° 中更新统 遂西城东南 NEE ② 2 290° ~295° /NE∠70° ~80° 下更新统 东海岛坑里以西约1.5km地段 NEE ③ 3 290° /NE∠55° 下更新统 文宝地税局西侧 NEE ③ 4 290° /NE∠80° 中更新统 湛江大道向阳制药厂西南侧 NEE ③ 5 288° /NE∠55° 下更新统 湛江平岭农场东北2~3km NEE ① 6 330° /SW∠65° 下更新统 湛江市沙湾 NW ② 7 310° /NE∠55° 下更新统 东海岛坑里以西约1.5km地段 NW ③ 8 330° /NE∠60° 下更新统 湛江平岭农场东北2~3km NW ① 9 324° /SW∠54° 下更新统 湛江霞山绿塘村北 NW ① 注 ①广东省地矿局水文工程地质一大队; ②任镇寰; ③吴业彪。

表1 湛江湾构造区内第四纪断层基本信息表 Table1 Basic information of Quaternary faults in the Zhanjiang Bay area

从重力资料及其处理成果图像可明显看出, 湛江湾构造区发育的3组断裂带中NEE向断裂F₁和NW向断裂F₂具有明显的解释特征, 重力异常等值线或梯度带明显, 浓黑条带显著, 同步拐弯突出, 重力结构好, 规模大, 切割深度达30km以上, 尤其是NEE向断裂F₁具有明显的主导地位与方向优势, 发育带宽, 延伸连续性好; 相比较而言, NE向断裂F₃的表现明显性较差, 切割深度较浅, 为20~30km。这些重力资料特征体现了3组断裂带活动性的差异, NEE向断裂F₁的活动性应是最强烈的, 其次为NW向断裂, 其活动性也很强, 而NE向断裂的活动性就明显较弱。另外, 在断裂构造格局中, 从断裂间的切割关系亦可分析出断裂的新老次序和活动性差异。从重力资料解释看, 湛江湾构造区发育的3组断裂带中, NEE向F₁滨海断裂带是区域控制性断裂, 切割NW向和NE向断裂的频次高, 力度大; NW向断裂F₂虽然规模也大, 活动性也强, 但仍受F₁断裂的控制, 被F₁断裂截断者居多; NE向断裂截切NEE向、 NW向断裂仅限于局部段, 频次低, 大都限于浅部10~20km内。湛江湾构造区就位于F₁与F₂ 2个巨型断裂系内1个范围不大的交会区间, 而规模亦不小的NE向F_3.2断裂斜贯中部, 3组断裂的切割深度又较大, 因此湛江湾地区完全具备发生6.5级地震的先决条件。

前文重力资料的表现及解释结果是符合地质构造特征的。从地质发展史看, 雷琼地区断裂构造主要由NEE向、 NW向和NE向3组断裂组成。在新构造期, NEE向断裂控制了雷琼断陷及其沉积的发育, 直到中更新世才出现比较突出的NW向断裂分异活动, 而NE向断裂在古近纪对雷琼断陷的作用较大, 但到了新近纪时其控制性活动几乎在全区域被NEE向断裂取代, 随着地质时代进展, 其活动性锐减, 愈来愈不明显(张虎男等, 1984; 黄玉昆等, 1989)。因此, 中、 晚更新世以后, 雷琼地区的断裂构造中, NEE向断裂起控制性作用, 活动性强, NW向断裂具有明显的新生性, 活动性不可小觑, 而NE向断裂的活动性则不甚明显。湛江湾构造区同样具有如此构造活动特征。

正是由于NEE向断裂和NW向断裂活动性强, 湛江湾构造区乃至粤桂琼交界地区的地震活动明显地受到二者的影响。20世纪末, 粤桂琼交界地区地震活跃, 存在2条显著的地震条带, 即NEE向北部湾-阳江地震条带和NW向巴马-湛江地震条带, 2地震条带在湛江湾地区交会, 在空间位置上它们分别与NEE向湛江-阳江断裂(即本文F₁滨海断裂带的分断裂F_1.1)、 NW向巴马-灵山-东寨港断裂带(本文F₂)相一致(任镇寰等, 2000, 2006)。这反映出湛江湾地区以及粤桂琼交界地区的地震活动是由于这2组构造带共轭活动而发生的。另外, 从强震活动来看, 6级以上地震的分布明显受控于NEE向和NW向断裂, 而且NEE向断裂是控震构造。如1605年琼山7 $\frac{1}{2}$级地震(海南岛地区最强的地震)发生在NEE向铺前-光村断裂(本文F₁滨海断裂带在海口一带的分断裂)与NW向东寨港断裂(本文F_2.2灵山-东寨港断裂的南段)的交会区内, 而这2条断裂为发震断裂, 并以前者为主(陈恩民等, 1989)。1969年阳江6.4级地震震中位于重力异常等值线NEE向延伸的斜坡带和NW向局部异常的交会部位, 也就是NEE向平冈断裂(本文F₁滨海断裂带分断裂F_1.1往E延伸段)与NW向洋边海断裂的交会区, 地震等震线长轴为N60° ~70° E(NEE向), 而且余震活动在震后相当长的时期内一直保持NEE向优势分布, 震源机制解所得2组界面为74° 和340° 。因此, 有学者认为NEE向断裂是主要发震断裂, NW向断裂参与了孕震活动(钟贻军等, 2003)。1994年底和1995年初北部湾6.1、 6.2级地震则发生在NEE向北部湾-珠江口外断裂(即本文F_1.4)与NW向临高断裂(本文F₂西边界分断裂)的交会区内。根据地质发展、 重磁场特征、 断裂活动性、 余震分布与震源机制解等多方面研究分析, 任镇寰等(1998)认为其发震构造应是NEE向北部湾-珠江口外断裂, NW向临高断裂亦参与了活动。即使是稍往内陆一些的1936年广西灵山6 ¾ 级地震其发震构造亦具有类似的特征。该地震有2个极震区, 主区长轴NEE向, 另一区长轴NNW向, 分别与NEE向寨圩断裂和NW向高塘-泗洲断裂(本文F_2.2灵山-东寨港断裂的北段)一致, 2断裂在震中区近直角交会, 该地震是因上述2断裂共轭活动而发生的, 而且据低烈度值沿NEE向衰减慢, 说明NEE向断裂应是控制构造(李伟琦, 1992; 任镇寰等, 1996)。这些强震震例的构造特征说明了粤桂琼交界地区6级以上强震构造以NEE向断裂为控震构造, 也是主要发震构造, 其次为NW向断裂, 两者共轭活动。在共轭发震的过程中, 在某些时期某些段亦不排除NW向断裂为主要发震构造。这与任镇寰等(1988)总结的南海北缘地震构造带地震构造标志相一致。另外, 从动力源来分析, 无论是台湾碰撞带推挤菲律宾板块说还是川滇地块推挤华南地块说, 在NW-NWW的挤压作用下, NEE-近EW向与NNW-NW向都是其最大剪切作用的方向。湛江湾构造区的地震构造同样具有上述特征, 区内发震断裂同样是以NEE向(近EW向)断裂为主, NW向断裂为辅, 两者共轭活动, 具备发生6.5级地震的构造条件。

(1)在粤桂琼交界沿海地带, 布格重力异常显示为1条规模宏大的狭长的NEE向高重力梯度带, 虽然在某些段存在NW向和个别NE向的弯曲, 但总体上是平整、 紧密的。湛江湾构造区, 就位于此由陆到洋变换的复杂的高重力梯度带内。

(2)基于布格重力资料, 利用相关软件系统处理得到各类成果图像80多幅, 经过逐图详细分析解释, 最后综合解释编制了湛江湾构造区的深部断裂系统图。湛江湾构造区就位于NEE向滨海断裂带与NW向巴马-灵山-东寨港断裂带2个巨型断裂系内1个范围不大的交会区间, 而规模亦不小的NE向吴川-徐闻断裂斜贯中部。这3组断裂带在重力资料成果图像中都有较明显的表现, 尤其是NEE向断裂和NW向断裂, 其重力异常等值线或梯度带明显, 浓黑条带显著, 重力结构好, 规模大, 切割深度达30km以上。在切割关系上, NEE向断裂是区域控制性断裂, 具有明显的主导地位, 切割NW向和NE向断裂的频次高, 力度大; NW向断裂虽然规模也大, 活动性也强, 但仍受NEE向断裂的控制, 多被其截断; NE向断裂截切NEE向、 NW向断裂仅限于局部段, 频次低, 深度浅。

(3)根据布格重力资料特征及解释结果, 结合地质构造特征可知, 在湛江湾构造区内NEE向断裂起控制性作用, 活动性强, NW向断裂具有新生性, 活动性也强, 而NE向断裂的活动性则不明显。同时通过分析粤桂琼交界沿海地区强震活动的构造特征, 认为该地区以及湛江湾地区6级以上强震以NEE向(近EW向)断裂为控震构造, 发震断裂以NEE向(近EW向)断裂为主, NW向断裂为辅, 两者共轭活动。湛江湾地区具备发生6.5级地震的构造条件。