0 引言

近年来，随着地震活动的频繁发生，对地震预测的研究日益受到关注。地震活动特征与地球物理异常作为地震前兆信息的重要组成部分，已成为中强地震预测研究的重点。地震活动特征方面，王林瑛等(2003)曾对2001年昆仑山口西8.1级地震前的地震活动异常及预测意义进行分析和讨论，发现地震前明显出现大区域的地震活动平静、高b值、高调制等异常同步现象，并且，利用地震频度、缺震和b值等多种地震学参数联合建模能更有效地识别强震前的时空异常(Lu et al，2024a)。赵策等(2020)系统分析了2019年四川长宁6.0级地震及其余震序列的活动特征，发现震前震源区存在明显低b值异常，震后b值经历快速下降、振荡回升过程。Smith(1981)指出，强震发生前b值常出现明显下降，这反映了震源区应力集中与破裂不稳定性的增强，也表明b值的系统性变化是地震前兆的重要信号。刘特培等(2023)针对2018年台湾海峡6.2级地震前的地震活动异常，通过分析震前地震活动、震源机制解、地震视应力和GPS基线资料，发现该区域在震前5年内经历了“拉张—挤压—拉张”的应力场演化过程，并伴有地震活动由弱转强的显著增强。此外，许英才等(2020)基于1970—2019年吴忠—灵武地区的地震活动资料和中强震震例，通过系统分析该区域地震活动性、地震序列特征及其广义前震的时空分布规律，发现该区域中强震前1~2年内常出现2级以上地震集中区和3级以上“信号震”，且多震型、双震型和震群型较为发育。

地球物理异常方面，田晓等(2021)利用1980—2019年跨断层形变资料，系统分析了川滇地区主要活动断裂的运动特征及其与6级以上地震的关联，发现鲜水河、则木河等断裂在震前1~2年内普遍表现出加速、转折等显著异常，为地震预测提供了重要的前兆指标依据。郭雨帆等(2025)通过分析新疆伽师、云南漾濞和四川马尔康3次强震前的电离层扰动特征，发现3次地震前均出现同步的电离层异常，异常时间集中在震前一周，研究认为这些扰动可能源于岩石圈-大气圈-电离层耦合机制中的地球化学通道与电磁通道。2022年11月19日云南红河5.0级地震前的地磁日变化异常特征显示，在震前多个测点出现了地磁加卸载响应比和逐日比异常(樊丽云等，2024)。Lu等(2023、2024b)利用多源遥感资料揭示地震前大气与热异常特征，例如通过对花莲地震和印尼帕卢地震的多层大气温度变化分析发现震前存在异常波动，并基于中国FY-2E卫星数据揭示了西藏地区多次地震相关的热红外异常特征(Lu et al，2016)。针对2024年乌什7.1级地震，宋春燕等(2024)系统梳理了地球物理观测异常特征，发现震前地球物理观测存在洞体应变、地倾斜、基岩温度和地磁等异常。Xu等(2022)则利用墨西哥两次7级以上地震的观测数据，证实了震前跨地表、大气和电离层的多圈层综合异常，为岩石圈-大气圈-电离层耦合机制提供了有力证据。此外，也有学者提出了不同的地球物理前兆信息，如He等(2020)通过汶川地震的观测井资料发现震时地下水温度存在显著响应，表明地下流体的热异常可能作为地震触发效应与前兆的重要指标。

华南地区由于其特殊的地质构造和活跃的地震活动，一直是地震研究的重点区域(吕坚等，2016；汤兰荣等，2005；叶秀薇等，2013；陈大庆等，2020；郭培兰等，2012；廖丽霞等，2020；文翔等，2015)。尤其是5级以上的中强地震，往往伴随明显的地震活动和地球物理异常，这为地震的预测提供了重要线索。当前关于中强地震预测的研究多集中于个别震例的分析，较少有系统性、多震例的综合研究，因此，在一定程度上难以揭示特定区域中强地震发生前的共性异常规律，限制了预测方法的推广与实际应用。基于多学科的综合分析预测是提高预测效能的一条可行途径(周斌，2022)。为弥补这一不足，本文以华南地区为研究对象，系统总结了1970—2023年华南地区典型5级及以上地震前的地震活动特征和地球物理异常，探索其规律性，并提出适用于该地区的地震预测综合策略。通过震例对比与统计归纳，提炼出不同震级中强地震在发生前的异常类型、时空分布规律及其数量特征，以期为区域性地震预测研究提供更具普适性的理论依据与方法支撑。近年来在亚洲地震带(如日本、印度尼西亚等)已有较多关于强震前兆的观测研究(Hayakawa，2018；Skordas et al，2014；Sharma et al，2025)，欧美学者也通过GPS与GNSS观测揭示了大地震的“前兆阶段”，Bletery等(2023)发现强震常以震前数天至数周的缓慢滑移加速过程作为启动，这为短期强震预测提供了新的物理依据，相较于这些大震活跃区，中国东南部(华南地区)中强地震的前兆特征仍缺乏系统性归纳与多震例总结，尤其是在5级及以上地震多发但能量释放有限区域，其震前信号较弱，预测难度更大。本研究通过多震例、长时间序列的指标提取与归纳，总结出的地震活动性和地球物理异常特征规律，对亚洲其他类似构造环境具有一定的参考与借鉴意义。

1 华南地区地震概况

华南地区处于欧亚大陆板块东南隅，同时受到东侧西太平洋板块向西俯冲和西侧印度洋板块北向推挤的夹持作用(袁丽文，2022)。西倚青藏高原，边界为龙门山—小江断裂带，北边界为秦岭—大别造山带；东侧至东南沿海，南侧从云南的红河断裂向东南，经北部湾至海南岛(董继恩等，2022)。借鉴GB18306-2015《中国地震动区划图》^①编图第二任务组提供的方案(阎春恒等，2022)以及《华南地区地震预测指标体系》(周峥嵘等，2021)，华南地区主要包括湖南、江西、福建、广西、广东和海南六省，地震活动区域大致可以分为华南沿海地震带、右江地震带和长江中游地震带。华南地区地震活动较为频繁，且地震多发生于构造带的交会处，尤其是华南沿海地震带，地震频发，历史上几乎所有的6级以上地震都集中在华南沿海地震带；其地震活动主要集中在闽粤赣交界和粤桂琼交界地区，结合地震活动性和地震构造的差异性，以广东阳山—从化—惠阳一线为界，又将华南沿海地震带分为东、西两段(阎春恒等，2022)(图 1)。

① https://www.gb18306.net

上述区域分别对应特定的地震模式，这些模式与区域的地质和构造条件密切相关，反映了地震的分布和产生机制。其中，华南沿海地震带东段主要受到太平洋板块与欧亚板块相互作用的影响，表现为太平洋板块向欧亚板块俯冲，导致沿东海和南海的构造带产生中等强度的地震活动；华南沿海地震带西段则受到复杂的构造作用影响，包括沿海地区的裂解和断层活动，主要由板内运动引起地震活动；右江地震带主要受欧亚板块和印度板块的碰撞影响，伴随有走滑断层活动，从而造成地震活动；地震活动较低的长江中游地震带，由于长江流域的区域性断层活动和复杂的地壳运动，也会发生少量地震。

华南地区1970年1月至2023年6月共发生5级及以上地震32次，其中，华南沿海地震带东段共发生5级及以上地震21次，主要集中在闽粤赣交界和台湾海峡地区，最大地震为1994年9月16日台湾海峡7.3级地震；华南沿海地震带西段共发生5级及以上地震7次，主要集中在粤桂琼交界地区，最大地震为1995年1月10日北部湾6.2级地震；右江地震带共发生5级及以上地震3次，主要集中在桂西地区，最大地震为1982年10月27日富宁5.8级地震；长江中游地震带仅发生一次5级及以上地震，为2005年11月26日九江5.7级地震。

2 华南地区6级左右地震异常特征

本文所选取的地震前兆指标涵盖地震活动性与地球物理异常两大类，主要包括3级地震增强、震群活跃、地震平静/空区、固体潮调制比、4级地震高频、地震窗和地球物理等多项异常。这些指标均来源于前人研究和典型震例的经验总结，具有一定的预测效能，其基本概念和对应震例见 表 1。

综合异常特征主要体现在地震前多个异常特征在时间和空间上表现出显著的变化，且这些异常变化与地震的发生密切相关。通过对1970年1月至2023年5月华南地区全部6级左右地震前的异常特征进行梳理，发现其中8个震例表现出较多的异常特征，这些特征不仅数量上较多，而且异常变化的幅度也较高。研究分华南沿海地震带东部和西部两个区域进行分析。华南沿海地震带东部，即华南沿海地震带东段，包括1987年9月6日台湾海峡5.5级、2018年11月26日台湾海峡6.2级、1987年8月2日江西寻乌5.5级、1994年9月16日台湾海峡7.3级和2005年11月26日江西九江5.7级地震；华南沿海地震带西部主要包括华南沿海地震带西段与右江地震带两个区域，两者共同构成一条由南海陆缘向华南内陆渐进过渡的挤压-走滑-伸展复合构造带，实为同一深部剪切带在外缘与内缘的差异性响应(Huang et al，2019)。该构造体系同时受印度板块持续向北东推挤与西太平洋板块向北西俯冲的双向应力场调控，此外，构造抬升以及盆岭交错格局共同塑造了两个区域普遍存在的高应变积累与孕震条件。鉴于此，将华南沿海地震带西段与右江地震带的典型震例整合开展联合分析，有助于系统揭示南海陆缘—华南内陆过渡带的深部动力学演化及其震前异常耦合规律，从而提升区域中强地震预测的解释力。因此，华南沿海地震带西部包括1994年12月31日北部湾6.1级、1995年1月10日北部湾6.2级和1982年10月27日云南富宁5.8级地震(表 2)。其中，1994年12月31日北部湾6.1级地震和1995年1月10日北部湾6.2级地震算作一次震例。

总体来看，华南地区6级左右地震发生前出现的主要异常包括：3级地震增强、震群活跃、地震平静或空区、固体潮调制比、4级地震高频、地震窗、震群结构异常、多项地球物理异常(至少5项)和台湾海峡7级强震的影响。其中，时间预测较紧迫(半年)需要上述异常指标数量至少出现5项及以上，重点关注的3级地震增强、震群活跃和4级地震高频需要同时出现，并且地球物理异常同时出现至少5项及以上；空间预测可以重点关注地震活动性和地球物理异常集中的区域。

3 华南地区5级左右地震异常特征

华南地区5级左右地震的综合分析基于上文所述的指标体系，即从地震活动性与地球物理异常两大类进行判别选取。然而，由于5级左右地震震级较低、能量积累有限，其震前异常特征通常弱于6级左右地震，表现为指标数量相对较少、异常幅度相对减弱。在已有研究和典型震例中，3级地震增强、震群活跃、广西2级地震活跃、地磁低点位移以及地球物理异常等信号，对5级左右地震的短期预测具有较高效能。

华南地区5级左右地震同样分为华南沿海地震带东部和西部两个区域进行分析，其中，华南沿海地震带东部显著震例包括1982年2月25日江西龙南5.2级、1992年2月18日南日岛5.2级、1995年2月25日晋江海域5.3级、1997年5月31日永安5.2级、2004年9月17日阳江4.8级、2012年2月16日河源4.8级、2013年2月22日河源4.8级和2013年9月4日仙游4.8级地震(表 3)。

通过分析 表 3震例的异常情况，发现华南沿海地震带东部5级左右地震发震前的综合异常数量应至少为4项，比6级左右地震略少；重点关注的异常指标分别为3级地震增强、震群活跃、固体潮调制比和地磁加卸载异常，且这4项异常至少出现2项；地球物理异常主要为流体和形变异常，至少同时出现3项异常，重点关注华安的多项流体异常、漳州伸缩、东孚氟离子和永安地磁。如果以上异常情况都出现，则华南沿海地震带东部半年内有发生5级左右地震的可能。

华南沿海地震带西部显著震例主要包括2013年2月20日平果4.5级、2015年3月30日剑河5.5级、2016年7月31日苍梧5.4级、2019年10月2日沿河4.9级、2019年10月12日北流5.2级、2019年11月25日靖西5.2级和2021年8月4日德保4.8级地震(表 4)。

华南沿海地震带西部5级左右地震发震前的综合异常情况与华南沿海地震带东部5级左右地震异常特征类似，同样重点关注3级地震增强、震群活跃和流体形变异常等特征。通过统计，发现华南沿海地震带西部发生5级左右地震前会同时满足以下几项异常情况：① 表 4中的指标异常数量至少出现4测项；②重点关注的3级地震增强、震群活跃、广西2级地震活跃和地磁低点位移异常至少出现3项；③地球物理异常主要为流体和形变异常，至少出现3项。地震活动性和地球物理异常集中区域即为华南沿海地震带西部5级左右地震可能发生的区域，其中，地震窗对地震发震位置也有一定的指示意义，阳江窗开窗指示发震地点可能为粤桂交界，平果窗开窗指示发震地点可能为右江地震带附近。

4 华南地区重点异常指标分析 4.1 华南地区3级地震增强

华南地区3级地震增强在华南地区中强地震预测指标中应用效果较好。通过统计2011—2023年华南地区(通过多年经验总结，需包含湖北、重庆和贵州部分区域)3级地震的月频次，发现当月频次达到或者超过阈值9次/月时，华南地区在短期内有发生4.7级以上地震的可能(图 2)，其优势发震时间为120天，且通过了R值检验(R=0.38，R₀=0.23，R>R₀)。该指标曾对应6级左右地震两次，分别为2015年贵州剑河5.5级和2018年台湾海峡6.2级地震，其中，台湾海峡地震前的3级地震增强异常出现在2018年10月1日，两个月后的2018年11月26日发生台湾海峡6.2级地震。

同时，该指标曾多次对应华南地区5级左右地震，例如，2016年7月31日苍梧5.4级地震前3.5个月左右出现了3级地震增强异常现象，2019年10月12日北流5.2级地震前1.8个月左右出现了3级地震显著增强异常。此外，华南地区3级地震增强区域对中强地震的发震位置也具有一定的指示意义，2018年7月1日—11月25日的3级地震分布主要集中在华南沿海地震带东部(图 3(a))，2018年11月26日台湾海峡发生6.2级地震；华南地区2019年8月20日—10月11日3级地震分布主要集中在华南沿海地震带西部(图 3(b))，2019年相继发生了10月12日北流5.2级和11月25日靖西5.2级地震。

4.2 华南地区震群活跃

黎明晓等(2025)分析了2010—2023年华南地区2级震群在不同时间窗的频次与中强地震存在一定的对应关系。本研究通过分析，发现华南地区2级震群异常与4.5级及以上地震对应情况也较好(表 5)，其优势发震时间为190天，R=0.39，R₀=0.32，R>R₀，通过了R值检验。异常判定指标采用2级震群90天频次，阈值为4次/90天，结果显示共出现5次异常，异常后续均对应发生了4.5级及以上地震(图 4)，且存在1次异常对应多次地震的情况。对应地震详见 表 5。除第5次异常，其他4次震群异常开始时间和对应地震发震时间的时间间隔最短为1天，最长为6个月，平均时间间隔为79天。

此外，华南2级震群分布集中的区域也是中强地震发震危险区域，例如，2018年6月1日—11月25日华南2级震群集中分布在偏华南沿海地震带东部，2018年11月26日台湾海峡6.2级地震就发生在该区域附近(图 5)。

4.3 地球物理异常集中出现

广西石康井位于北流—合浦断裂带上，其水位曲线在2016年初开始出现明显的破年变异常，直至2016年7月31日发生苍梧5.4级地震后逐渐恢复正常，2019年初至2019年8月期间又出现明显的破年变异常现象，2019年10月12日发生了北流5.2级地震；总之，石康水位在苍梧5.4级和北流5.2级地震前一年内均出现了破年变异常。同理，广东信宜井流量和广西咸田水位在2016年苍梧5.4级和2019年北流5.2级地震前也出现过类似的破年变异常同步现象(图 6、图 7)。因此，该区域中强地震之前一般会出现周边地球物理异常的集中同步情况。

此外，华南地区中强地震前还出现过电磁异常。地磁低点位移为华南沿海地震带西部5级左右地震综合异常指标中的重要一项(表 4)，其采用的资料是地磁垂直分量日变化极小值时间，即低点时间。在一个大区域内，各台站出现低点的时间彼此相对一致，但与另一个大区域内各台站的低点时间存在差异，这两个区域之间突变分界线的低点时间相差2小时以上即为“低点位移”。据中国地震台网中心电磁学科组跟踪资料，2019年11月23日西南地区出现过大范围的低点位移异常(图 8)，认为阈值线附近200km范围内存在发生5级以上地震的可能，2天之后阈值线附近发生了2019年11月25日广西靖西5.2级地震。

4.4 地震前兆异常机制讨论

中强地震发生前的异常现象往往涉及岩石圈内部应力演化与多场耦合过程的响应，是地震孕育发展过程在地表或近地表的表现。本文研究所涉及的主要异常指标包括地震活动增强、震群活跃、地球物理异常等，初步推断其物理机制可归纳如下：

(1) 地震活动增强与震群活跃的异常机制。中强地震前出现区域性小震频次增加或震群活动增强，常被视为震源区应力积累趋于临界的表现。根据断层破裂模型(如Dieterich摩擦不稳定模型)，主震前的小震活动反映了破裂弱化与裂隙扩展的逐步演化过程。此外，如果伴随b值降低、震源机制一致性增强，可能指示局部应力场趋于集中，预示即将发生较强的主震破裂。

(2) 地球物理异常的耦合机制。多项研究指出，强震前岩石圈变形会引发应力-形变-流体-电磁等多场耦合效应，进而在地下水位、气体逸出、电磁场等方面产生异常现象。本文提到的多项流体同步异常应该是震前微裂隙扩展导致地下流体渗流增强、孔隙压力升高，从而引发地下水位异常波动或流体化学成分变化。地磁低点位移等电磁异常应该是应力集中诱导电荷分离或压电效应，通过岩石的导电通道形成电场变化，表现为地磁低点位移和电离层扰动等异常现象。此外，断裂带或震源区周边的形变异常可通过跨断层形变仪、水管倾斜仪等设备监测，其短期急剧变化通常是震前应变集中的反映。

(3) 多指标综合异常的联动特征。通过对华南地区多个中强震例的归纳总结，发现前兆异常往往是多种机制共同驱动的结果，具有一定的协同性。例如，小震增强和震群活跃往往伴随地磁扰动或者地球物理同步异常，说明地下结构变动可能在多个观测维度同步响应，形成可识别的“地震预警窗口”。这种多源数据综合的异常模式为地震预测提供了一定的理论依据。

5 结论

本研究基于1970—2023年华南地区5级以上典型震例，系统分析了震前地震活动特征与地球物理异常规律，提出了一套适用于该区域中强地震预测的多指标组合方法。研究发现，不同震级地震的前兆异常在指标类型、数量及时空分布规律方面存在一定差异，显示了中强地震预测的复杂性与区域依赖性。

首先，地震活动性异常指标，如3级地震增强、震群活跃及4级地震高频在不同震级中具有较高的指示性。其中，3级地震增强和震群活跃为最具通用性的关键指标，对中强地震的优势预测时间为120天至190天，并通过R值显著性检验，具有明确的预测意义；在3级地震增强和震群活跃的基础上，如果再出现4级地震高频异常，则说明华南地区有发生6级左右地震的可能。其次，地球物理异常(流体、形变和电磁异常等)在多个震例中集中同步出现，具有空间聚集性和震中指向性，提示其可用于中短期发震区域的判定。尤其是流体同步异常和“地磁低点位移”异常，揭示了区域台站响应的一致性突变。研究结果显示，预测有效性依赖于多指标的综合满足，对于6级左右地震，需满足5项及以上指标，重点关注的3级地震增强、震群活跃和4级地震高频需同时出现，且地球物理异常同时出现至少5项；而对于5级左右地震，华南沿海地震带东部和西部的指标组合略有不同，但3级地震增强、震群活跃、流体和电磁异常等仍为重点关注指标，至少需要4项异常共同出现，地震活动性和地球物理异常集中区域为中强地震的危险区域，同时，地震窗对地震发震位置也有一定的指示意义。本文总结的华南地区中强地震预测指标特征规律可为该区域的中强地震预测研究提供一定的参考依据。