0 引言

四川盆地位于28°N~32°N，103°E~108°E是我国大型内陆盆地之一，包括四川省东南部和重庆市的大部分地区，位于青藏高原东缘、扬子板块西北缘，秦岭构造带以南、松潘—甘孜褶皱带以东，东南部与川东高陡构造带—华南构造带毗邻(丁道桂等，2007；喻颐等，2013；李洪奎等，2019)。四川盆地西部与龙门山构造带及地壳运动强烈的青藏高原相接，因此边缘地震活动频繁、震级大，曾发生2008年5月12日汶川8.0级和2013年4月20日芦山7.0级地震；四川盆地内部处于地震活动强度相对偏弱的华南地块，属于历史少震区(张培震等，2003；叶玥豪，2018；易桂喜等，2020；呼楠等，2024)。

四川盆地经历了加里东运动、印支运动、燕山运动等多次构造运动的改造，后续又经过喜马拉雅运动全面抬升形成如今的复合盆山体系(邓宾，2013；邹玉涛等，2015；李欣蔚，2023)。深度上四川盆地分为上部海陆相沉积盖层和下部前震旦系结晶基底两个部分，华蓥山断裂和龙泉山断裂大致将盆地分为了三个区域，分别为华蓥山断裂带以东的川东南斜坡高陡构造区、龙泉山以西的川西坳陷低陡构造区以及介于华蓥山和龙泉山断裂带之间的川中低缓隆起区，盖层为比较稳定的海陆相沉积构造(吕宝凤等，2005；谷志东等，2012；何登发等，2019；雷兴林等，2020；Hu et al，2022；高令宇，2024)。

四川盆地整体处于周缘活动、内部稳定的状态，盆地内部1970—2015年46年间仅发生过4次5级及以上中强地震。实际上，四川盆地内小地震也是自2015年开始活跃(Lei et al，2019；Meng et al，2019；解孟雨等，2021)，近10年来四川盆地内部中强震频发，12次5级以上地震在盆地内部呈现明显的空间不均匀特征，多数丛集发生在四川省东南部地区(下文简称川东南)，其中8次发生在2019年，2019年6月17日长宁6.0级和2021年9月16日泸县6.0级地震更是突破四川盆地内有记录以来的震级上限(图 1，何登发等，2019；左可桢等，2021；何鑫俊等，2023；Lu et al，2021)。

针对四川盆地地震活动的时空分布特征，本文基于中国地震台网全国统一目录^①分析了四川盆地内部1970年1月—2024年12月的地震活动特征，时间上地震活动可以分为两个阶段，分别为1970—2014年和2015—2024年，根据地震丛集分布情况大致分为7个区域：①威远资中、②宜宾叙州、③宜宾翠屏、④长宁筠连珙县兴文、⑤隆昌、⑥荣昌泸县、⑦重庆江北。

① http://data.earthquake.cn

研究进一步利用震级序号法、最优拟合度(GFT)和最大曲率(MAXC)的混合方法研究了7个区域的最小完备震级和地震活动频次特点，其中①威远资中区域和④长宁筠连珙县兴文区域的地震活动水平出现了明显变化，在整个研究区地震活动水平变化中占主导作用，本文重点聚焦分析这两个区域的地震活动和b值随时间的演化特征。

四川盆地西部与巴颜喀拉块体和川滇块体相接处分布着龙门山和安宁河—则木河等断裂带，其中龙门山断裂带上发生过如汶川8.0级和芦山7.0级地震等大震，安宁河—则木河断裂带上发生过多次7级以上地震，如1536年西昌7.5级地震。盆地边缘属于长时间高地震活动性，而盆地内部属于历史弱震区，主要的断裂带为龙泉山和华蓥山断裂，近年来中强震除发生在华蓥山断裂上的泸县6.0级地震以外，均未发生在这两个断裂带上。盆地内部存在注水采盐、页岩气开采等工业活动，其中页岩气开采对盆地内地震活动影响较大，分区域对地震活动进行分析方便讨论其与工业活动之间的空间相关性，也有利于分析页岩开采作业与盆地内地震活动之间的关系，为该区域页岩气合理安全开采提供一定参考。

1 地震活动空间分布特征 1.1 历史地震分布特征

基于地震目录的完备性，本次研究统计了四川盆地及周边780B.C.—1969年期间6级及以上和1970—2024年5级以上的历史地震。780B.C.—1969年6级及以上地震仅发生在盆地周边的断裂带上，盆地内部未记录到6级以上地震；1970—2024年盆地周边断裂带上地震活动依旧活跃，盆地内部出现了5级以上地震，共发生16次，其中12次发生在近十年，2010年之前仅发生4次，分别为1989年11月20日重庆江北5.3级、1996年2月28日四川富顺5.4级、1997年8月13日重庆荣昌5.2级和2010年1月31日四川遂宁5.0级地震。

2015—2024年间盆地内部发生的12次5级地震大部分集中发生在2019年，分别为2017年11月23日重庆武隆5.0级、2018年12月16日四川兴文5.7级、2019年1月3日四川珙县5.3级、6月17四川长宁6.0级、6月17日四川珙县5.1级、6月18日四川长宁5.3级、6月22日四川珙县5.4级、7月4日四川珙县5.6级、9月8日四川威远5.4级和12月18日四川资中5.2级、2021年9月16日四川泸县6.0级和2022年4月6日四川兴文5.1级地震(Long et al，2020；易桂喜等，2021；Lu et al，2021)(图 2，表 1)。

四川盆地周边断裂带上的地震活动自有记录以来一直较为活跃，盆地内属于历史少震区，近10年来5级及以上的中强震异常频发，且在空间分布上不均匀，除了较为分散分布的1989年11月20日重庆江北5.3级、2010年1月31日四川遂宁5.0级和2017年11月23日重庆武隆5.0级地震，其余5级及以上地震均分布在川东南地区，且地震的丛集分布现象明显，因此后续分析地震活动性时主要关注盆地内部，特别是川东南区域，不考虑盆地边缘区域。

1.2 1970年以来分区特征

四川盆地内部3级以上的地震活动多数围绕中强震丛集分布，主要分布在川东南地区，根据地震活动的丛集分布情况，将四川盆地内部地震活动大致分为7个区域，分区过程中主要考虑地震活动数量、丛集位置和中强地震震级等因素(图 3)：

① 号区域为威远资中区域，该区域1970—2024年共发生M_S5.0 ~5.9地震2次，分别为2019年威远5.4级和资中5.2级地震。

② 号区域为宜宾叙州区域，该区域发生过1次M_S5.0 ~5.9地震，为1996年富顺5.4级地震。

③ 号区域为宜宾翠屏区域，最大地震为1975年长宁4.7级地震。

④ 号区域为长宁筠连珙县兴文区域，该区域3级及以上地震活动约300次，几乎占整个研究区地震的一半以上，包括M_S5.0 ~5.9地震7次，最大为2019年长宁6.0级地震。

⑤ 号区域为隆昌区域，最大地震为1985年大安4.8级地震。

⑥ 号区域为荣昌泸县区域，7个区域中仅该区域的地震活动丛集分布在断裂带附近，发生过M_S5.0 ~5.9地震和6.0级地震各1次，分别为1997年重庆荣昌5.2级和2021年四川泸县6.0级地震。

⑦ 号区域为重庆江北区域，发生过1989年重庆江北5.3级地震。

7个区域中，宜宾翠屏区域和隆昌区域未发生过5级及以上的中强震，宜宾叙州区域和重庆江北区域均仅发生过5级及以上中强震1次，且都发生在2000年之前，威远资中区域和荣昌泸县区域5级及以上地震各2次，而长宁筠连珙县兴文区域发生5级及以上中强震7次，除荣昌泸县区域的5级地震，其余5级以上地震均发生在近10年内。

2 地震活动时间演化特征 2.1 分区地震活动特征

利用震级-序号法分析了四川盆地内部及7个小区域的最小完备震级(M_C)，从而分析小震记录的完备情况，该方法按地震发生先后顺序对地震排序，由对应的序号和震级的分布讨论地震完整性变化，分析中使用地震序号而不是地震发生时间的优势在于，一方面避免了大量余震或震群等丛集事件短期内较为密集，按时间统计难于分析地震监测能力的短期变化，另一方面，由于地震监测能力在短期内的变化常常具有分段和不连续性，使用地震序号分析有可能给出地震记录信噪比和人为因素引起的监测能力变化(Ogata et al，1991；刘月等，2016；梁坤等，2023)。

图 4给出了利用震级-序号法计算的盆地内部整体和7个研究区最小完备震级的演化图像，其中四川盆地内部整体最小完备震级在M_L1.0~2.0之间波动，表明该区域M_L2.0以上的地震活动比较完备。威远资中区域小震记录完备性在2015年有所改善，其中2019年相对最完备；宜宾叙州区域小震记录的完备性自2002年开始有所改善，但小震的完备性依旧不高；宜宾翠屏区的最小完备震级在2011年有所下降；长宁筠连珙县兴文区域的最小完备震级大致从2010年开始明显降低，该区域小震记录的完备性相比其他区域较高；隆昌区域小震的完备性自1970年来至今维持在同一水平；荣昌泸县区域小震记录的完备性在2010年得到明显改善；重庆江北区在2008年之后地震目录完备性有所改善。为增加震级-序号法得到结果的可靠性，将其与拟合度检测法(Goodness-of-Fit Test，GFT)和最大曲率法(Maximum Curvature，MAXC)给出的结果进行对比分析，MAXC方法和GFT方法计算较为简单快捷，是常用的M_C值估算方法，可以看出三种方法给出的结果类似。

考虑到台站数量及位置分布不均匀性，每个区域地震目录完备性存在差异，在分析不同区域地震活动时间演化特征时参考最小完备震级设置了不同的震级下限。进一步采用拟合度检测法(Goodness-of-Fit Test，GFT)和最大曲率法(Maximum Curvature，MAXC)的混合方法(Wiemer，2001)计算了盆地内部整体和7个区域1970—2024年具体的最小完备震级，其中MAXC方法通过计算震级-频度曲线第一阶导数的最大值来定义最大曲率点；对于GFT方法，其首先定义了衡量G-R定律与实际数据拟合度的参数R值，然后选择R阈值可以计算出相应的最小完备震级值，不过在使用GFT方法估算最小完备震级时，存在实测的震级-频度关系无法满足阈值的情况，因此在实际应用中常采用GFT方法和MAXC方法的混合方法。根据计算得到的最小完备震级，采用滑动窗长的方法分析四川盆地内和7个小区域最小完备震级及以上地震活动频次随时间的演化，滑动窗长和步长分别取1年和6个月。

研究区内M_L2.0以上的地震活动频次于2015年出现激增，进一步聚焦盆地内各小区域，其中①号威远资中和④号长宁筠连珙县兴文区域最小完备震级以上地震活动频次变化与盆地整体同步，于2015年和2018年出现激增，在近10年地震频次处于较高水平，这期间①号威远资中区域伴随发生了威远5.4级和资中5.2级两次显著地震，④号长宁筠连珙县兴文区域伴随发生8次显著地震，最大为长宁6.0级地震(图 2、图 5)。

② 号宜宾叙州区域在近10年来仅零星发生过几次最小完备震级及以上地震活动，该区地震活动主要集中在1996年富顺5.4级地震前后，即1994—1997年之间；③号宜宾翠屏区域、⑤号隆昌区域和⑥号荣昌泸县区域最小完备震级及以上地震活动在近10年来均仅活跃在2022—2024年之间，这三个区域中，近10年内仅荣昌泸县发生过泸县6.0级显著地震；⑦号重庆江北区域最小完备震级以上地震频次在近10年虽有所上升，但总体上次数不多(图 5)。

不同区域最小完备震级以上的地震活跃时段也不同，宜宾叙州区域最小完备震级以上的地震活动活跃在中强震前后，其余时段较为平静(图 5(c))；宜宾翠屏区域、隆昌区域均与荣昌泸县区域类似，地震活动在近2年最为活跃，考虑这三个区域的空间位置，推测近2年开始活跃的地震活动可能是受2021年泸县6.0级地震的影响(图 5(d)、5(f)、5(g))，而荣昌泸县区域不仅位于华蓥山断裂带附近，还与隆昌区域一样存在注水活动，这些区域的地震活动可能受到多种因素影响(王小龙等，2011；张致伟等，2012；王志伟等，2018)。

7个区域的地震活动时空分布各有特点，但地震活动水平变化大且近10年来地震活动频次一直处于较高状态的仅有威远资中区域和长宁筠连珙县兴文区域(图 5(b)、5(e))，研究区整体地震活动变化情况与这2个区域较为一致，综合整个研究区和7个小区域内地震活动的时空分布情况，推测威远资中和长宁筠连珙县兴文区域内地震活动变化主导了整个研究区地震活动水平变化，有研究表明这2个区域存在盐矿注水和页岩气开采水力压裂活动，因此针对这2个区域进行单独讨论(阮祥等，2008；邹才能等，2016；Meng et al，2019；杜广宝等，2021)。

2.2 威远资中区域特征

威远资中区域的地震活动在2015年出现了明显激增现象，并且在2019—2021年达到峰值(图 6(a))。2015年之前该区域M_L2.0及以上地震活动年均低于10次，2015年之后地震活动年均高达近600次；1970—2024年该区域共发生3级以上地震74次，2015年后63次，2018—2021年49次；对于4级以上地震，2015年之前该区域仅发生过2次4级以上地震，分别为1985年大安4.6级和2008年大安4.3级地震，2015年之后4级以上地震也几乎集中在2018—2021年，2019年还发生了威远5.4级和资中5.2级两次5级地震(图 6(b))。

采用极大似然法对威远资中区域b值随时间的演化进行分析，该方法根据G-R定律给出概率密度函数后再构建似然函数，通过求解似然函数极值得出b值的计算公式，即

$ b=\frac{1}{\ln (10)\left[\overline{M}-\left(M_{\mathrm{C}}-d M / 2\right)\right]} $

(1)

其中，M_C为计算得到的最小完备震级，M为计算地震目录中最小完备震级M_C以上地震的平均震级，dM为震级间隔，N为样本数。

对于窗长和步长的选择，分别计算了该区域2015—2024年平均每年和每个月的地震频次作为滑动窗长和步长，滑动窗长为600个地震，步长为50个地震，为保证b值结果的可靠性，根据中心极限定理给出极大似然法的标准差，给出的示例为N≥50时结果相对稳定(Aki，1965)，同时参考易桂喜等(2013)的参数设置，在本文中每个窗长设定阈值为50个地震，当窗口内最小完备震级以上的地震数目超过50时，计算相应b值。可以发现威远资中区域b值自2015年开始至2020年波动下降，b值低于1.0，随后b值出现一次激增，激增后b值又下降至1.0左右，至2023年中旬b值开始回升。低b值的出现时段与威远5.4级和资中5.2级地震较为一致(陈秋玉，2021；刘成明，2021)(图 6(c))。

威远资中区域包含了威远背斜，该背斜在构造运动期运移聚集了大量油气，加之自贡地下有大量盐矿资源，导致盆地有丰富的采卤采盐和油气开采历史(阮祥等，2008；谢军，2018)。威远资中区域为盆地内油气资源开采的主要区域之一，且该区域于2015年开始系统的水力压裂作业(喻颐等，2013；谢军，2018)。基于威远资中区域地震活动时空分布的特殊性以及与工业活动的高度一致性，考虑这些地震活动可能受到了页岩气开采、水力压裂作业的影响，地震活动产生的具体机制有待进一步研究(Zi et al，2023；Li et al，2024；Zi et al，2025)。

2.3 长宁筠连珙县兴文区域特征

长宁筠连珙县兴文区域地震活动特征与威远资中区域类似，即地震活动水平变化与四川盆地内部研究区的地震活动变化一致，长宁筠连珙县兴文区域3级以上地震活动和5级以上中强震数量占整个研究区的比例超过一半。该区域最小完备震级以上地震活动约从2006年开始活动，于2018年出现激增，地震频次在2019—2021年达到峰值，1970—2018年仅发生3级以上地震活动约108次，而2018—2024年发生3级及以上地震活动高达213次，其中2019—2021年发生156次(图 7(a))。对于5级以上中强地震，该区域2018年之前未发生过5级以上的地震活动，2018年之后共发生8次，2018年和2022年各一次，其余6次均发生在2019年，其中5次为2019年长宁6.0级地震序列的地震(图 7(b))。

对于长宁筠连珙县兴文区域b值随时间的演化，窗长和步长同样分别取该区域2015—2024年平均每年和每个月的地震频次，滑动窗长为2500个地震，步长为200个地震。可以看出长宁筠连珙县兴文区域b值在2015—2018年均低于1.0，在2018年后期轻微上升，后于2019年中旬前后出现明显下降，后续b值在1.0上下波动，于2022年又出现一次明显下降，至2024年该区域b值一直在1.0以下，与2018年之前的b值约在同一水平。如上文所述2019年为长宁筠连珙县兴文区域中强震最频发的年份，这也与该区域b值出现极小值的年份相对应(曾宪伟等，2020；解孟雨等，2021)(图 7(c))。

长宁筠连珙县兴文区域自然资源丰富，是我国重要的盐矿和页岩气开采区，盐矿区位于研究区北部的长宁—双河背斜区域，页岩气区块主要位于研究区南部的建武向斜区域，2014年12月开始大规模的水力压裂作业(Lei et al，2017；Sun et al，2017；Jia et al，2020)。针对这一区域的异常地震活动，阮祥等(2008)利用数字地震波形资料计算Q值、震源机制解以及净注水量等分析了长宁地区的地震活动，认为其具备矿井注水诱发地震活动的某些特征。

Lei等(2019)通过分析地震活动与水力压裂活动的时空相关性、传染型余震序列模型和计算流体超压值，认为兴文5.7级和珙县5.3级地震是由水力压裂造成；左可桢(2021)从震源区的三维速度结构、地震时空迁移特征、地震活动性以及地震震源参数等方面综合分析认为，长宁—双河背斜东南侧地区近年来的地震活动与盐矿注水密切相关，长期的注水活动促进了长宁6.0级地震的发生。

3 讨论和结论

利用中国地震台网目录分析四川盆地及其周边的地震活动，发现四川盆地内部属于历史少震区，但M_L2.0以上的地震活动于2015年开始出现激增，且近十年来盆地内中强震频发。盆地内地震活动的空间分布位置不均匀，因此聚焦盆地内部的地震活动，根据地震活动的丛集分布情况将盆地内部分为了威远资中、宜宾叙州、宜宾翠屏、长宁筠连珙县兴文、隆昌、荣昌泸县和重庆江北7个小区域。进一步利用震级-序号法、GFT方法和MAXC方法的混合方法分别计算了7个区域的最小完备震级随时间的演变及其具体值，再利用窗长1年、步长6个月的滑动窗长法分析了每个区域内最小完备震级以上地震活动频次随时间的演化特点。

四川盆地内地震活动的时空分布不均匀，分区进行讨论发现不同区域地震活动在数量、位置和中强震方面存在不同特征，其中威远资中区域和长宁筠连珙县兴文区域地震活动在近十年内处于活跃状态，且2个区域地震活动变化趋势与整个研究区较为同步，故聚焦两个区域的地震活动性进行进一步研究。

分析地震活动性的过程中，除了分析地震活动的时空分布，地震b值也是分析地震活动性的一个重要参数，b值可以反应地下应力水平的高低，在许多中、强地震发生前会出现下降，所以常用来分析地震序列演化、评估地震危险性，在进一步分析威远资中和长宁筠连珙县兴文区域地震活动性时引入该参数(李全林等，1978；易桂喜等，2008；Rivière et al，2018；解孟雨等，2021)。

综合上述分析，得到了如下结论：

(1) 盆地内最小完备震级M_L2.0以上地震活动在2015—2024年10年间处于活跃状态，地震活动频次和震级均出现增长，对于5级以上中强地震，这10年间共发生12次，包括两次6级地震，突破了盆地内有记录以来的震级上限。

(2) 7个小区域地震活动的时空分布各有特点，但威远资中和长宁筠连珙县兴文区域地震活动水平变化大、地震频次占比高，一定程度上主导了整个四川盆地内部东南区域地震活动的时空分布。

(3) 威远资中和长宁筠连珙县兴文区域最小完备震级以上的地震活动分别从2015年和2018年开始激增，于2019—2021年达到峰值，中强地震多数集中在2019年，与页岩气开采活动具有较高的时空相关性。

(4) 威远资中和长宁筠连珙县兴文区域b值均在2019年出现明显下降，与这2个区域中强震频发的年份存在一定的时空相关性。

致谢: 感谢审稿专家给出的具体细致的修改建议，感谢蒋长胜研究员团队提供的计算最小完备震级的程序，感谢龙锋正高级工程师给予的指导和帮助，在此一并表示感谢。