陳聚忠 郭良遷 塔 拉（中國(guó)地震局第一監(jiān)測(cè)中心，天津 300180）

基于GPS觀測(cè)的張渤地震帶垂直形變?

陳聚忠 郭良遷 塔 拉
（中國(guó)地震局第一監(jiān)測(cè)中心，天津 300180）

?基金項(xiàng)目：2015年度老專家科研基金（201503）資助。

研究區(qū)位于113.4°～122.2°E，36.5°～41.8°N范圍，該區(qū)域北部在地質(zhì)構(gòu)造上位于燕山隆起帶，西部是太行山隆起，東南部是冀渤拗陷。區(qū)域內(nèi)有北東向延慶—陽(yáng)原盆地構(gòu)造帶，有東南部—南部的北東向華北平原地震帶和中部北西向展布的張家口—渤海地震構(gòu)造帶。由于張渤地震帶曾發(fā)生過(guò)多次大地震，而成為地震監(jiān)測(cè)研究的重點(diǎn)區(qū)域。

研究區(qū)內(nèi)共有27個(gè)GPS連續(xù)觀測(cè)站資料，大多數(shù)站點(diǎn)是從2010年開(kāi)始觀測(cè)運(yùn)行，至2014年積累了4年多的資料。在全球參考框架ITRF2005下，利用GAMIT/QOCA軟件計(jì)算得到各站點(diǎn)的時(shí)間序列單日解數(shù)據(jù)，通過(guò)線性擬合計(jì)算得到2013年、2014年和2010—2014年3個(gè)時(shí)段垂直形變速率。

日本3.11大地震使得東亞地區(qū)地殼發(fā)生了顯著的東向位移，研究區(qū)內(nèi)GPS連續(xù)觀測(cè)站位移特征是東部位移量大，西部小，平均同震位移為9.35 mm。而南北向和垂直向位移均不明顯，因此在垂直形變計(jì)算分析中沒(méi)有考慮日本大地震同震位移的影響。

由GPS解算數(shù)據(jù)繪制了2013年、2014年和2010—2014年3個(gè)時(shí)段的垂直形變圖（圖略）。2013年垂直形變顯示研究區(qū)地殼垂直形變?yōu)槠毡橄陆?，最大下降速率超過(guò)了－45 mm/a，位于天津附近。其中大部分原因可以歸結(jié)為抽取地下水因素造成的，但在張渤帶以南地區(qū)下降速率均大于北部地區(qū)，說(shuō)明張渤帶對(duì)構(gòu)造活動(dòng)起到了一定程度的控制作用。

2014年全區(qū)仍然以下降為主，其下降態(tài)勢(shì)與前期相似，最大下降速率仍在－45 mm/a以上，位于天津附近。區(qū)域的東南部下降速率較前期有所增加，年速率從幾毫米增加到十幾毫米。而研究區(qū)西北部下降減緩，由前期－9 mm/a變?yōu)椋? mm/a。東北部和西南部的形變速率與前期大致相同。張渤帶對(duì)下降變化仍起著明顯地控制作用，使其南部下降快，北部下降慢。

2010—2014年長(zhǎng)時(shí)段的垂直形變速率總趨勢(shì)表明，石家莊以西太行山區(qū)上升，垂直形變運(yùn)動(dòng)速率為0～1 mm/a，東部平原地區(qū)和北部的燕山地區(qū)為下降區(qū)，平原區(qū)下降速率較大，最大為－30 mm/a，燕山地區(qū)的最大下降速率為－20 mm/a。平原區(qū)與燕山地區(qū)之間的山前地帶為下降速率相對(duì)較小的地區(qū)，垂直變化速率為－2～－1 mm/a。張渤帶南側(cè)下降，北側(cè)相對(duì)上升，說(shuō)明張渤帶對(duì)垂直形變起了明顯的控制作用。

GPS站點(diǎn)垂直形變運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)表明，燕山地區(qū)和平原地區(qū)為下降區(qū)，燕山山前地帶和太行山地區(qū)為上升區(qū)，太行山地區(qū)和平原地區(qū)表現(xiàn)為上升運(yùn)動(dòng)，東南部垂直形變以下降運(yùn)動(dòng)為主。所形成的垂直形變上升與下降的分區(qū)界線與張渤構(gòu)造帶走向一致，說(shuō)明張渤帶對(duì)現(xiàn)今地殼垂直形變具有明顯的控制作用，且具有一定的活動(dòng)性。這種垂直形變運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)與新生代時(shí)期以來(lái)的活動(dòng)性質(zhì)基本相同，呈現(xiàn)繼承性運(yùn)動(dòng)。而燕山地區(qū)近一時(shí)段表現(xiàn)為下降，與新生代時(shí)期的隆升運(yùn)動(dòng)相反，形成反向活動(dòng)。這種垂直形變趨勢(shì)變化表明，張渤帶的構(gòu)造活動(dòng)性有增強(qiáng)的跡象，存在發(fā)生中強(qiáng)地震的地殼垂直形變背景。