張永奇丁曉光蘇利娜鄭增記翟宏光1）陜西省地震局，西安 7100682）中國地震局地質(zhì)研究所，北京 100029

渭河斷陷盆地重力場時空變化特征分析?

張永奇1，2)丁曉光1，2)蘇利娜1，2)鄭增記1)翟宏光1)
1）陜西省地震局，西安 710068
2）中國地震局地質(zhì)研究所，北京 100029

近年來我國發(fā)生的幾次主要地震前后，都觀測到了較為顯著的重力變化，祝意青等人根據(jù)重力點值、重力場變化曾給出這些地震中期預測意見。渭河斷陷盆地地理位置特殊，受青藏塊體、鄂爾多斯塊體、華北塊體、揚子塊體的共同作用，盆地內(nèi)活動構造極為發(fā)育，主要以北西向、近東西向、北東向正斷層為主。歷史上曾發(fā)生1556年華縣814級特大地震，近年來地震活動較弱，僅發(fā)生兩次4～5級地震。因此有必要研究渭河盆地重力場變化特征，總結地震前后重力變化規(guī)律，為該地區(qū)中長期地震預測預報提供參考依據(jù)。

（1）方法。選取1992—2014年的關中測網(wǎng)流動重力測量資料，采用中國地震局實用化攻關推廣應用軟件《LGADJ》進行平差，平差基準采用9個重力測點組成的擬穩(wěn)基準，首先依據(jù)祝意青等的方法選擇擬穩(wěn)點，其次對解算參數(shù)進行多次調(diào)整，直到獲得的平差結果精度最高為止，以此獲得29期高精度重力點值。采用Kriging插值方法計算重力場，首先對Kriging進行變異函數(shù)模型選取，根據(jù)擬合點與實測點殘差最小作為標準獲得最優(yōu)變異函數(shù)，以此作為Kriging算法的函數(shù)模型，進而獲得差分和累積重力場變化圖，并結合研究時間區(qū)域內(nèi)1998年1月5日涇陽M4.8地震、2009年11月25日的高陵M4.4地震，分析了地震前后重力點值變化和重力場變化特征，最后結合區(qū)內(nèi)GPS觀測結果進行了對比分析。

（2）結果。在涇陽、高陵地震前，震中附近的測點都出現(xiàn)了重力值上升-下降-上升的變化規(guī)律。分析渭河盆地西部和東部重力點變化情況，發(fā)現(xiàn)盆地西部重力點在地震前均表現(xiàn)為重力值下降，而東部則表現(xiàn)為上升。分析差分及累積重力場變化發(fā)現(xiàn)，涇陽、高陵地震前后重力場變化符合擴容理論，即表現(xiàn)為重力值上升-下降-上升的三階段變化，且兩次地震均發(fā)生在重力正負差異變化高梯度帶零值線附近，差異變化分別達到155×10-8ms-2，80×10-8ms-2，兩次地震都發(fā)生在零值線拐彎處（圖1和圖2）。

圖1　1992—1997年重力場變化（單位：1×10-8ms-2）

圖2 1998—2009重力場變化（單位：1×10-8ms-2）

（3）結論?；?992—2014年關中重力測網(wǎng)資料進行平差計算，對重力點值、重力場進行了分析，結果表明：①相比于自由網(wǎng)平差和經(jīng)典平差，擬穩(wěn)平差解算精度較高，對網(wǎng)形要求較低，受起算基準擾動影響較小，適合測網(wǎng)中沒有絕對重力點平差計算；②涇陽地震、高陵地震前后重力值時序變化表明，震中附近重力點呈現(xiàn)正值變化-負值變化-正值變化規(guī)律，渭河盆地西部大部分重力點在兩次地震前都表現(xiàn)為下降，而盆地東部重力點則表現(xiàn)為上升；③分析差分及累積重力場變化，渭河盆地重力場變化遵循重力值上升-下降-上升的變化過程，符合擴容理論，震中位于重力正負差異變化高梯度帶零值線拐彎處，同時根據(jù)2010—2014年重力場累積變化圖知，在渭河盆地西部的寶雞地區(qū)和東部的蒲城附近出現(xiàn)重力變化高梯度帶，未來地震趨勢值得關注；④對比GPS資料，渭河盆地東部GPS面應變膨脹拉張區(qū)對應重力負值變化區(qū)，渭河盆地中西部GPS面應變壓縮區(qū)對應重力正值變化區(qū)，且GPS最大剪應變區(qū)對應重力變化高梯度帶。

基金項目：?陜西省地震局啟創(chuàng)基金（2013‐06，2015‐14），十二五重大項目“關中大震危險性評價項目”資助。