基于GPS觀測的張渤地震帶垂直形變?

陳聚忠 郭良遷 塔 拉（中國地震局第一監測中心，天津 300180）

基于GPS觀測的張渤地震帶垂直形變?

陳聚忠 郭良遷 塔 拉
（中國地震局第一監測中心，天津 300180）

?基金項目：2015年度老專家科研基金（201503）資助。

研究區位于113.4°～122.2°E，36.5°～41.8°N范圍，該區域北部在地質構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。區域內有北東向延慶—陽原盆地構造帶，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—渤海地震構造帶。由于張渤地震帶曾發生過多次大地震，而成為地震監測研究的重點區域。

研究區內共有27個GPS連續觀測站資料，大多數站點是從2010年開始觀測運行，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軟件計算得到各站點的時間序列單日解數據，通過線性擬合計算得到2013年、2014年和2010—2014年3個時段垂直形變速率。

日本3.11大地震使得東亞地區地殼發生了顯著的東向位移，研究區內GPS連續觀測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，因此在垂直形變計算分析中沒有考慮日本大地震同震位移的影響。

由GPS解算數據繪制了2013年、2014年和2010—2014年3個時段的垂直形變圖（圖略）。2013年垂直形變顯示研究區地殼垂直形變為普遍下降，最大下降速率超過了－45 mm/a，位于天津附近。其中大部分原因可以歸結為抽取地下水因素造成的，但在張渤帶以南地區下降速率均大于北部地區，說明張渤帶對構造活動起到了一定程度的控制作用。

2014年全區仍然以下降為主，其下降態勢與前期相似，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。而研究區西北部下降減緩，由前期－9 mm/a變為－5 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年長時段的垂直形變速率總趨勢表明，石家莊以西太行山區上升，垂直形變運動速率為0～1 mm/a，東部平原地區和北部的燕山地區為下降區，平原區下降速率較大，最大為－30 mm/a，燕山地區的最大下降速率為－20 mm/a。平原區與燕山地區之間的山前地帶為下降速率相對較小的地區，垂直變化速率為－2～－1 mm/a。張渤帶南側下降，北側相對上升，說明張渤帶對垂直形變起了明顯的控制作用。

GPS站點垂直形變運動趨勢表明，燕山地區和平原地區為下降區，燕山山前地帶和太行山地區為上升區，太行山地區和平原地區表現為上升運動，東南部垂直形變以下降運動為主。所形成的垂直形變上升與下降的分區界線與張渤構造帶走向一致，說明張渤帶對現今地殼垂直形變具有明顯的控制作用，且具有一定的活動性。這種垂直形變運動趨勢與新生代時期以來的活動性質基本相同，呈現繼承性運動。而燕山地區近一時段表現為下降，與新生代時期的隆升運動相反，形成反向活動。這種垂直形變趨勢變化表明，張渤帶的構造活動性有增強的跡象，存在發生中強地震的地殼垂直形變背景。