基于GPS观测的张渤地震带垂直形变∗

陈聚忠 郭良迁 塔 拉（中国地震局第一监测中心，天津 300180）

基于GPS观测的张渤地震带垂直形变∗

陈聚忠 郭良迁 塔 拉
（中国地震局第一监测中心，天津 300180）

∗基金项目：2015年度老专家科研基金（201503）资助。

研究区位于113.4°～122.2°E，36.5°～41.8°N范围，该区域北部在地质构造上位于燕山隆起带，西部是太行山隆起，东南部是冀渤拗陷。区域内有北东向延庆—阳原盆地构造带，有东南部—南部的北东向华北平原地震带和中部北西向展布的张家口—渤海地震构造带。由于张渤地震带曾发生过多次大地震，而成为地震监测研究的重点区域。

研究区内共有27个GPS连续观测站资料，大多数站点是从2010年开始观测运行，至2014年积累了4年多的资料。在全球参考框架ITRF2005下，利用GAMIT/QOCA软件计算得到各站点的时间序列单日解数据，通过线性拟合计算得到2013年、2014年和2010—2014年3个时段垂直形变速率。

日本3.11大地震使得东亚地区地壳发生了显著的东向位移，研究区内GPS连续观测站位移特征是东部位移量大，西部小，平均同震位移为9.35 mm。而南北向和垂直向位移均不明显，因此在垂直形变计算分析中没有考虑日本大地震同震位移的影响。

由GPS解算数据绘制了2013年、2014年和2010—2014年3个时段的垂直形变图（图略）。2013年垂直形变显示研究区地壳垂直形变为普遍下降，最大下降速率超过了－45 mm/a，位于天津附近。其中大部分原因可以归结为抽取地下水因素造成的，但在张渤带以南地区下降速率均大于北部地区，说明张渤带对构造活动起到了一定程度的控制作用。

2014年全区仍然以下降为主，其下降态势与前期相似，最大下降速率仍在－45 mm/a以上，位于天津附近。区域的东南部下降速率较前期有所增加，年速率从几毫米增加到十几毫米。而研究区西北部下降减缓，由前期－9 mm/a变为－5 mm/a。东北部和西南部的形变速率与前期大致相同。张渤带对下降变化仍起着明显地控制作用，使其南部下降快，北部下降慢。

2010—2014年长时段的垂直形变速率总趋势表明，石家庄以西太行山区上升，垂直形变运动速率为0～1 mm/a，东部平原地区和北部的燕山地区为下降区，平原区下降速率较大，最大为－30 mm/a，燕山地区的最大下降速率为－20 mm/a。平原区与燕山地区之间的山前地带为下降速率相对较小的地区，垂直变化速率为－2～－1 mm/a。张渤带南侧下降，北侧相对上升，说明张渤带对垂直形变起了明显的控制作用。

GPS站点垂直形变运动趋势表明，燕山地区和平原地区为下降区，燕山山前地带和太行山地区为上升区，太行山地区和平原地区表现为上升运动，东南部垂直形变以下降运动为主。所形成的垂直形变上升与下降的分区界线与张渤构造带走向一致，说明张渤带对现今地壳垂直形变具有明显的控制作用，且具有一定的活动性。这种垂直形变运动趋势与新生代时期以来的活动性质基本相同，呈现继承性运动。而燕山地区近一时段表现为下降，与新生代时期的隆升运动相反，形成反向活动。这种垂直形变趋势变化表明，张渤带的构造活动性有增强的迹象，存在发生中强地震的地壳垂直形变背景。