川滇地區(qū)部分連續(xù)GPS測點形變異常分析

周海濤+陳兆輝+朱爽+周偉+沈小七

摘要：通過對川滇地區(qū)連續(xù)GPS測點進行分析，發(fā)現(xiàn)在寧南地區(qū)存在一定的形變異常，而跨斷層水準資料也顯示有同樣的異常。安寧河斷裂、則木河斷裂周邊連續(xù)GPS測點運動速率相對于小江斷裂北段有一定的差異。綜合分析寧南地區(qū)及其周邊地區(qū)的跨斷層水準測線、連續(xù)GPS測點運動差異、歷史地震活動性、b值、重力場變化特征等資料，認為在寧南及其周邊地區(qū)可能存在一定的應(yīng)力積累，在則木河斷裂與小江斷裂交匯部位及其南部可能存在一定的應(yīng)力積累。

關(guān)鍵詞：連續(xù)GPS測點；跨斷層水準；地震活動性；川滇地區(qū)

中圖分類號：P315727文獻標識碼：A文章編號：1000-0666（2017）01-0094-06

0前言

川滇地塊位于青藏高原的東南緣，東鄰穩(wěn)定的華南塊體，西部受到印度板塊與歐亞板塊對接碰撞且持續(xù)向北推擠引起的青藏高原物質(zhì)向東側(cè)逃逸作用的影響，構(gòu)造背景十分復(fù)雜。該地塊是由甘孜—玉樹斷裂帶、鮮水河斷裂帶、安寧河斷裂帶、則木河斷裂帶、小江斷裂帶、紅河斷裂帶、龍蟠—喬后斷裂帶和金沙江斷裂帶等圍限的不封閉菱形地塊；川滇地區(qū)GPS觀測臺站和跨斷層測線分布比較密集，歷史大震資料豐富，活動斷裂定量研究程度較高，有利于分析對比研究。以往的研究利用不同資料，從不同的角度和尺度對川滇塊體及其周邊區(qū)域震源特征、構(gòu)造應(yīng)力特征、地殼運動特征、地震活動性等問題開展了一系列研究和討論（唐紅濤等，2013；羅鈞等，2014；賈鵬等，2012；王虎等，2014；張效亮等，2010；付虹等，2015；宋成科等，2015；余大新等，2014）。

GPS連續(xù)站資料能提供連續(xù)的測點位移情況，可以直觀地展現(xiàn)區(qū)域內(nèi)地殼運動狀態(tài)，進而為區(qū)域地震地質(zhì)研究工作提供支撐和依據(jù)。本文在分析川滇地塊GPS連續(xù)站資料的基礎(chǔ)上，找出相對異常測點進行分析，并結(jié)合其他資料分析其應(yīng)力積累情況。

1GPS連續(xù)站SCNN測點異常情況

GPS連續(xù)站SCNN測點位于四川省寧南縣內(nèi)，將其與位于攀枝花市的GPS連續(xù)站SCPZ測點組成一條基線，該基線跨過安寧河斷裂（圖1）。連接該基線的2個GPS連續(xù)站位于基巖場地之上，穩(wěn)定性相對更好（夏峰等，2014）。從圖2可以看出，2015年2～3月該基線出現(xiàn)了相對較大幅的形變異常，先是大幅伸長，然后轉(zhuǎn)為大幅縮短，經(jīng)分析認為，其原因是SCNN測點的異常運動引起了基線的異常（圖3）。從圖3中可以看出，SCNN測點在2015年6月之后南向運動顯著加速，而東向運動明顯減速，出現(xiàn)了明顯的轉(zhuǎn)折異常。

四川省地震局相關(guān)技術(shù)人員對SCNN測點進行現(xiàn)場考察，在測點及其周邊未發(fā)現(xiàn)有環(huán)境影響或其它干擾因素，可能是構(gòu)造運動造成了SCNN測點的異常變化。

地震研究40卷第1期周海濤等：川滇地區(qū)部分連續(xù)GPS測點形變異常分析為了更加清晰地了解SCPZ-SCNN基線的異常變化，將SCPZ和SCNN測點的時間序列進行對比（圖4），SCNN測點的南向運動幾乎停止，導致基線的快速伸長，而2015年6月之后，該測點的快速南向運動又導致基線的快速縮短。分析認為其原因可能是川滇塊體在順時針旋轉(zhuǎn)過程中，在寧南地區(qū)受到阻礙，但在寧南地區(qū)所在的則木河斷裂南段又不容易積累能量，突破阻礙后，寧南地區(qū)SCNN測點快速向南運動。

2新湯家坪跨斷層測線異常情況

在SCNN測點東部約4 km處有一條新湯家坪跨斷層測線，采用光學水準儀進行觀測（郭寶震等，2015），該跨斷層水準測線從2012年5月開始出現(xiàn)異常，KA-C累計形變量達到5 mm（圖5）。在如此近鄰的區(qū)域，既有GPS異常，又有跨斷層水準異常，可以認為該地區(qū)的形變異常是真實的，分析認為該區(qū)域可能存在應(yīng)力積累。對于湯家坪跨斷層測線，作過深入的研究，認為該測線所跨越斷層有新活動跡象。杜方等（2011）進一步分析發(fā)現(xiàn)：由于寧南測點加速向南運動，沒有形成閉鎖現(xiàn)象，初步認為可能的應(yīng)力積累重點部位在寧南南部。

3GPS連續(xù)站運動差異川滇地區(qū)的部分測點位于斷裂帶附近，GPS運動特征可以大致反映斷裂帶的運動狀況。為了分析安寧河、則木河、小江斷裂的差異運動，選取了安寧河斷裂上的SCMN測點，則木河斷裂上的SCNN測點，小江斷裂上的YNHZ、YNDC、YNML測點進行對比分析（圖6），圖6顯示：安寧河斷裂、則木河斷裂上的測點東向運動速度稍大于小江斷裂上測點的東向運動速度，而南向的運動速度明顯大于小江斷裂上測點的南向運動速度。造成該現(xiàn)象的原因可能是安寧河斷裂和則木河斷裂所在地塊向南東方向的運動速度快于小江斷裂所在地塊南東方向的運動速度，則木河與小江斷裂交匯處受到比較大的擠壓，該處易于應(yīng)力積累，應(yīng)力場變化與中強地震的孕育可能存在一定的關(guān)系（王磊等，2009），因此在關(guān)注本地區(qū)應(yīng)力場的變化特征。4歷史地震活動性分析

圖7為SCNN測點周邊的破壞性地震分布圖，從圖中可以看出，SCNN測點所在的則木河斷裂只在西昌的西部和南部有破壞性地震發(fā)生（位于則木河斷裂的北端），而在則木河斷裂的其他地區(qū)沒有破壞性地震的發(fā)生，則木河斷裂的中北—南段的歷史地震極不活躍，SCNN測點南部——則木河與小江斷裂交匯部位及其南部有一定數(shù)量的破壞性地震發(fā)生，曾發(fā)生1918年云南巧家南5級地震、1930年云南巧家南6級地震。該部位是歷史地震相對活躍地段，而從該交匯處沿小江斷裂北段向南60 km范圍內(nèi)也有一定數(shù)量的破壞性地震發(fā)生，曾發(fā)生 1733年云南東川紫牛坡7級地震，震中烈度達到Ⅹ度。從歷史地震活動情況的分析中可以得出結(jié)論：SCNN測點南部則木河斷裂與小江斷裂交匯部位及其南部地震活動較活躍，是中強以上地震高發(fā)區(qū)域。

5地震活動性b值分析

為了分析SCNN測點及其周邊的地震活動性，有必要在更大的范圍中統(tǒng)計分析川滇地區(qū)地震活動性。筆者采用時間和空間掃描的方法統(tǒng)計川滇地區(qū)的b值，進而分析SCNN測點及其周邊的地震活動背景。

所使用的地震目錄主要選自中國地震臺網(wǎng)中心，川滇地區(qū)空間范圍為（23°～ 33°N，98 °～ 105°E），時間上選取了2000年以來的ML≥30地震。為了使ML震級地震和MS震級地震能統(tǒng)一使用，筆者參照第五代地震動參數(shù)區(qū)劃圖中最新的研究成果，規(guī)定MS=ML，統(tǒng)一為M震級，并將出現(xiàn)的同一地震現(xiàn)象進行剔除，然后再進行分析研究（圖8）。從圖8可以看出，所選取的地震主要沿斷裂帶展布，因此可以認為川滇塊體內(nèi)的斷裂帶是大震的易發(fā)區(qū)域。

對2014年10月15日以來的M≥30地震進行空間掃描，分析求解b值，得出結(jié)果見圖9。從圖中可以看出，則木河與小江斷裂交匯部位小震活動相對較多，主要表現(xiàn)為b值相對較低。

對2000年以來的M≥30地震進行時間掃描，分析求解b值，得出結(jié)果見圖10。從圖中可以看出，2008、2013年川滇地區(qū)處于低b值時期，2014年以來，b值一直處于相對高值狀態(tài)。

6近期重力場變化特征分析利用重力測量獲取構(gòu)造活動區(qū)重力場隨時間的非潮汐變化，是研究地震孕育、發(fā)生和調(diào)整過程中重力場的時、空、強變化，提取地震前兆信息，進行地震預(yù)測研究的重要途徑之一。對2014、2015年川滇黔桂地區(qū)的流動重力資料進行處理計算，其中2014年9月至2015年4月川滇黔桂地區(qū)半年尺度的重力場變化與2014年9月至2015年9月一年尺度的重力場變化（圖11）顯示：在川滇塊體東邊界，小江斷裂北段的昭通—魯?shù)椤杉腋浇尸F(xiàn)重力變化高梯度帶特征，最大重力異常達60 μGal，該異常可能與地下物質(zhì)運移以及應(yīng)力積累有所關(guān)聯(lián)。

7結(jié)論

通過對川滇地塊連續(xù)GPS測點進行分析，發(fā)現(xiàn)GPS連續(xù)站SCNN測點在2015年上半年出現(xiàn)一定的形變異常變化，對該測點附近的跨斷層水準資料進行分析， 在同期也發(fā)現(xiàn)一定形變異常。分析還發(fā)現(xiàn)安寧河與則木河斷裂周邊連續(xù)GPS測點運動速率相對于小江斷裂北段有一定的差異。通過分析寧南地區(qū)及其周邊的地震活動性，認為該地區(qū)為相對易發(fā)震區(qū)。進而又對本地區(qū)近期的地球重力場資料進行分析，認為該地區(qū)存在一定的異常變化。經(jīng)過綜合分析，認為在則木河與小江斷裂交匯部位及其南部可能存在一定的應(yīng)力積累，應(yīng)給予重視。

本文研究中使用了云南省地震局提供的流動重力資料，在此表示感謝！

參考文獻：

杜方，龍德雄，江在森，等2011川滇交界東部地區(qū)湯家坪跨斷層形變異常調(diào)查[J].四川地震，（4）：8-12

付虹，錢曉東，毛玉平，等20152014年云南魯?shù)镸S65地震異常及預(yù)測[J].地震研究，38（2）：181-188

郭寶震，董亮，劉偉，等2015數(shù)字水準儀與光學水準儀對比觀測研究[J]震災(zāi)防御技術(shù)，10（增刊1）：805-810

賈鵬，張希，張曉亮，等2012汶川地震前后川滇及其鄰區(qū)GPS水平運動演化特征[J].西北地震學報，34（3）：264-267

羅鈞，趙翠萍，周連慶2014川滇塊體及周邊區(qū)域現(xiàn)今震源機制和應(yīng)力場特征[J].地震地質(zhì)，36（2）：405-421

宋成科，李臘月，孟慶筱，等2015利用水準測量數(shù)據(jù)分析蘆山MS70級地震前龍門山斷裂帶南段應(yīng)變積累[J].地震研究，38（2）：237-241

唐紅濤，張希，賈鵬，等2013“形變速率累加”法在川滇跨斷層水準資料中的應(yīng)用[J].地震研究，36（4）：467-471

王虎，冉勇康，李彥寶，等2014川西地區(qū)安寧河斷層古地震行為及其與則木河斷層的比較[J].地震地質(zhì)，36（3）：706-717

王磊，謝健健，王唯俊，等2009豫魯冀交界區(qū)應(yīng)力場動態(tài)演化與中強震孕育關(guān)系研究[J].華南地震，29（3）：64-69

夏峰，張銳，馮勝濤，等2014GNSS不同類型試驗觀測墩對不同類型噪聲幅值影響分析[J].華北地震科學，33（2）：39-44

余大新，李永華，吳慶舉，等2014利用Rayleigh波相速度和群速度聯(lián)合反演青藏高原東北緣S波速度結(jié)構(gòu)[J]地球物理學報，53（3）：800-811

張效亮，謝富仁，史保平2010利用GPS數(shù)據(jù)估算川滇南部地震（MS≥65）平均復(fù)發(fā)間隔[J].地震學報，32（1）：23-32