川滇地區部分連續GPS測點形變異常分析

周海濤+陳兆輝+朱爽+周偉+沈小七

摘要：通過對川滇地區連續GPS測點進行分析，發現在寧南地區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。綜合分析寧南地區及其周邊地區的跨斷層水準測線、連續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可能存在一定的應力積累，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力積累。

關鍵詞：連續GPS測點；跨斷層水準；地震活動性；川滇地區

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向北推擠引起的青藏高原物質向東側逃逸作用的影響，構造背景十分復雜。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域震源特征、構造應力特征、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連續站資料能提供連續的測點位移情況，可以直觀地展現區域內地殼運動狀態，進而為區域地震地質研究工作提供支撐和依據。本文在分析川滇地塊GPS連續站資料的基礎上，找出相對異常測點進行分析，并結合其他資料分析其應力積累情況。

1GPS連續站SCNN測點異常情況

GPS連續站SCNN測點位于四川省寧南縣內，將其與位于攀枝花市的GPS連續站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連續站位于基巖場地之上，穩定性相對更好（夏峰等，2014）。從圖2可以看出，2015年2～3月該基線出現了相對較大幅的形變異常，先是大幅伸長，然后轉為大幅縮短，經分析認為，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，出現了明顯的轉折異常。

四川省地震局相關技術人員對SCNN測點進行現場考察，在測點及其周邊未發現有環境影響或其它干擾因素，可能是構造運動造成了SCNN測點的異常變化。

地震研究40卷第1期周海濤等：川滇地區部分連續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過程中，在寧南地區受到阻礙，但在寧南地區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月開始出現異常，KA-C累計形變量達到5 mm（圖5）。在如此近鄰的區域，既有GPS異常，又有跨斷層水準異常，可以認為該地區的形變異常是真實的，分析認為該區域可能存在應力積累。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）進一步分析發現：由于寧南測點加速向南運動，沒有形成閉鎖現象，初步認為可能的應力積累重點部位在寧南南部。

3GPS連續站運動差異川滇地區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，該處易于應力積累，應力場變化與中強地震的孕育可能存在一定的關系（王磊等，2009），因此在關注本地區應力場的變化特征。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生（位于則木河斷裂的北端），而在則木河斷裂的其他地區沒有破壞性地震的發生，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量的破壞性地震發生，曾發生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范圍內也有一定數量的破壞性地震發生，曾發生 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區域。

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計分析川滇地區地震活動性。筆者采用時間和空間掃描的方法統計川滇地區的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中心，川滇地區空間范圍為（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震級地震能統一使用，筆者參照第五代地震動參數區劃圖中最新的研究成果，規定MS=ML，統一為M震級，并將出現的同一地震現象進行剔除，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的斷裂帶是大震的易發區域。

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，得出結果見圖10。從圖中可以看出，2008、2013年川滇地區處于低b值時期，2014年以來，b值一直處于相對高值狀態。

6近期重力場變化特征分析利用重力測量獲取構造活動區重力場隨時間的非潮汐變化，是研究地震孕育、發生和調整過程中重力場的時、空、強變化，提取地震前兆信息，進行地震預測研究的重要途徑之一。對2014、2015年川滇黔桂地區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—魯甸—巧家附近呈現重力變化高梯度帶特征，最大重力異常達60 μGal，該異?？赡芘c地下物質運移以及應力積累有所關聯。

7結論

通過對川滇地塊連續GPS測點進行分析，發現GPS連續站SCNN測點在2015年上半年出現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， 在同期也發現一定形變異常。分析還發現安寧河與則木河斷裂周邊連續GPS測點運動速率相對于小江斷裂北段有一定的差異。通過分析寧南地區及其周邊的地震活動性，認為該地區為相對易發震區。進而又對本地區近期的地球重力場資料進行分析，認為該地區存在一定的異常變化。經過綜合分析，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力積累，應給予重視。

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！

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