渭河盆地西起陕西宝鸡，东至潼关，总体上呈近东西向展布，向东逐渐转为北东东向。北缘为鄂尔多斯地块，南缘是秦岭造山带，西与鄂尔多斯地块西南边缘的弧形断裂束相连，东与山西断陷带相接(图 1)。盆地南北边界受活动断裂控制，内部活动断裂也很发育。由于受秦岭、华山山前断裂带等相关阶状正断层倾滑运动的控制，整个断陷盆地带在时空上呈现出拗陷与隆起、凹陷与凸起的复式盆-岭构造系统^[1]。

盆地张性正断层倾向滑落和层状地貌发育，说明垂直运动强烈^[2]。第四纪以来，断陷带下陷的幅度、速率与相邻的秦岭断块山地上升幅度、速率的比值约为2 :1^[1]；由地貌陡坎、文物考古等得到的华山山前断裂全新世以来垂直滑动速率为0.5~2.4 mm/a^[3]。现今形变资料反映地壳垂直形变具有波动性继承运动特点，1976年以前关中地区曾短暂表现为强烈的逆继承性垂直差异运动，其后迅速恢复为继承性差异运动，总体趋势为秦岭山区、渭北黄土塬呈上升变化，盆地呈下降变化。20世纪80年代初至90年代，继承性差异运动趋于缓慢^[4-5]。90年代以来的水平形变资料揭示，相对欧亚板块，盆地西部主要以SEE向水平运动为主，向东逐步转为SE向运动为主，速率一般在5~10 mm/a^[6-7]。鄂尔多斯地块和秦岭山脉的不均匀隆升在盆地内形成发育的活动断裂，历史上中强震多发。20世纪70年代以来地震活动水平较低，盆内多发生2~3级小震，震中分布不均匀，可分为西部陇县-周至北西向地震条带、中部耀县-临潼地震密集分布区和东部韩城-合阳地震密集分布区^[2]。

本文研究范围为106.0°~111.0°E、33.5°~35.7°N。主要基于区域内1990~2015年GPS观测资料及20世纪70年代至2014年多期水准资料，分析该地区现今地壳三维运动特征及所跨主要断裂活动状况及与地震的关系。

1 三维地壳运动 1.1 数据

本文主要采用2009~2015年“中国大陆构造环境监测网络”和“陕西GPS网”等观测数据(表 1)以及20世纪70年代以来国家一、二等水准观测资料获取区域三维运动场，点位分布如图 1。应用GAMIT/GLOBK软件得到水平形变场，分析的主要水准路线观测时间见表 2。为有效抑制水准测量中的系统误差，以GPS垂直速率作为先验观测值^[8-9]，整体计算得到研究区基于GPS约束的相对ITRF2008参考框架的长期地壳垂直运动速度场。

1.2 水平运动

相对欧亚板块，研究区水平运动(2009~2015年)大小在4.3~11.6 mm/a，不同区域运动方向存在一定差异(图 2)。从经向速度分析，107.8°E左右东向运动变化明显，说明青藏块体与鄂尔多斯地块连接部位的陇宝地区，是水平形变发生转折的区域。青藏高原北东向挤压及物质流由于鄂尔多斯阻挡，造成六盘山隆升，发育的东麓断裂为活动逆左旋断裂，影响区域地壳、地幔物质取向，导致水平运动方向变化^[7]。固关-八渡、岐山-马召及渭河等断裂汇聚于此，是地震活动区域之一。位于110.5°E以西的观测站主要以SE向运动为主，而110.5°E以东的山西断陷带内观测站转为近EW向运动。此分界线位于南北向的黄河，鄂尔多斯高原区域造陆隆起主要引起黄河下切。山西断陷带是一条不连续的右旋剪切拉张带，现今受太平洋块体活动影响明显。从纬向分析，秦岭经渭河盆地至鄂尔多斯块体，南向运动分量有所减小。

1.3 垂直运动

图 3显示，20世纪70年代以来，研究区垂直运动以继承性运动为主；西安和固市凹陷下降最为明显，其中西安凹陷最大下沉点速率为-4.6 mm/a；鄂尔多斯地块、秦岭相对上升，其中西南缘六盘山一带上升显著，最大达6.2 mm/a，鄂尔多斯地块的次级隆起次之，焦金线宁县以西的点位速率在4 mm/a以上。鄂尔多斯地块表现为约3 mm/a的整体抬升运动，内部差异运动小于1 mm/a。渭河盆地相对鄂尔多斯地块表现为5 mm/a左右的下沉，相对秦岭山地表现为4 mm/a左右的下沉。块体边界垂直差异运动明显。在西安、固市凹陷和骊山、咸阳凸起，垂直运动表现为四象限特征，速度的分界线主要为渭河断裂。渭河盆地主要发育近EW、NW、NE和NNE向4组不同方向的断裂，地震多发生在断裂交汇部位，特别是渭河断裂与其他断裂的相交处是地震的多发地段^[10]。

2 断层活动

跨断层形变水准观测时间长，对断裂活动有很好的反映。盆地内建有大塬等十多个水准场地(图 3)，通过拟合得到20世纪80年代至2014年不同时间段的断裂活动速率^[10]，如图 4。可以看出，断裂活动具有波动性特征。跨秦岭北麓断裂的沣峪口、跨口镇-关山断裂的泾阳以及口镇场地维持正断的趋势性运动；大塬、南大同场地反映西部歧山-马召断裂活动性最高，沣峪口场地反映秦岭北缘断裂活动次之，清河口、涧峪口、石堤峪以及蒲峪等场地活动揭示华山山前断裂最弱。口镇-关山断裂目前东段活动速率大于西段，临潼-长安断裂的西南段运动大于东北段，GPS和长水准资料也能很好地反映断层的活动。

2.1 岐山-马召断裂

岐山-马召断裂是盆地西段NW向陇县-宝鸡断裂带的主干断裂带之一，具有一定活动性，1980-06-24发生宝鸡陇县4.3级地震。断裂在凤翔以东运动受阻，断层倾向发生变化。从图 2可以看出，水平位移在该处发生方向改变。受青藏块体北东向推挤的影响，断裂活动性、区域地震均呈现西北强、东南弱的特点，3.0级以上较强地震多集中在西北部的陇县区域。

水准测线崔凤线(图 5(a))主要跨断裂南段，与大塬场地位置相近。1980~2014年观测结果反映断层主要表现为微弱的西降东升运动，垂向速度从凤翔以西的0.9 mm/a逐渐增至鄂尔多斯块体的3.7 mm/a，现今多发生小震，历史上曾发生7级以上的岐山地震。结合图 3中总的垂直速度场，六盘山一带的挤压收缩主要反映为断裂束西部的隆升。

2.2 渭河断裂

渭河断裂是盆地中央沿渭河流域的一条EW向隐伏基底断裂带，全长逾300 km。断裂带不仅是盆地基底和盆地盖层结构的分界线，还控制着渭河盆地初期的形成和发展，对渭河盆地的强震孕育也有影响^[11-12]。断裂从西向东深度逐渐减小，深部与临潼-长安断裂相交，浅部与泾阳-渭南断裂相连^[13]。根据彭建兵^[11]的分析, 渭河盆地4级以上地震有68%、5级以上约70%与渭河断裂有关。断裂沿线历史上曾发生过20余次4.0级以上地震，8次6级以上地震有7次沿渭河断裂分布，近代微震活动也很频繁，仍是强烈活动的发震构造。

渭河断裂切割地壳深度在15 km左右，浅部倾角较大。断裂以草滩为界，以东(草滩-华阴)走向NEE-EW，断面北倾，倾角约70°；以西(宝鸡-草滩段)走向NWW-NEE，倾向南，倾角65°~80°，正断层性质，北升南降^{[12, 14]}。断裂活动以垂向差异运动为主。1970~1986年的测量结果表明，断裂北盘的周原相对南盘的周至-眉县一带呈缓慢上升趋势，平均上升速率为2.5 mm/a^[15]。西安-礼泉测线测量结果显示，1980~1986年活动相对不明显，速率为1.0 mm/a；1986~1996年活动速率达3.3 mm/a^[16]。GPS资料揭示断裂水平差异运动不明显，与祝意青等^[4]基于1999~2004年资料研究结果相同。

咸宝、兰西两条水准路线(图 5(b)、(c))可以反映断层现今垂向运动情况，其中咸宝线测点主要沿东西向分布在断层西段的北侧。从图 5(b)可以看出，渭河盆地从西向东地形逐渐降低，宝鸡-周至段的宝鸡断凸内以0~1 mm/a的速率上升，盆地内靠近咸阳的点位主要以小于2.5 mm/a的速率下沉。兰西线点位主要沿北西向跨渭河断裂和乾县-蒲城断裂分布。可以看出，渭河断裂北盘相对南盘以约5 mm/a的速度隆升，差异性运动较大。结合文献[15-16]，咸阳隆起相对西安凹陷垂直相对运动较大，但该处小震较少。在现今垂直运动四象限交点处泾阳-高陵-临潼一带，也是渭河断裂与泾阳-渭南断裂交汇处，小震较为密集。

2.3 秦岭北缘断裂带

秦岭北缘断裂带是秦岭山地与渭河断陷的分界断裂，走向近EW，北倾，出露地表部分一般为50°~70°，上升盘为秦岭山地，下降盘为黄土台塬、冲洪积扇，全长210 km，是一条具有强烈活动的倾滑断裂带，垂直差异运动强烈，具不均匀性和分段性。水准路线宝褒线、周城线和沣广线(图 5(d)、(e)、(f))分别跨研究区域断裂的西、中、东段，可看出秦岭山地相对渭河盆地有2~3mm/a的相对上升，大于由断层崖得到的全新世以来的垂直滑动速率(0.35~ 0.77 mm/a)。其中东部沣广线运动速率大于西部宝褒线和中部周城线，沣峪口场地也揭示此处运动较强，不同大小的继承性运动并没有引起地震的丛集发生。

2.4 华山山前断裂

华山山前断裂是渭河盆地南界断裂东段，从西向东走向总体表现为NNE、近EW和NNW，总长100 km以上，东、中和西3段活动性不同。断裂中段不但在晚更新世有过强烈活动，而且在全新世继承性继续强烈活动，并有多次古地震事件发生。1556年华县大地震是发生在正断层上为数不多的大震。根据¹⁴C测年和断距测量, 估算获得全新世华山山前断裂正倾滑运动速率为2.00~2.74 mm/a^[17]。断裂第四纪以来不但地震频发，而且诱发了崩塌、滑坡、泥石流等一系列次生地质灾害。

现今形变资料显示，断裂两侧水平运动差异性不很明显。从夫兰线(图 5(g)、(h))水准剖面看出，断裂两侧有2~3 mm/a的垂向差异运动，与地质资料得到的结果基本一致^{[3, 17]}，小于距今2 000 a以来的平均速率3.73 mm/a(含1556年华县大地震影响)^[3]。分布在秦岭的水准点位上升运动一致性较好。夫兰线1反映渭南塬相对秦岭以2 mm/a左右下沉；夫兰线2揭示固市凹陷相对秦岭下沉速率在3 mm/a左右，秦岭内部差异性运动速率较小。与测线相邻的东侧潼关一带也是小震发生较多的地方。

3 结语

渭河盆地及其周缘三维形变资料反映水平运动速度为4.3~11.6 mm/a，方向从西部的SE、SEE向东逐步转为SE、近E向，分别在107.8°E和110.5°E左右出现方向偏转。纬度方向从秦岭经渭河盆地至鄂尔多斯块体，南向运动分量稍有所减小，结论与现今其他研究结果近似。垂向以继承性运动为主，相对ITRF2008参考框架速度在-4.6~6.2 mm/a。差异运动主要在盆地与山地之间及盆地内不同断块之间。鄂尔多斯地块以约3 mm/a的速度整体抬升，渭河盆地有2 mm/a左右的下沉，秦岭山地上升速率为2 mm/a左右，西部点位运动速率大于中东部，与渭河盆地构造作用西高于东一致。渭河盆地相对鄂尔多斯地块5 mm/a左右的下沉速率大于其相对北秦岭山地4 mm/a左右的下沉速率，表明现今鄂尔多斯地块相对秦岭上升得更快，也大于由地质资料^[1]得到的相对运动结果。不同断块/断裂交接部位仍是垂直差异运动较大的区域。现今地震集中分布在形变差异运动的区域及活动断层交汇处。分析的4条断裂活动具有分段性，尤以渭河断裂中段垂直差异运动最强，达5 mm/a左右。该处新生代沉积厚，发震少；歧山-马召断裂活动性次之，但中段波动性运动明显，小震也相对较多；秦岭北缘断裂继承性运动东部大于中西部，速率为2~3 mm/a；华山山前断裂活动速率东部大于西部，大小为2~3 mm/a，潼关附近地震相对较多。