0 引言

2014年11月22日，四川省康定县发生了M_S 6.3级地震，震中位于N30.3°，E101.7°，震源深度16 km.中国地震局地震预测研究所、中国地震局地球物理研究所等单位及时给出了本次地震震源机制解，一致认为本次地震为走滑型机制地震.该地震发生在巴颜喀拉块体东南缘的鲜水河断裂带中康定至道孚之间的色拉哈断裂段上，震中位于龙门山断裂带、鲜水河断裂带和安宁河断裂带交界附近，与2013年4月20日芦山7.0级强烈地震震中相距约125 km，短期内该区强震如此密集值得关注.本文将应用GPS和区域精密水准等地壳形变观测资料，研究地震发生与震前形变场变化关系，并以此为依据提出未来5年巴颜喀拉块体中东段及周缘监测建议.

1 地质构造概述

巴颜喀拉块体位于青藏高原主体地区的北部，是我国现今地震活动最为强烈的地区之一，块体周缘断裂带包括了东昆仑断裂带、玛尼~玉树断裂带和龙门山断裂带等(闻学泽等，2009；程佳等，2011).自1997年11月8日玛尼M_W 7.5级地震以来，其周缘断裂带陆续发生了一系列的强震，包括2001年11月14日昆仑山口西M_S 8.1级地震、2008年5月12日汶川M_S 8.0级地震、2010年4月14日玉树M_S 7.1级地震、2013年7月22日漳县-岷县M_S 6.6级地震、2013年4月20日芦山M_S 7.0级地震和本次地震，其中发生在巴颜喀拉块体中东段的地震就有5次(图 1).

鲜水河断裂带位于川滇菱形块体的东北边界，其南段与龙门山断裂带相接，也是华南地块、巴颜喀拉块体、川滇菱形块体三地块的交叉口(方颖等，2010)，第四纪以来，鲜水河断裂带南段表现出强烈的左旋走滑活动性质，其平均左旋滑动速度为(9.6±1.7) mm/a，垂直滑动速率为(3.2±0.7) mm/a (徐锡伟等，2003)，该区位于由天然地震划分的巴颜喀拉应力区的东部、龙门山-松潘应力区的西侧，以及川-滇应力区的北部(谢富仁等，2004).龙门山断裂带位于松潘-甘孜造山带与扬子陆块的结合部位，大致以岷山隆起东边界的近SN向虎牙断裂和北川至安县一线的擂东断裂为界分为西南段和东北段(陈国光等，2007)，其西南段主要发育3条活动断裂，分别为后龙门山断裂、中央断裂和前山断裂(张岳桥和李海龙，2010)，晚第四纪以来龙门山断裂带西南段右旋逆冲活动强烈(李智武等，2008).安宁河断裂带总体呈近SN走向，运动性质以左旋走滑为主，伴有一定倾滑分量，晚第四纪以来表现出强烈的左旋运动和地震活动(冉勇康等，2008).

汶川M_S 8.0级地震后鲜水河断裂、龙门山断裂南段加载效应尤为显著，库仑破裂应力达0.001~0.06 MPa.而鲜水河断裂炉霍段、龙门山断裂的断层破裂段卸载效应尤为显著，库仑破裂应力减少达0.0005~0.06 MPa (万永革等，2009).汶川M_S 8.0地震、芦山M_S 7.0级地震后分别利用该地区的GPS和区域精密水准资料对该区域监测工作提出监测意见(孟宪纲等, 2010, 2014)，而芦山M_S 7.0级地震和本次地震就发生在建议监测区内.

2 数据资料处理 2.1 GPS数据处理方法

数据计算处理首先采用GAMIT软件处理基准网观测数据，然后利用GLOBK软件进行综合平差计算(占伟等，2011)，按式(1)计算ITRF2005框架下的水平速度场，公式为

(1)

式中V为GPS点的总水平位移，V的大小由点的N向水平位移和E向水平位移分量合成求得，V的方向A由E向位移和总水平位移方向的反正弦求得.不同期次位移分量之差为GPS点位移速度.

2.2 水准数据处理方法

数据使用2010年4月~8月和2013年芦山M_S 7.0地震后6月~9月的精密水准观测资料，考虑到区域水准网中的水准点处于不同的地质构造和地球物理环境中，随着时间的推移均可能发生无序变动，但是总存在相对变化小的，即相对稳定的点，我们称之为“拟稳点”(於宗俦和鲁林成，1982)，其他点位的高差依此点推算，相邻两期之间高差之差为点位垂直位移变化值.数据处理公式为

(2)

(3)

精密水准测线年平均变化率为R_n，每测段高差年平均变化量为r_nj，精密水准测线期次间变化量为R_i，测段期次间变化量r_ij.以年度高差之差为参数，采用内插值方法绘制变化等值线图线.

3 数据处理结果和分析 3.1 水平形变速度场结果

考虑芦山7.0地震对研究区的影响，选用2009年4月~9月、2013年4月~8月和2014年3月~9月GPS观测数据.数据来源为中国地壳运动监测网络、中国大陆构造环境监测网络、中国大陆综合地球物理场观测和中国综合地球物理场观测等项目.计算处理获得ITRF2005框架下的水平形变速度结果，利用GMT软件(占伟等，2010)绘制2009-2013年震中区周缘水平形变速度场图像和2013-2014年震中区周缘水平形变速度场图像(图 2).

图 2显示：图 2a可以看出巴颜喀拉块体位移速度低于川滇菱形块体水平位移速度，进而得出鲜水河断裂带震中附近有微弱的左旋走滑运动，走滑速率约5 mm/a，区域整体运动为ES向，即S向速度和E向速度大小相当.而图 2b则显示巴颜喀拉块体位移速度基本等于川滇菱形块体水平位移速度，表示该左旋走滑运动基本消失，走滑速度为1 mm/a，区域整体运动为近E向，可能与芦山7.0地震后龙门上断裂带卸载作用以及巴颜喀拉块体整体EES向滑动有关，显示震中区左旋走滑运动趋于闭锁.巴颜喀拉块体运动速率高于四川盆地，可能与龙门山断裂带西南段存在较明显的逆冲运动有关，汶川地震后这种明显的逆冲运动一直持续(张培震等，2009；罗文行等，2012).

GPS测量是目前研究大区域地壳水平形变的主要方法(王敏，2009)，能快速获取走滑断层两盘的相对运动，监测效益明显(邵志刚等，2011)，因此需加大巴颜喀拉块体中东段周缘断裂带的监测力度，重点监测鲜水河断裂带中东段、安宁河断裂带北段、龙门山断裂带西南段和东昆仑断裂带中东段等走滑运动剧烈的断裂段.建议每年观测2期，获取更为精细的水平形变运动信息，为研判该区域地震孕育和预测提供科学依据.

3.2 垂直形变速度场结果

应用研究区内2010年4月~8月和2013年6月~9月芦山地震科学考察获取的精密水准数据.采用拟稳平差进行联合处理，数据处理后，对相同测点高程进行比对处理绘制震中区周缘垂直形变速度场图像(图 3)，视为芦山地震同震垂直位移.

图 3显示：芦山地震震中位于同震垂直位移高梯度带交界处附近，两侧垂直位移方向相反(孟宪纲等，2014).该垂直梯度转折界限与1976年唐山地震孕震背景极其相似，即均位于地壳隆升与下降交界带上(薄万举等，2007).本次地震震中位于垂直形变位移突变区附近，精密水准资料对地震危险区的研判具有十分明显的效果.由于震中及周缘地区精密水准路线分布分散和观测成果时间跨度大等影响，获取高时空分辨率的垂直形变速度场图像十分困难，而唐山地震前垂直形变场图像分辨率较高(1970、1972、1975年三期资料)，因此今后工作中应增加该研究区的水准路线数和观测频次.巴颜喀拉块体东段整体相对四川盆地隆升，与龙门山断裂带的逆冲作用有关，地震发生时断裂带挤压破裂引发地震，对地面造成不可逆的相对垂直位移，形成图中3个垂直位移高梯度区，其中第2区附近发生本次地震，第1和3区应该引起注意，本次地震由鲜水河断裂的左旋作用诱发，地震后将加速羌塘地块的ES向滑移，将使安宁河断裂的应力更加集中，进而诱使3区危险性升高.因此，应对研究区精密水准网进行定期重复测量.图中部分水准点垂直位移量高于相邻水准点，形成垂直梯度孤岛，可能与地震发生后相邻次次级块体间相对垂向滑动作用有关.

区域精密水准测量可有效地捕获逆断、正断类型断裂上下两盘间的垂直形变信息，是地壳垂直形变监测工作中重要监测方法之一.在海城地震预报中，水准资料对临震闭锁起到较好的显示效果(王秀文等，1997).因此，为达到动态监视鲜水河断裂带和安宁河断裂带的形变运动的目的，建议加密布设跨断裂带的水准路线或监测剖面，并增加观测频次，每年观测2~3期.

4 结论 4.1

由本次地震震前精密水准和GPS观测数据处理结果不难看出，GPS结果显示研究区处于闭锁区内，而精密水准结果显示研究区位于垂直形变高梯度带附近(30 km范围内)，因此综合形变数据结果能正确地划定地震危险区.GPS和精密水准监测手段对捕捉地表形变信息是行之有效的，尤其是区域精密水准观测数据能较好地显示危险区位置.为能获取高分辨率形变背景场信息，需结合断裂带产状和分布特征合理布设观测网络，同时加大观测频次.

4.2

本次地震的发生再次印证由形变监测手段划定的危险区和发震位置有较好的吻合性.建议未来5年应加大对安宁河断裂带、龙门山断裂带西南段、鲜水河断裂带和东昆仑断裂带中东段的形变监测力度.

致谢 感谢占伟高级工程师对GPS数据处理的精心指导，感谢薄万举研究员、祝意青研究员前期的工作建议.