0 引言

京西北地区位于NWW向张家口—蓬莱断裂带的西北端歼灭段和NNE向山西断裂的北东段，由一系列连续分布的NW向、NNE向和少数近EW向断裂组成，穿插该区的NE向断裂多与NW向断裂相交，其复杂的构造环境为孕震、发震提供了条件（徐杰等, 1998, 2017；徐锡伟等，1998）。近年来该区新构造运动频繁，中小地震活动性强，分布广。该区历史上曾发生过多次破坏性地震，距今最近的2次破坏性地震是1998年1月10日张北—尚义一带6.2级地震和1999年3月11日张北5.6级地震。

地震活动与地质构造密切相关，小震活动包含了丰富的构造信息。随着地震活动定位精度的不断提高，中小地震的时空分布可以真实地反映断层的运动特征及深部构造。地震精定位被认为是研究活动构造、隐伏断层、地震分布特征等的重要手段（朱艾斓等，2005；李乐等，2007）。双差定位法能有效减小速度模型引起的误差，可非常准确地确定地震之间的相对位置，减少地震的离散性，因此该方法在地震精定位中得到了广泛应用（杨智娴等，2004）。本文采用双差定位法对京西北地区2013年1月1日至2017年12月31日发生的地震进行重新定位，进而探讨该区的地震活动与断裂间的相关性，尤其是典型地震密集区的构造特征。

1 资料选取与处理

本文收集了河北168个区域地震台站的地震观测报告（图 1），从中选取2013年1月—2017年12月震级M_L≥1.0的天然地震，台站记录数和震相数均需大于3，共得到10 626次地震，震级为M_L 1.0—4.8。

2 定位前后结果对比分析

在双差定位中，地壳速度模型对地震定位结果影响很大（杨智娴等，2004；黄媛等，2008）。因此，建立相对可靠的一维速度模型，对获得较准确的地震定位结果非常重要。根据华北地区的地壳厚度研究结果（谢卓娟等，2017；王椿镛等，2017）可知，张家口、张北附近的地壳相对较厚，达60 km左右，故本文采用Lei等（2008）和谢卓娟等（2017）的一维速度模型（表 1）。

使用一维分层速度结构模型对研究区域的地震进行重新定位，获得6 223次地震事件，丢失的地震事件与双差法的成簇地震定位有关，但这并不影响本文讨论地震活动与构造间的关系。双差定位前后地震震中分布（图 2）表明，重新定位后大多数地震的位置并没有发生明显的变化。但是距断层较近的地震，经重定位后，表现为沿断层走向聚集，在空间分布上具有成丛（簇）、条带状的特点。呈丛（簇）状地震主要集中在NW向断裂与NE向断裂相交部位，由图 2（b）可见，震中呈扇状由东部向西部撒开分布，在研究区的东南方向地震相对较多且集中，地震活动明显强于西北方向；NWW向张家口—蓬莱断裂带的地震活动比NNE向山西断裂带活动性强且在空间上有明显的分段，这可能与区域构造应力作用更有利于NWW向断裂活动有关。

3 典型地震密集区的震源深度特征

为分析研究区的地震活动深部构造特征，布设了A—A′和B—B′2条震源深度剖面[图 2（b）]。

3.1 A—A′剖面

A—A′剖面是通过研究区西缘的一条NNE向剖面，与蔚广盆地南缘断裂和六棱山北麓断裂、阳原盆地北缘断裂、怀安镇盆地南缘断裂、天镇—阳高盆地北缘断裂、怀安—万全盆地北缘断裂、张家口断裂等相交。双差法重新定位后A—A′震源深度剖面如图 3所示。

结合京西北双差定位震中分布图[图 2（b）]和A—A′震源深度剖面（图 3）可知，地震密集区有3处，分别位于浑源、怀安、张北地区。3个地震密集区分别与六棱山北麓断裂与恒山北断裂汇而不交区、怀安盆地南缘和天镇—阳高盆地北缘断裂端点及围合区、庙东营—大营滩断裂与大满—前黑沙土断裂交汇区一一对应。震源深度主要集中在5—20 km，表明地震主要发生在深部构造中。在纵向深度上，浑源地区的地震发生在高角度断裂，孕震深度为5—15 km，3个地震密集区中的地震有70%集中在怀安地区且在地震深度为5—15 km的范围内横向密集分布。如此密集的活动与该处的深浅断裂和深部低速度异常构造有关，其明显受控于怀安盆地南缘断裂和天镇—阳高盆地北缘断裂的构造活动。

张北—尚义地震密集区，位于庙东营—大营滩与大满—前黑沙土高角度隐伏深断裂交汇区附近，与其邻近的张北、尚义、万全和崇礼等4个县境内覆盖着面积约20 000 km²的中新世裂隙和溢流玄武岩，即汉诺坝玄武岩（刘若新，1992）。汉诺坝玄武岩层以倾角8°—12°向北缓倾，不整合地覆盖在前寒武纪变质岩、侏罗纪陆相碎屑岩和火山岩、白垩纪河湖相砂砾岩等地层之上，形成宽阔的坝上熔岩台地，岩层厚100—300 m，由碱性玄武岩和拉斑玄武岩组成，呈交互状出现，并夹有不太厚的河湖相沉积夹层（徐锡伟等，1998）。根据A—A′震源深度剖面（图 3）和张北—尚义地震密集区烈度及构造地质（图 4）地震分布特征，张北—尚义地震密集区呈宽约25 km、深5—20 km的近椭圆状，被平面分布尺度约60 km的玄武岩完全套合。定位结果显示，地震沿剖面几乎是近直立呈线性分布的，反映了地震震源位于高角度深部断裂上。

3.2 B—B′剖面

B—B′剖面是一条NW向深度剖面，穿过尚义、万全、逐鹿、北京、香河，与怀安万全盆地北缘断裂、怀涿盆地北缘断裂、桑干河断裂、延庆—矾山断裂、南口山前断裂等相交，与张家口断裂、新保安—沙城断裂、施庄断裂、孙河—南口断裂等近乎平行。双差法重新定位后B—B′震源深度剖面如图 5所示。

B—B′震源深度剖面显示，孕震深度集中在5—20 km，表明中小地震震源深度主要分布在中上地壳。75%以上的地震集中在延怀盆地，横向分布明显。在深度为15 km时，震群明显分为上下2个区域，这2个区域的地震条带状分布都存在由西向东震源深度变深的趋势，总体呈NWW走向，与NWW向张家口—蓬莱地震构造带的走向一致，表明在延怀盆地可能存在着不同结构的介质和深浅构造。前人（李乐等，2007；李乐，2008）利用北京、河北地震台网及华北地区遥测台网联网等262个台站地震观测报告记录的15 350次地震，采用双差法对首都圈地区1980—2004年发生的地震重新精定位，得到了北京—怀来—丰镇（H-20）测深剖面上震中集中分布形态与断裂和深浅构造间的对应关系；研究还显示延怀盆地的地壳幔速度结构的纵向、横向非均匀性十分明显，地壳呈高、低速相间的异常结构，非均匀的地壳结构和深断裂构成了局部应力集中的深部条件，造成了延怀盆地地震密集。本文研究结果与前人结果一致。

4 结论

采用双差定位法对京西北地区（39.5°—41.5°N，113°—117°E）地震重新定位，重定位后地震震中分布呈更加明显的条带状、簇状分布，震源深度主要为5—20 km；地震密集区集中在断裂带的交汇、围合区内，表明地震活动与活动构造间的密切关系。

由重定位的京西北地区震中分布图[图 2（b）]可知，NWW向张家口—蓬莱断裂带的地震活动明显比NNE向山西断裂带活动性强，这可能与区域构造应力作用更有利于NWW向断裂活动有关。

重定位后，京西北地区中小地震在平面和剖面上的分布显示，典型震源密集区多位于高角度断裂带上，呈纵向尺度（厚度）15 km左右、平面尺度20—40 km的近椭圆形“厚饼状”状。