鄒鎮(zhèn)宇，江在森，武艷強，魏文薪，方穎，劉曉霞

1 中國地震局地質(zhì)研究所，地震動力學國家重點實驗室，北京 100029

2 中國地震局地震預(yù)測重點實驗室（中國地震局地震預(yù)測研究所），北京 100036

3 中國地震局第一監(jiān)測中心，天津 300180

1 引言

隨著“中國地殼運動觀測網(wǎng)絡(luò)”和“中國大陸構(gòu)造環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)”的實施，產(chǎn)出了大量的GPS時序和速度場結(jié)果.基于上述GPS區(qū)域網(wǎng)資料，多位學者針對地殼運動與變形的空間分布特征、中國大陸現(xiàn)今地殼運動與構(gòu)造變形及其與構(gòu)造分布、邊界動力的關(guān)系、地塊邊界斷裂帶應(yīng)變積累狀態(tài)等方面開展了深入的研究，并取得了大量重要成果（張希等，2007，2011；王衛(wèi)民等，2008；張培震等，2008，2009；許才軍等，2009；2012；江在森等，2009；楊國華等，2009；武艷強等，2009；Wu et al.，2011，2013；江在森和武艷強，2012；趙靜等，2012）.利用GPS資料獲取地殼運動速度場，因其分布圖像最為直觀，便于大同行解讀，在地殼運動與變形研究中使用最普遍.本文主要基于速度場動態(tài)變化信息提取來研究區(qū)域地殼運動與變形的多年動態(tài)變化特征.

南北地震帶是分布于我國中西部的近南北展布的強震分布帶，其范圍東西跨度大約從97°E或95°E以東至107°E（黃圣睦等，2006；張國民等，2006），在南北跨度上南、北端都達到我國邊境并延伸到境外，是我國大陸地殼運動較強烈、歷史地震頻發(fā)地區(qū).許多學者利用跨斷層、區(qū)域GPS等形變資料綜合分析了南北地震帶的變形特征、主要斷裂帶的應(yīng)變積累特征及與區(qū)域強震孕育的關(guān)系.如許才軍等（2009）利用GPS資料反演了汶川地震的滑動分布.張培震等（2008）利用GPS觀測資料，地貌斷錯和年代測定等方法計算了汶川地震之前龍門山斷裂帶的滑動速率.張培震等（2009）利用GPS等資料分析提出汶川地震的多單元組合模型.江在森等（2009，2012）、武艷強等（2012）、Wu等（2011）利用GPS資料，使用最小二乘配置方法計算區(qū)域汶川地震前后的速度場、應(yīng)變場動態(tài)變化.張希等（2004；2011）、趙靜等（2012）利用GPS資料，負位錯反演計算得出南北地震帶的主要斷裂帶應(yīng)變積累特性.上述研究成果為該區(qū)域的中長期地震預(yù)測提供了重要的依據(jù).南北地震帶自2008年以來經(jīng)歷了汶川8.0級地震、玉樹7.1級地震及蘆山7.0級地震多次強震，其中汶川地震的震級大，破壞程度高，影響范圍廣.然而，在利用1999年以來的7期觀測資料分析研究區(qū)域地殼運動與變形的動態(tài)變化方面（包括數(shù)據(jù)處理與分析方法等方面）的討論較少.因此，本文選擇南北地震帶作為研究地區(qū)，利用適當方法求兩期速度場的差值變化圖來研究幾年尺度的多期GPS復測資料所反映的近十多年來南北地震帶地殼運動與變形的動態(tài)變化特征，尤其是在汶川地震前后的變化、震后影響的衰減等，這些研究可能為南北地震帶中長期強震危險性預(yù)測提供一定的參考.

2 GPS資料處理和多期速度場變化分析方法

本文所用GPS資料包括中國地殼運動觀測網(wǎng)絡(luò)1999、2001、2004、2007年的4期復測資料和中國大陸構(gòu)造環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)2009、2011、2013年3期復測資料，組成多期速度場.其中，2004—2007、2007—2009、2009—2011和2011—2013均由兩期數(shù)據(jù)得到速度場.1999、2001、2004由于數(shù)據(jù)點較少，又由于1999年到2004年間南北帶，尤其中南段沒有發(fā)生大震，地殼運動較平穩(wěn)，2004年12月發(fā)生蘇門答臘巨震，因此將1999—2004作為一期考慮.本文采用GAMIT／GLOBK（Herring et al.，2010a，2010b）和QOCA軟件（Dong et al.，1998）解算，首先用GAMIT解算測站坐標和衛(wèi)星軌道的單日松弛解，然后利用QOCA解算出ITRF2005參考框架下的整體運動，對于昆侖山地震、汶川地震的同震影響，在數(shù)據(jù)解算過程中對利用震后應(yīng)急觀測得到的同震位移場分布進行扣除.基于上述處理過程，解算得到了不同年份復測結(jié)果構(gòu)成的多期GPS速度場結(jié)果.

由于不同期GPS速度場結(jié)果存在測點分布、誤差分布等差異，為了研究GPS速度場所反映的動態(tài)變形特征需考慮參考基準的統(tǒng)一.本文采用最小二乘配置地殼運動速度場統(tǒng)一模型（江在森和劉經(jīng)南，2010），即

（1）式速度場模型是把觀測速度Vo（GPS站水平運動觀測速度向量）表示為剛體運動AΩ（Ω為歐拉剛性運動模型參數(shù)向量，A為有GPS站坐標信息的系數(shù)矩陣）、偏離剛體運動的速度信號VS和觀測誤差噪聲n三個部分之和.由（1）式模型GPS站實測速度解算出扣除剛體運動和通過誤差噪聲濾波后的連續(xù)速度場VS結(jié)果.（1）式中用上標I表示不同期的速度場，由給出連續(xù)分布的速度場便于不同期速度場的分析比較.以下討論統(tǒng)一速度場基準的具體方法，并就如何獲得具有可比性的多期速度場結(jié)果進行分析.

2.1 速度場參考基準的選取

按照（1）式速度場模型把研究區(qū)所有觀測點都納入計算，得到的是區(qū)域整體無旋轉(zhuǎn)基準的速度場.在具體的處理過程中可通過對AIΩ 設(shè)定一個范圍進行剛體運動參數(shù)的解算，進而給出基準約束，此時只有位于基準區(qū)范圍內(nèi)的測站才納入解算.在多期速度場的處理中對基準的穩(wěn)定性要求更高.要實現(xiàn)多期資料的穩(wěn)定基準有兩個基本條件：一是要有較多的運動相對穩(wěn)定測站，二是基準區(qū)要有較大的空間尺度.南北地震帶毗鄰中國大陸內(nèi)部最大的、相對穩(wěn)定的華南地塊，因此本文選擇華南地塊為基準區(qū)域.

在基準區(qū)域選定后要考察基準的穩(wěn)定性，基本處理是利用基準區(qū)華南地塊內(nèi)的GPS站點實測速度來計算其剛體運動歐拉參數(shù)，再扣除歐拉運動后的殘差是否在誤差范圍之內(nèi).為避免含粗差的測點可能對基準的影響，需對基準區(qū)內(nèi)測站穩(wěn)定性進行檢驗和篩選，本文采用剔除粗差的擬準檢定法（QUAD法）（歐吉坤，1999；黃立人，2002）.初選指標ui，

式中vi是第一次解算參數(shù)對各點觀測值擬合的殘差是取vi絕對值的中位值，Rii是由平差因子矩陣計算的投影矩陣的對角元.復選指標為wi，

2.2 多期速度場協(xié)方差衰減參數(shù)的統(tǒng)一

前文研究保證了多期速度場結(jié)果具有統(tǒng)一參考基準，而建立最小二乘配置連續(xù)速度場模型可使測點分布及密度有變化的多期速度場通過擬合推估的網(wǎng)格值進行比較，此時需保證多期速度場的推估模型所反映變形頻域具有一致性.在最小二乘配置解算中決定連續(xù)分布信號空間分布顧及到不同頻域范圍，主要是通過構(gòu)建觀測信號的協(xié)方差陣的函數(shù)模型參數(shù)來控制，經(jīng)過研究采用的高斯型協(xié)方差函數(shù)（江在森和劉經(jīng)南，2010），具體表現(xiàn)形式見公式（5）.

公式（5）式中d為觀測點間的距離，通過對研究區(qū)測點GPS速度進行統(tǒng)計計算得到待定參數(shù)C0和k.針對南北地震帶測點分布南北狹長、東西向較短，而且南、北部邊界均不規(guī)則，不宜直接用全部觀測點做統(tǒng)計.本文選擇與南北地震帶寬度相當?shù)木匦螀^(qū)域進行GPS站信號距離協(xié)方差統(tǒng)計，結(jié)果顯示不同期的相關(guān)尺度有明顯變化，其中2007—2009期結(jié)果相關(guān)尺度明顯偏小，其協(xié)方差大于1%的相關(guān)尺度為439km，這可能與汶川地震震后影響有關(guān)，而其他各期速度場的相關(guān)尺度都在650km以上.為使多期速度場具有可比性，協(xié)方差衰減模型需統(tǒng)一.為了更好表現(xiàn)GPS速度分布反映的地殼變形空間差異，本文按1999—2004期速度場統(tǒng)計給出統(tǒng)一的協(xié)方差參數(shù)，由圖2計算得到k＝0.003299，C0＝10.143.

圖1 南北地震帶地區(qū)相對穩(wěn)定華南地塊的GPS速度場紅色箭頭表示GPS站速度；黑色箭頭表示剔除的粗差速度.（a）1999—2004期；（b）2004—2007期；（c）2007—2009期；（d）2009—2011期；（e）2011—2013期.Fig.1 GPS velocity field of south－north seismic fault zone relative stable Southern China block The red arrows indicate the velocity of GPS stations；black arrows indicate the gross error velocity of GPS stations.（a）1999—2004；（b）2004—2007；（c）2007—2009；（d）2009—2011；（e）2011—2013.

2.3 速度場擬合推估中粗差測點的剔除

把最小二乘配置用于中國大陸大尺度速度場連續(xù)分布的擬合推估時，其表現(xiàn)出很好的抗差能力，當區(qū)域縮小情況下用于顧及較高頻域變形分布的擬合推估時，特別是在觀測點密度較稀疏地區(qū)的粗差點對結(jié)果會有明顯影響.因此粗差點的剔除是需要考慮的問題.剔除粗差點的方法仍然使用上述用于穩(wěn)定基準選取的擬準檢定法（QUAD法），只是由于用最小二乘配置進行擬合推估只需直接采用復選指標來剔除粗差點而無需先通過初選指標篩選.另外，這里用的復選指標也比基準選取時寬松一些，本文采用的指標是3.0，這樣就能夠把占很少量（約占1%～3%）的粗差點剔除出去.

圖2 1999—2004期GPS速度場協(xié)方差統(tǒng)計選擇南北地震帶長寬相當矩形區(qū)間統(tǒng)計.Fig.2 Covariance statistics of GPS velocity field during the period of 1999—2004 The same width of rectangular area as long as north－south seismic belt was choose.

綜上所述，通過對南北地震帶多期速度場統(tǒng)一到以華南地塊為基準的轉(zhuǎn)換（包括用擬準檢驗法對基準區(qū)做穩(wěn)定點組篩選），并在最小二乘配置做速度場擬合推估時選用統(tǒng)一且合適的協(xié)方差衰減參數(shù)，可以保證各期速度場在反映地殼變形的頻域范圍有一致性.針對粗差點剔除，在做最小二乘配置之處理中可采用擬準檢定法剔除粗差點，這樣獲得的多期連續(xù)分布速度場就具有較好的可比性.

3 汶川地震前后南北地震帶地殼運動動態(tài)特征

利用中國地殼運動觀測網(wǎng)絡(luò)和中國大陸構(gòu)造環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò) GPS區(qū)域網(wǎng)1999、2001、2004、2007、2009、2011、2013年復測資料可組成多期次的速度場.為了對多期資料所反映的地殼變形動態(tài)特征進行分析，首先需要獲取反映相對穩(wěn)定的地殼運動趨勢背景期次結(jié)果.本文選取1999—2004期、2004—2007期、2007—2009期、2009—2011期及2011—2013期速度場，制作了0.8°×0.8°的網(wǎng)格速度矢量分布圖（圖3）.

3.1 相對穩(wěn)定華南地塊速度場基本特征及其變化

圖3給出的南北地震帶多期連續(xù)速度場網(wǎng)格值分布圖像顯示，宏觀上多期速度場結(jié)果一致反映了青藏高原物質(zhì)東流受到東側(cè)穩(wěn)定的華南地塊阻擋，使得從南北地震帶西緣較強烈的相對運動與地殼變形逐步衰減，且變形止于東緣.如其中部的東向衰減到與華南地塊邊界帶即趨于零.且速度方向變化呈現(xiàn)明顯的南北分異，在其中北部地區(qū)呈現(xiàn)北東向地殼縮短與北西向地殼伸展張開的特征.北部的速度在衰減過程中其方向由北東逐步轉(zhuǎn)向北或北西，反映北西西向主要塊體邊界帶的擠壓與左旋變形特征.南部在東、南向的速度變化更大，呈現(xiàn)繞阿薩姆構(gòu)造結(jié)順時針扭轉(zhuǎn)向外傳遞與衰減特征.川滇地塊東－南向擠出從北到南一直到滇南地塊都保持較高的速度，與華南地塊的邊界呈顯著左旋變形特征.

從不同期的速度場分辨的差異來看，不僅跨汶川地震的2007—2009期速度圖像顯著受汶川地震顯著震后效應(yīng)影響，2004—2007期速度場在中北部地區(qū)的方向和大小與1999—2004期相比也有很明顯變化，主要顯示有北東向速度增強特征，這種與1999—2004期速度場在較大范圍出現(xiàn)的明顯差異在2007—2009期速度場也有體現(xiàn).但在2009—2011期速度場在宏觀特征上，尤其是在北部地區(qū)網(wǎng)格點速度方向又與1999—2004期速度場相對接近.2011—2013期速度場分布特征與2009—2011期速度場較相似，大致上也與1999—2004期速度場相對接近.

3.2 基于連續(xù)速度場的差值變化圖像特征

為了更直觀地顯示不同期速度場的差異，在解算出相對穩(wěn)定華南地塊各期連續(xù)分布速度場基礎(chǔ)上，求兩期速度場網(wǎng)格值差值構(gòu)成了差值動態(tài)圖像.圖4中從a到d是2004—2007期、2007—2009期、2009—2011期及2011—2013期速度場與1999—2004期速度場的差值變化.圖4e為2007—2009期速度場與2004—2007期速度場的差值變化，圖4f為2011—2013期速度場與2009—2011期速度場的差值變化.

圖3 南北地震帶地區(qū)相對穩(wěn)定華南地塊的網(wǎng)格GPS速度場（a）1999—2004期；（b）2004—2007期；（c）2007—2009期；（d）2009—2011期；（e）2011—2013期.Fig.3 Grid GPS velocity field of south－north seismic fault zone relative stable Southern China block（a）1999—2004；（b）2004—2007；（c）2007—2009；（d）2009—2011；（e）2011—2013.

2004—2007期和2007—2009期相對1999—2004期的速度場差值變化顯著變化的范圍較大.由于2007—2009期速度場差值變化與汶川地震震后調(diào)整有關(guān)，那么震前2004—2007期速度場差值變化（圖4a）的變化則是最為顯著的，它顯示除華南地塊和川滇地塊中南部外的大范圍有相對1999—2004期的北東向速度增強，量值在3～5mm·a－1，這與江在森等（2009）給出利用GPS基準站連續(xù)觀測資料計算的青藏高原相對華南地塊的位移時間序列變化在2005年之后東向、北向運動增強及北東向展布的GPS基線縮短增強在時間上和量值大小上基本一致（江在森等，2009）（圖5）.分析認為可能是蘇門答臘Mw9.2巨震后印度板塊對青藏高原的大尺度推擠有所加強，導致大范圍的北東向地殼運動增強.本文圖中的活動地塊劃分主要按“大陸強震機理與預(yù)測”項目給出的劃分（張培震等，2003），其中對川滇地塊、巴顏喀拉與華南地塊的邊界按照鄧起東等（2014）最新給出的結(jié)果做了調(diào)整，可以看到在2004—2007年出現(xiàn)北東向地殼運動增強在巴顏喀拉地塊東邊界與調(diào)整后的地塊邊界更為一致，對發(fā)生汶川地震的龍門山斷裂帶的影響，主要是增加了平行斷裂方向的右旋剪切，這與江在森等（2009）利用LHAS（拉薩）—YANC（鹽池）—LUZH（瀘州）等基準站計算應(yīng)變參數(shù)的時間序列變化顯示在蘇門答臘巨震后北東東向主壓應(yīng)變與北東向右旋剪切增強一致（江在森等，2009）.GPS連續(xù)站雖然給出了時間過程但只是大空間尺度的相對運動特征，而由GPS區(qū)域網(wǎng)獲得的速度場差值變化的分布則顯示龍門山斷裂帶是北東向運動增強顯著衰減的陡變帶，更顯示出這種右旋剪切增強對龍門山斷裂帶的影響.分析認為，位于巴顏喀拉地塊東邊界的龍門山斷裂帶長期受到擠壓（北東段有右旋），應(yīng)變積累水平已很高，在南東東向構(gòu)造動力持續(xù)作用與積累狀態(tài)下，大尺度地殼運動上對斷裂帶加載右旋剪切的變形，可能對斷裂帶發(fā)生大尺度的破裂錯動起到促進作用.另外，在研究區(qū)西邊緣中部的巴顏喀拉地塊還附加東向運動的增強，這可能是昆侖山口西8.1級地震的震后效應(yīng)所致，1999—2004期速度場已利用2001年前后地震資料扣除昆侖山口西8.1級地震的位移，該地震（震中90.9°E，36.2°N，破裂單側(cè)向東擴展）形成425km長的走滑破裂帶（最大錯動位移約6m），震后斷層的愈合可能需要更長時間.

圖4 多期GPS速度場的速度差值分布（最小二乘配置結(jié)果）（a）（2004—2007年）—（1999—2004年）；（b）（2007—2009年）—（1999—2004年）；（c）（2009—2011年）—（1999—2004年）；（d）（2011—2013年）—（1999—2004）年；（e）（2007—2009年）—（2004—2007年）；（f）（2013—2011年）—（2009—2011年）.Fig.4 Difference GPS velocity field distribution in periods

圖5 青藏塊體相對于華南塊體GPS位移時間序列Fig.5 GPS displacement time series of Qinghai－Tibet block relative South China block

2007—2009期相對1999—2004期的速度場差值變化（圖4b），不僅顯示汶川的震后效應(yīng)顯著，且在整個南北地震帶（除川滇地塊中南部相對1999—2004期的速度變化不顯著外），大部分地區(qū)都有明顯的變化，若將此現(xiàn)象看成是汶川地震震后調(diào)整的影響，那么北部包括已涉及到阿拉善地塊南邊緣的顯著變化似乎不應(yīng)都歸為汶川地震的影響.經(jīng)查閱方穎對地殼運動觀測網(wǎng)絡(luò)基準站青藏高原相對華南地塊位移時間序列跟蹤圖（全國7級地震與地震形勢跟蹤組，2013）知，青藏高原在2005年后東向、北向運動持續(xù)增強，到了2011年初南向位移才有顯著轉(zhuǎn)平，東向位移也有所衰減.為此，本文計算了2007—2009期相對2004—2007期速度場差值變化（圖4e），可以看出，與圖4b相比圖4e在大范圍的差值速度有明顯減小，以龍門山斷裂帶北西側(cè)東東南向運動為主、南東側(cè)北西西向運動為輔的汶川地震震后效應(yīng)顯著區(qū)明顯減小且區(qū)域邊緣相對清晰.考慮到龍門山斷裂帶南段為尚未破裂且閉鎖程度較高的斷裂帶（趙靜等，2012），汶川地震震后調(diào)整對龍門山斷裂帶南段的加載十分顯著.圖4e反映汶川地震震后影響的北部調(diào)整范圍仍然較大（并非個別測站點的影響，處理過程已經(jīng)對柴達木西部個別檢定為粗差點剔除，否則范圍更大），包括在柴達木、祁連地塊東部有明顯調(diào)整變化，這使祁連、柴達木和巴顏喀拉地塊邊界東部都有一定尺度左旋剪切響應(yīng).而在更靠近破裂帶的甘東南至甘陜交界地區(qū)變化卻很小，此地區(qū)明顯與長期以來5級地震空區(qū)有關(guān)，可能屬于本底應(yīng)力水平高而對汶川地震響應(yīng)不協(xié)調(diào)的低響應(yīng)地帶.2013年7月22日在該區(qū)內(nèi)發(fā)生了甘肅岷縣漳縣6.6級地震（震中104.2°E，34.5°N），顯示該區(qū)地震活動開始顯著增強.從該期川滇地塊的差值速度分布來看，僅在北部很有限的范圍受汶川地震震后調(diào)整引起東向運動增強及與東邊界帶呈現(xiàn)近東西向擠壓增強，川滇地塊北部邊界的鮮水河斷裂帶的差值速度呈現(xiàn)與左旋背景反向的右旋扭動顯著，這就可能使鮮水河斷裂帶的應(yīng)變積累減緩.川滇地塊整體向南偏東擠出運動并沒有增強，但東邊界左旋與西邊界右旋均略有增強.

2009—2011期與1999—2004期速度場差值變化（圖4c）明顯比上兩期變化小，顯示2009—2011年期間南北地震帶相對華南地塊的運動總體上與1999—2004年漸趨一致.汶川地震震后效應(yīng)的區(qū)域明顯減小，收縮到巴顏喀拉地塊東部靠近邊界帶有限區(qū)間，巴顏喀拉地塊東邊界帶東南側(cè)的四川盆地西北向運動響應(yīng)的衰減更為明顯，進一步顯示震后效應(yīng)主要受東偏南向推擠的主構(gòu)造動力作用控制.受此影響，龍門山斷裂帶南段地殼應(yīng)變積累的加載仍然相對于長期背景速度有顯著加大，2013年4月20日在龍門山斷裂帶南段發(fā)生了四川蘆山7.0級地震（103.0°E，30.3°N）就是在汶川地震后該斷裂帶應(yīng)變積累持續(xù)加強背景下發(fā)生的.巴顏喀拉地塊北邊界東段（東昆侖斷裂）仍有明顯的與斷裂帶構(gòu)造變形背景一致的左旋剪切增強的響應(yīng).巴顏喀拉地塊南邊界東段的鮮水河斷裂帶附近速度場差值變化繼續(xù)呈現(xiàn)與背景反向的右旋扭動，川滇地塊北部近東西向擠壓的相對運動也較為明顯，但川滇地塊整體向南偏東擠出運動也沒有增強，而在其中南部北東向運動有所增強.另外，研究區(qū)西部出現(xiàn)一定的北向及北北東向運動增強，到祁連地塊北邊界帶衰減到趨于0，表明大尺度相對運動對祁連地塊北邊界帶中西段的加載有增強.在研究區(qū)西邊緣中部巴顏喀拉地塊北、南邊界相對1999—2004期速度有一定的左旋扭動，可能與昆侖山地震震后效應(yīng)及玉樹地震有關(guān).

2011—2013期與1999—2004期速度場差值變化（圖4d）總體顯示這期相對于1999—2004期速度場差值變化已不顯著.汶川地震震后影響的幅度、范圍繼續(xù)減小，雖然此期間在龍門山斷裂帶南段發(fā)生了2013年4月20日四川蘆山7.0級地震，但可能由于蘆山地震屬于以逆沖為主兼有少量左旋走滑的盲斷層錯動（徐錫偉等，2008），其引起地表變形的規(guī)模和范圍有限（Wu et al.，2013；Jiang et al.，2014），并完全基于GPS連續(xù)站對蘆山地震的同震位移做了很好扣除（中國地震局預(yù)測研究所在汶川地震后建設(shè)的GPS連續(xù)觀測臨時站一直堅持運行，與四川省地震局的GPS連續(xù)站和陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)基準站聯(lián)合解算），所以從圖4d看不出蘆山地震對汶川地震破裂后變形衰減的影響.對汶川地震破裂帶西北測的東昆侖斷裂帶的左旋剪切影響，以及對破裂帶西南側(cè)川滇地塊北邊界鮮水河斷裂帶右旋剪切響應(yīng)仍很明顯.總體上看，汶川地震對鮮水河斷裂帶的影響主要是引起右旋剪切的響應(yīng)，因而會顯著減緩斷裂帶左旋剪切應(yīng)變積累而可能降低該斷裂帶的地震危險性，而對川滇地塊東邊界北部東向擠壓增強的響應(yīng)不會減緩其應(yīng)變積累.另外，在研究區(qū)西部邊緣的巴顏喀拉地塊與柴達木地塊仍有相對于1999—2004期速度場的左旋運動增強變化顯示.祁連地塊中西部北東向或北東東向運動相對1999—2004期速度場仍有增強影響.

雖然圖4c、d反映的2009—2011期及2011—2013期與1999—2004期的差值速度在明顯變化的范圍和幅度上都比前兩個時段的小，但從圖像上也可以看到這兩個時段的速度場差值變化也有一定不同.為了把這種差異直觀表現(xiàn)出來，進一步計算了2011—2013期與2009—2011期的速度場差值變化（圖4f）.結(jié)果顯示，2011—2013期速度相對2009—2011期的差值速度除巴顏喀拉地塊東部的變化可能與汶川地震震后效應(yīng)衰減有關(guān)外，在川滇地塊中北部近南向運動有所增強，量值2mm·a－1左右，南部為南西向運動增強，量值3mm·a－1左右，對比背景速度場分布（圖3a）反映川滇地塊的運動相對上一期在增強，今年在川滇地塊東邊界主斷裂的小江斷裂帶東側(cè)發(fā)生的魯?shù)?.5級地震打破了該東邊界帶長期6級以上地震的平靜，顯示地震活動的增強.另外，祁連、柴達木地塊東部南東向運動有增強，量值在2～3mm·a－1之間.

速度場差值變化圖反映兩期速度之間的動態(tài)變化.根據(jù)這幾期的速度場變化圖，對南北地震帶在汶川地震之后主要的形變機制做出可能的推斷：（1）汶川地震之后，由于同震效應(yīng)導致巴彥喀拉塊體上部脆性層突然的近東向加速運動.由于黏彈性松弛效應(yīng)使得脆性層的加速運動帶動下部黏性物質(zhì)的加速.同時，可能由于脆性層將動能大部分傳遞給下部黏性物質(zhì)，導致汶川地震震后效應(yīng)迅速衰減.（2）巴彥喀拉塊體到川滇塊體下面似乎存在一個軟流通道.被加速的軟流物質(zhì)順著通道流入川滇塊體下部，又對地殼形成了拖曳作用，且流動過程存在衰減.又由于黏彈性松弛的滯后性使得川滇塊體地表位移場在汶川地震后的2011年才有了一定程度的加速.

4 主要結(jié)論與討論

本文利用中國地殼運動觀測網(wǎng)絡(luò)和中國大陸構(gòu)造環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)GPS區(qū)域站7期復測資料，建立了南北地震帶地區(qū)相對于穩(wěn)定的華南地塊的多期速度場，并討論了建立多期具有可比性的速度場的方法問題，采取兩期速度場差值變化的分析方法，研究了南北地震帶地區(qū)近十多年來特別是在2008年汶川8.0級地震前后的動態(tài)變化過程，得到了以下結(jié)果和認識：

（1）為使多期速度場具有可比性，首先需要嚴格選擇多期速度場具有穩(wěn)定性較高的統(tǒng)一基準.對于南北地震帶多期速度場的比較分析，選擇與之毗連的華南地塊較為理想.對華南地塊解算基準參數(shù)的觀測點群需剔除不穩(wěn)定點，采用擬準檢定法（QUAD法），在做初選時需要考慮初算結(jié)果可能存在基準偏移的問題，本文提出以Σ｜pivi－｜＝min對基準偏移量做出估計來改進初選指標，可有效抑制初算結(jié)果可能出現(xiàn)基準偏移對穩(wěn)定點篩選的影響.適當放寬初選指標，而提高復選指標，通過初選后進入復選循環(huán)計算，可較有效剔除“不合群”的趨勢偏離小群，并避免剔除不該剔除的點.

（2）通過最小二乘配置帶誤差濾波的模型以GPS站點實測速度為觀測信號建立空間連續(xù)分布速度場，在用于多期速度場比較分析中，需通過多期速度場觀測數(shù)據(jù)分析其速度協(xié)方差分布，選擇統(tǒng)一且適當?shù)膮f(xié)方差衰減參數(shù)，使多期速度場在顧及地殼變形頻域范圍的一致性，也是速度場可比性的要求.另外，在應(yīng)用最小二乘配置進行GPS速度場連續(xù)分布（信號）擬合推估時，剔除粗差點有助于提高速度場分布的可靠性.

（3）通過對十多年來南北地震帶相對穩(wěn)定的華南地塊的多期速度場的比較分析表明，區(qū)域地殼運動存在顯著大于GPS觀測誤差的動態(tài)變化，可通過兩期速度差值分布直觀清晰地顯示.在2004—2007年及2007—2009年相對于1999—2004年南北地震帶地區(qū)中北部地區(qū)存在大范圍的北東向運動增強（量值在3～5mm·a－1）過程，這與基于中國大陸GPS基準站給出的在2004年蘇門答臘巨震后青藏高原北東向運動增強的時序過程相符.而通過有空間分布密度優(yōu)勢區(qū)域網(wǎng)復測資料解算的分期速度場差值變化分布可以看到這種北東向運動增強在巴顏喀拉地塊東部邊界是由大變小到趨于零的陡變帶（按鄧起東（2014）新發(fā)表文獻調(diào)整后的外邊界），對龍門山斷裂帶有顯著的右旋剪切加載，推測認為這可能對汶川地震的發(fā)生有促進作用.

（4）2007—2009年與2004—2007年的速度場差值變化等圖像顯示，在2007—2009年間汶川地震的調(diào)整影響范圍較大，其北部包括祁連、柴達木地塊東部都有明顯的南東東向運動響應(yīng)，但距破裂帶更近的甘東南至甘陜交界地區(qū)響應(yīng)非常小，可能是背景應(yīng)力應(yīng)變積累水平較高的地帶.但巴顏喀拉地塊北邊界帶東部的東昆侖斷裂帶左旋剪切的響應(yīng)明顯.汶川地震震后效應(yīng)對龍門山斷裂帶南段為顯著的持續(xù)加載過程，而對鮮水河斷裂帶表現(xiàn)為與應(yīng)變積累背景相反的右旋扭動響應(yīng).在汶川地震過程及震后直到2011年，對川滇地塊主要在北部或中北部及其邊界有近東西向擠壓增強，但整個川滇地塊南東向擠出滑移的運動背景并沒有增強，而2011—2013年相對2009—2011年有所增強（量值為2～3mm·a－1）.

致謝 感謝中國地震局預(yù)測研究所方穎老師提供最新的GPS時間序列結(jié)果.感謝中國地殼運動觀測網(wǎng)絡(luò)和中國大陸構(gòu)造環(huán)境檢測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心提供數(shù)據(jù).

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