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摘要：利用中国地壳运动观测网络1999～2009年5期的GPS观测数据，选择以区域重心基准为参考的方法，从大地形变测量的角度分析和研究了小江断裂近期及其各段的地壳形变信息。结果显示：小江断裂近期具有明显的左旋走滑运动特征，并具有一定的张扭性质，这种运动性质在汶川地震前后具有很好的继承性，这也说明了汶川大地震对小江断裂的总体运动趋势并未造成太大的影响。2007～2009年的GPS资料显示小江断裂北段的平均滑动速率为475 mm/a，平均张扭速率为065 mm/a；中段的平均滑动速率为555 mm/a，平均张扭速率为155 mm/a；南段的平均滑动速率为472 mm/a，平均张扭速率为32 mm/a。
关键词：小江断裂带；GPS；重心参考基准；地壳运动特征；分段差异
中图分类号：P31572文献标识码：A文章编号：1000-0666（2012）02-0207-06
0引言
小江断裂带为近南北走向，全长约400 km，分为北、中、南三段：北段自巧家顺金沙江、小江河谷而下，经蒙故至东川小江村，呈单一结构；中断自小江村分成东西两支，东支往南分别经新村、寻甸到宜良徐家渡，西支分别经汤丹、乌龙、嵩明杨林到阳宗海，两支相距12～16 km；南段自宜良、阳宗海往南，东、西两支各分成2～4条分支，分支平行发育或斜裂交叉，宏观呈辫状（皇甫岗等，2010）。
多年来，国内许多地震工作者利用地质、地球物理和经典大地测量方法，分析研究了小江断裂带地壳形变信息，并取得了一些成果，如小江断裂带第四纪以来的水平走滑运动速率最大可达10 mm/a，最小仅为25 mm/a（毛玉平，韩新民，2003）。全新世以来，小江断裂带平均滑动速率为：北段4～86 mm/a；中段东支48 mm/a，西支64 mm/a；南段25～48 mm/a（皇甫岗等，2010）。
自1998年中国地壳运动观测网络建成以来，分别于1999、2001、2004、2007和2009年对区域点进行了5期GPS观测，其中在小江断裂带附近分布有23个监测点（图1）。笔者利用23个监测点的5期GPS观测资料，分析小江断裂的近期地壳运动特征。图1小江断裂带监测点分布图
Fig1Layout of the GPS observation
points of Xiaojiang River Fault1资料处理
针对小江断裂带附近分布的23个监测点记录的5期GPS观测资料，联合区域IGS站的GPS观测数据（BJFS、WUHN、LHAS、URUM、KUNM、SHAO、XIAN、IRKT、KIT3、TWTF、GUAM、PIMO、BHR2、HYDE、PBR2、BAKO、NTUS、BAN2），利用Gamit软件对其进行载波相位处理，获得单日松弛解（卫星星历采用IGS精密星历）；然后利用Globk软件，综合本期观测的所有合并后的单日松弛解，以ITRF 2000为参考框架，分别获得了各期坐标综合解，在此基础上，最终获得了小江断裂及附近1999～2001、2001～2004、2004～2007、2007
～2009年4个时段的速度场（表1）。
为了确保数据可靠，我们将获得的速度值与赖锡安等（2004）给出的监测点在ITRF2000框架下的速度值比较，结果仅有很小的差别，造成这种很小差别的原因，可能是由于在获取速度时，所固定的IGS站不完全相同造成的，这说明本文数据处理比较可靠。
2小江断裂带地壳水平运动特征
图2显示的是在ITRF2000参考框架下，1999～2009年4个时段小江断裂带及附近地区的运动速度场，从图中可以看出，小江断裂及附近地区地壳水平运动主要以东偏南方向运动为主，这主要由来自于青藏高原受印度板块推挤的继承性影地震研究35卷第2期施发奇等：GPS资料揭示的小江断裂近期运动特征表1在ITRF2000框架下获得的2007～2009年小江断裂及附近速度信息
Tab1GPS velocity field of Xiaojiang River Fault and its surrounding area
under the ITRF2000 reference framework from 2007 to 2009
监测点φN/（°）λE/（°）东西向速度
Ve /（mm·a-1）南北向速度
Vn/（mm·a-1）东西向速度精度
Esig/mm南北向速度精度
Nsig / mmH1082693102913605-1989134086H1092662102613748-2481123077H1102669102263781-2537138090H1192641103233382-1440112070H1202611103173646-1742154098H1212600102533486-2426145087H1262561103243705-1624162104H1272580102943318-2078150098H1282558102513379-2401129083H1342524102523739-1713189128H1352516102073077-2042176118H1432477103263363-1360136088H1442468102923152-1630179124H1452468102152574-1981173111H1492438102583078-1809314180H1502419102442615-1984133085H1512407101982895-1992133083H1542411103423426-1435183111H1642347103403339-1819149094H1652371103282968-1092150094 图21999～2009年小江断裂及附近GPS速度场（ITRF2000框架）
（a）1999～2001年；（b）2001～2004年；（c）2004～2007年；（d）2007～2009年
Fig2GPS velocity field of Xiaojiang River Fault and its surrounding area from 1999 to 2009
（relative to the ITRF2000 reference framework）响造成的。根据监测点的分布情况，提取地壳运动的时空变化曲线，并对其结果进行多项式拟合（图3）。
从图3可以看出，小江断裂及附近地区近10年来5期GPS观测资料揭示的地壳运动水平变化量和形变特征比较一致。从1999～2009年东西向运动速度看（图3中黑色曲线和灰色曲线），小江断裂附近地区从西至东，地壳水平张扭速率接近线性变化，从25 mm/a逐渐增加到35 mm/a，反映出显著的张裂运动，但其张扭速度逐渐减小。从南北向的运动速度看（图3中红色曲线和粉色曲线），断裂东西两侧存在一个明显的错动，地壳水平张扭速率从20 mm/a逐渐衰减到10 mm/a，小江断裂反映出显著的左旋走滑运动特征。从整个GPS剖面水平变化量来看，小江断裂运动特征具有很好的继承性，即使在2008年汶川80级大地震发
生前后（2004～2007年和2007～2009年GPS剖面水平变化量），这种继承性仍然保持，这说明2008年汶川大地震对小江断裂的总体运动趋势并未造成太大的影响。
3小江断裂近期运动及分段差异运动特征31参考基准的选择从图2可以看出，在全球参考框架（ITRF2000）下，小江断裂及附近地区地壳水平运动主要以东偏南方向的运动为主，反映出其所处块体的整体运动趋势，但不能直观地了解小江断裂各盘或者各分段的差异运动，更无法了解其详细的地壳变化特征。因此，必须选择一个合适的参考基准，将断裂各盘或者各分段的差异运动直观图3GPS剖面水平变化量、多项式拟合曲线
（a）1999～2001年；（b）2001～2004年；（c）2004～2007年；（d）2007～2009年
Fig3Horizontal variation of GPS section and polynomial fitting curve地表现出来，进而对小江断裂各段的地壳运动特征进行更详细地分析。通过试算和分析，笔者认为以重心基准为参考能很好地反映断裂的差异运动。
假设在某个参考框架下求得的n个点，位移值记为Vxi、Vyi、Vzi，此时若附加条件要求：∑n1Vxi=0
∑n1Vyi=0
∑n1Vzi=0,（1）在条件（1）下求得各点的位移，VGxi、VGyi、VGzi即为重心基准下的位移，若重心坐标记为VGx0=∑n1Vxin
VGy0=∑n1Vyin
VGz0=∑n1Vzin，（2）则以重心为基准的位移为VGxi=Vxi-VGx0
VGyi=Vyi-VGy0
VGzi=Vzi-VGz0（3）区域重心参考基准通常用于全部监测点位于变形区内，我们并不关心变形区整体的平移运动，而主要关心变形区内相对位移的情况（赖锡安等，2004）。
32小江断裂带的近期运动特征
通过以上基准的选择，将监测点在全球参考框架（IRTF2000）基准下的水平速度信息按照（1）～（3）式归算到区域重心参考基准下，得到了小江断裂带的近期地壳运动特征，并对小江断裂各分段位于不同盘（断裂东侧和西侧）的站点求取平均值，以表现断裂各分段的平均运动特征（图4）。
从图4中可以看出，小江断裂的北段、中段和南段具有明显的左旋走滑运动特征，并兼具张扭性质；根据2007～2009年断裂各段两侧的平均运动速率，得到北段的平均滑动速率为52 mm/a，平均张扭速率为16 mm/a；中段的平均滑动速率为50 mm/a，平均张扭速率为28 mm/a；南段的平均滑动速率为48 mm/a，平均张扭速率为38 mm/a。
33小江断裂带分段差异运动的计算
根据小江断裂北、中、南分段划分的情况，我们将1999～2009年5期观测资料的4个速度信息归算到重心参考基准下，并根据测点与断裂带的相互位置计算了沿断裂及垂直断裂各期资料所揭示的运动变化特征（表2）。
从表2中可以看出：自1999年以来小江断裂的北、中、南3段左旋走滑运动特征明显，速率一直保持在25～78 mm/a，滑动速率比较均匀，且随着时间的推移，表现较强的线性变化；另外，小江断裂还具有一定的张扭运动特征，在从北到南的空间分布上，张扭运动的量级逐渐增大，从065 mm/a增大到32 mm/a，这是否由于小江断裂南段和曲江断裂及红河断裂相连接，受到这些断裂的阻挡所造成，或者资料揭示的运动信息包含这些图42007～2009年小江断裂的
分段运动特征（基于重心基准）
Fig4Segmentation motion features of Xiaojiang
River Fault from 2007 to 2009（relative to
reference of center of gravity）断裂的地壳形变等，这些都需要进一步考证。
表2小江断裂带分段运动特征
Tab2Segmentation motion features of Xiaojiang River Fault
时段沿断裂滑动速率/
（mm·a-1）垂直断裂运动速率/
（mm·a-1）北段中段南段北段中段南段1999～2001年6259250522532001～2004年3867780401342004～2007年3846380111022007～2009年525048162838平均速率475555472065155324结论
通过对1999～2009年小江断裂及附近地区5期地壳运动观测网络区域站观测资料的收集处理，我们得出以下结论：
（1）小江断裂及附近地区地壳水平运动主要以东偏南方向运动为主，这主要受来自于青藏高原受印度板块推挤的继承性影响。
（2）小江断裂具有明显的左旋走滑运动特征，并具有一定的张扭性质。
（3）小江断裂北、中、南3段具有显著的走滑运动特征，表现为较强的线性变化。另外，小江断裂带还具有一定的张扭运动特征，而且从北向南，张扭运动的量级逐渐增大，这是否受到曲江断裂、红河断裂的影响所造成，还需要考证。
（4）小江断裂近期的水平运动特征表现为：北段的平均滑动速率为475 mm/a，平均张扭速率为065 mm/a；中段的平均滑动速率为555 mm/a，平均张扭速率为155 mm/a；南段的平均滑动速率为472 mm/a，平均张扭速率为32 mm/a。
（5）从整个GPS剖面水平变化量来看，小江断裂的运动特征具有很好的继承性，即使在2008年汶川大地震发生前后（2004～2007年和2007～2009年GPS剖面水平变化量），这种继承性仍然保持，这说明2008年汶川大地震对小江断裂的总体运动趋势并未造成太大的影响。
参考文献：
皇甫岗，陈颙，秦嘉政，等2010云南地震活动性［M］.昆明：云南科技出版社
赖锡安，黄立人，徐菊生2004中国大陆现今地壳运动［M］.北京：地震出版社
毛玉平，韩新民2003云南地区强震（M≥6）研究［M］.昆明：云南科技出版社
关键词：小江断裂带；GPS；重心参考基准；地壳运动特征；分段差异
中图分类号：P31572文献标识码：A文章编号：1000-0666（2012）02-0207-06
0引言
小江断裂带为近南北走向，全长约400 km，分为北、中、南三段：北段自巧家顺金沙江、小江河谷而下，经蒙故至东川小江村，呈单一结构；中断自小江村分成东西两支，东支往南分别经新村、寻甸到宜良徐家渡，西支分别经汤丹、乌龙、嵩明杨林到阳宗海，两支相距12～16 km；南段自宜良、阳宗海往南，东、西两支各分成2～4条分支，分支平行发育或斜裂交叉，宏观呈辫状（皇甫岗等，2010）。
多年来，国内许多地震工作者利用地质、地球物理和经典大地测量方法，分析研究了小江断裂带地壳形变信息，并取得了一些成果，如小江断裂带第四纪以来的水平走滑运动速率最大可达10 mm/a，最小仅为25 mm/a（毛玉平，韩新民，2003）。全新世以来，小江断裂带平均滑动速率为：北段4～86 mm/a；中段东支48 mm/a，西支64 mm/a；南段25～48 mm/a（皇甫岗等，2010）。
自1998年中国地壳运动观测网络建成以来，分别于1999、2001、2004、2007和2009年对区域点进行了5期GPS观测，其中在小江断裂带附近分布有23个监测点（图1）。笔者利用23个监测点的5期GPS观测资料，分析小江断裂的近期地壳运动特征。图1小江断裂带监测点分布图
Fig1Layout of the GPS observation
points of Xiaojiang River Fault1资料处理
针对小江断裂带附近分布的23个监测点记录的5期GPS观测资料，联合区域IGS站的GPS观测数据（BJFS、WUHN、LHAS、URUM、KUNM、SHAO、XIAN、IRKT、KIT3、TWTF、GUAM、PIMO、BHR2、HYDE、PBR2、BAKO、NTUS、BAN2），利用Gamit软件对其进行载波相位处理，获得单日松弛解（卫星星历采用IGS精密星历）；然后利用Globk软件，综合本期观测的所有合并后的单日松弛解，以ITRF 2000为参考框架，分别获得了各期坐标综合解，在此基础上，最终获得了小江断裂及附近1999～2001、2001～2004、2004～2007、2007
～2009年4个时段的速度场（表1）。
为了确保数据可靠，我们将获得的速度值与赖锡安等（2004）给出的监测点在ITRF2000框架下的速度值比较，结果仅有很小的差别，造成这种很小差别的原因，可能是由于在获取速度时，所固定的IGS站不完全相同造成的，这说明本文数据处理比较可靠。
2小江断裂带地壳水平运动特征
图2显示的是在ITRF2000参考框架下，1999～2009年4个时段小江断裂带及附近地区的运动速度场，从图中可以看出，小江断裂及附近地区地壳水平运动主要以东偏南方向运动为主，这主要由来自于青藏高原受印度板块推挤的继承性影地震研究35卷第2期施发奇等：GPS资料揭示的小江断裂近期运动特征表1在ITRF2000框架下获得的2007～2009年小江断裂及附近速度信息
Tab1GPS velocity field of Xiaojiang River Fault and its surrounding area
under the ITRF2000 reference framework from 2007 to 2009
监测点φN/（°）λE/（°）东西向速度
Ve /（mm·a-1）南北向速度
Vn/（mm·a-1）东西向速度精度
Esig/mm南北向速度精度
Nsig / mmH1082693102913605-1989134086H1092662102613748-2481123077H1102669102263781-2537138090H1192641103233382-1440112070H1202611103173646-1742154098H1212600102533486-2426145087H1262561103243705-1624162104H1272580102943318-2078150098H1282558102513379-2401129083H1342524102523739-1713189128H1352516102073077-2042176118H1432477103263363-1360136088H1442468102923152-1630179124H1452468102152574-1981173111H1492438102583078-1809314180H1502419102442615-1984133085H1512407101982895-1992133083H1542411103423426-1435183111H1642347103403339-1819149094H1652371103282968-1092150094 图21999～2009年小江断裂及附近GPS速度场（ITRF2000框架）
（a）1999～2001年；（b）2001～2004年；（c）2004～2007年；（d）2007～2009年
Fig2GPS velocity field of Xiaojiang River Fault and its surrounding area from 1999 to 2009
（relative to the ITRF2000 reference framework）响造成的。根据监测点的分布情况，提取地壳运动的时空变化曲线，并对其结果进行多项式拟合（图3）。
从图3可以看出，小江断裂及附近地区近10年来5期GPS观测资料揭示的地壳运动水平变化量和形变特征比较一致。从1999～2009年东西向运动速度看（图3中黑色曲线和灰色曲线），小江断裂附近地区从西至东，地壳水平张扭速率接近线性变化，从25 mm/a逐渐增加到35 mm/a，反映出显著的张裂运动，但其张扭速度逐渐减小。从南北向的运动速度看（图3中红色曲线和粉色曲线），断裂东西两侧存在一个明显的错动，地壳水平张扭速率从20 mm/a逐渐衰减到10 mm/a，小江断裂反映出显著的左旋走滑运动特征。从整个GPS剖面水平变化量来看，小江断裂运动特征具有很好的继承性，即使在2008年汶川80级大地震发
生前后（2004～2007年和2007～2009年GPS剖面水平变化量），这种继承性仍然保持，这说明2008年汶川大地震对小江断裂的总体运动趋势并未造成太大的影响。
3小江断裂近期运动及分段差异运动特征31参考基准的选择从图2可以看出，在全球参考框架（ITRF2000）下，小江断裂及附近地区地壳水平运动主要以东偏南方向的运动为主，反映出其所处块体的整体运动趋势，但不能直观地了解小江断裂各盘或者各分段的差异运动，更无法了解其详细的地壳变化特征。因此，必须选择一个合适的参考基准，将断裂各盘或者各分段的差异运动直观图3GPS剖面水平变化量、多项式拟合曲线
（a）1999～2001年；（b）2001～2004年；（c）2004～2007年；（d）2007～2009年
Fig3Horizontal variation of GPS section and polynomial fitting curve地表现出来，进而对小江断裂各段的地壳运动特征进行更详细地分析。通过试算和分析，笔者认为以重心基准为参考能很好地反映断裂的差异运动。
假设在某个参考框架下求得的n个点，位移值记为Vxi、Vyi、Vzi，此时若附加条件要求：∑n1Vxi=0
∑n1Vyi=0
∑n1Vzi=0,（1）在条件（1）下求得各点的位移，VGxi、VGyi、VGzi即为重心基准下的位移，若重心坐标记为VGx0=∑n1Vxin
VGy0=∑n1Vyin
VGz0=∑n1Vzin，（2）则以重心为基准的位移为VGxi=Vxi-VGx0
VGyi=Vyi-VGy0
VGzi=Vzi-VGz0（3）区域重心参考基准通常用于全部监测点位于变形区内，我们并不关心变形区整体的平移运动，而主要关心变形区内相对位移的情况（赖锡安等，2004）。
32小江断裂带的近期运动特征
通过以上基准的选择，将监测点在全球参考框架（IRTF2000）基准下的水平速度信息按照（1）～（3）式归算到区域重心参考基准下，得到了小江断裂带的近期地壳运动特征，并对小江断裂各分段位于不同盘（断裂东侧和西侧）的站点求取平均值，以表现断裂各分段的平均运动特征（图4）。
从图4中可以看出，小江断裂的北段、中段和南段具有明显的左旋走滑运动特征，并兼具张扭性质；根据2007～2009年断裂各段两侧的平均运动速率，得到北段的平均滑动速率为52 mm/a，平均张扭速率为16 mm/a；中段的平均滑动速率为50 mm/a，平均张扭速率为28 mm/a；南段的平均滑动速率为48 mm/a，平均张扭速率为38 mm/a。
33小江断裂带分段差异运动的计算
根据小江断裂北、中、南分段划分的情况，我们将1999～2009年5期观测资料的4个速度信息归算到重心参考基准下，并根据测点与断裂带的相互位置计算了沿断裂及垂直断裂各期资料所揭示的运动变化特征（表2）。
从表2中可以看出：自1999年以来小江断裂的北、中、南3段左旋走滑运动特征明显，速率一直保持在25～78 mm/a，滑动速率比较均匀，且随着时间的推移，表现较强的线性变化；另外，小江断裂还具有一定的张扭运动特征，在从北到南的空间分布上，张扭运动的量级逐渐增大，从065 mm/a增大到32 mm/a，这是否由于小江断裂南段和曲江断裂及红河断裂相连接，受到这些断裂的阻挡所造成，或者资料揭示的运动信息包含这些图42007～2009年小江断裂的
分段运动特征（基于重心基准）
Fig4Segmentation motion features of Xiaojiang
River Fault from 2007 to 2009（relative to
reference of center of gravity）断裂的地壳形变等，这些都需要进一步考证。
表2小江断裂带分段运动特征
Tab2Segmentation motion features of Xiaojiang River Fault
时段沿断裂滑动速率/
（mm·a-1）垂直断裂运动速率/
（mm·a-1）北段中段南段北段中段南段1999～2001年6259250522532001～2004年3867780401342004～2007年3846380111022007～2009年525048162838平均速率475555472065155324结论
通过对1999～2009年小江断裂及附近地区5期地壳运动观测网络区域站观测资料的收集处理，我们得出以下结论：
（1）小江断裂及附近地区地壳水平运动主要以东偏南方向运动为主，这主要受来自于青藏高原受印度板块推挤的继承性影响。
（2）小江断裂具有明显的左旋走滑运动特征，并具有一定的张扭性质。
（3）小江断裂北、中、南3段具有显著的走滑运动特征，表现为较强的线性变化。另外，小江断裂带还具有一定的张扭运动特征，而且从北向南，张扭运动的量级逐渐增大，这是否受到曲江断裂、红河断裂的影响所造成，还需要考证。
（4）小江断裂近期的水平运动特征表现为：北段的平均滑动速率为475 mm/a，平均张扭速率为065 mm/a；中段的平均滑动速率为555 mm/a，平均张扭速率为155 mm/a；南段的平均滑动速率为472 mm/a，平均张扭速率为32 mm/a。
（5）从整个GPS剖面水平变化量来看，小江断裂的运动特征具有很好的继承性，即使在2008年汶川大地震发生前后（2004～2007年和2007～2009年GPS剖面水平变化量），这种继承性仍然保持，这说明2008年汶川大地震对小江断裂的总体运动趋势并未造成太大的影响。
参考文献：
皇甫岗，陈颙，秦嘉政，等2010云南地震活动性［M］.昆明：云南科技出版社
赖锡安，黄立人，徐菊生2004中国大陆现今地壳运动［M］.北京：地震出版社
毛玉平，韩新民2003云南地区强震（M≥6）研究［M］.昆明：云南科技出版社