林鸿杰 占惠 李光明 林淑冰

（厦门地震勘测研究中心 福建厦门 361021）

摘 要：利用福建天马场地2009—2016年的水准测量资料和GPS测量资料，通过对资料进行数据处理并综合分析，研究福建天马场地多年观测资料数据和该地区地壳形变的关系。分析结果表明福建天马场地内以压性型态为主，并有持续性特征，水平形变要比垂直形变更加显著；在年周期变化上，天马场地水准资料的年周期特征比GPS资料更加明显。得出结论为：近几年天马场地的地壳活动仍然十分活跃，应密切关注。

关键词：水准 GPS 地壳形变

中图分类号：P31 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）02（b）-0013-03

Abstract：Using the leveling measurements data and the GPS measurements data of Fujian-tianma site from 2009 to 2016，the authors process and analyze the relevant data to research the relationship between many yearsobservation data and crustal deformation in Fujian-tianma site.The analysis results show that he Fujian-tianma site is mainly a type of extrusion with a persistent feature，and its horizontal deformation is more distinct than the vertical deformation；as for the change of annual cycle in Fujian-tianma site，the leveling measurements data is more obvious than the GPS data. At last the authors come to the conclusion that in recent years Fujian-tianma site is still very active，so more attention should be paid to.

Key Words：Leveling；GPS；Crustal deformation

福建沿海地区自古以来是地震多发区，为了地震监测和科研的需要，1976年福建省地震综合队（现厦门地震勘测研究中心）在厦门岛外勘选并组建了天马水准测量场地。天马场地跨越了长乐—— 诏安断裂带的次一级构造断裂，在场地的核心地带建有天马形变台，作为福建省唯一的定点水准观测台站，其基本任务为：应用精密测量监测断裂运动，为地震研究和中短期预报提供准确、完整的观测资料[1]。

该文基于2009—2016年期间天马地震台提供的定点水准数据，厦门地震勘测研究中心监测作业组提供的跨断层流动水准数据和流动GPS观测数据，结合天马场地所处的地质构造背景，分析水准数据和GPS数据的时空变化率，从而综合水准和GPS资料研究近年来天马场地的地壳形变特征。

1 资料概况

1.1 定点水准资料

定点水准项目作为天马场地主要观测手段，从1976年建场起开始观测，连续至今，提供了近13 000期的高精度水准观测成果。该项目的资料数据由天马地震台人员实施野外观测采集，使用仪器为德国蔡司厂Ni004，按规范要求整理资料，并按时将资料寄交到国家地震台网中心等单位。

该文利用的天马场地定点水准资料从2009年开始，采用连续4年来完整的6个测段数据（E1—G—S，G—W—W2—M2—G），以高差月均值为研究指标。

1.2 跨断层流动水准资料

跨断层流动水准项目是天马场地另一个主要观测手段，从2000年开始选点埋石，2001年开始观测，连续观测至今近15年，该项目的资料数据由厦门地震勘测研究中心监测作业组人员实施野外观测采集，使用仪器为德国蔡司厂Ni002，按规范要求整理资料，至今提供了近180期的高精度水准观测资料。跨断层流动水准观测路线为TM1—TM2—W2—G—S—TM3—TM4。

该文利用的天马场地跨断层流动水准资料从2009年开始，采用连续7年来完整的6个测段数据，以高差月值为研究指标。

1.3 跨断层流动GPS资料

根据“福建省前兆流动观测项目的流动GPS观测项目”的要求，2009—2011年厦门地震勘测研究中心完成了天马跨断层短边GPS场地观测共六期。2009年至今厦门地震勘测研究中心完成了天马跨断层短边GPS场地观测共六期，第一期观测时间为2009年7月22日～7月25日，第二期观测时间为2009年9月25日～9月28日，第三期观测时间为2010年1月15日～1月18日，第四期观测时间为2010年8月10日～8月14日，第五期观测时间为2011年4月19日～4月22日，第六期观测时间为2011年10月21日～10月24日。天马场地GPS站点共有4个GPS观测点，其中TM04站点位于天马场地之外的翔安西岩山上，具体的天马场地GPS站点如表1所示。

由于2009年第一期观测中天马西点（TM02）在年积日204观测时，因大雨致使GPS接收机发生故障，放弃观测，第一期该点没有数据，因此第一期有效观测成果为3个站点。所以从数据的一致性考虑，该文利用的天马场地跨断层流动GPS资料选择从2009年第二期（同时也为总第二期）开始，采用连续5期完整的跨断层流动GPS观测数据，以GPS基线长度为研究指标。

2 数据处理

2.1 对水准资料的数据处理

天马场地水准观测数据的处理，是采用天马场地水准观测资料各测段的原始高差值，其中对定点水准资料取高差月均值，对流动水准资料取高差月值。为了提高精密水准测量的精度，对水准观测数据进行了相应的水准标尺长度改正。同时考虑到天马场地的水准各测段距离较短（测段平均距离约为0.4 km）和外业观测温度较为理想（大致处于10 ℃～35 ℃之

间），未对水准观测数据进行水准标尺温度改正、正常水准面不平行改正和重力异常改正等对高差数据影响不显著的改正[2，4]。

2.2 对GPS资料的数据处理

天马场地流动GPS观测数据的处理处理使用的是GAMIT软件，在进行每天一个时段的基线解算中，天马站点、国内站点再加上IGS国际GPS站点一般约有22个GPS点同时进行解算。

在基线处理中计算所使用的星历数据是IGS精密星历。基线计算以天为时段，一天的观测资料处理出一个结果。

2.3 综合水准和GPS资料的数据处理

精密水准测量在垂直形变精度上有明显的优势，精密GPS测量在水平形变精度上有明显的优势[3]。天马场地流动GPS的3个观测点中，TM02（天马西点）和TM03（天马南点）分别就位于定点水准路线的W点和S点旁边，故天马西点和天马南点各产生一个水准和GPS的组合；GPS观测点中的TM01与流动水准路线的水准点TM1都位于地质构造相对稳定的地带，且空间距离较近，为了空间上便于研究天马场地的形变活动，将TM01站点和TM1水准点组成另一个水准和GPS的组合。

利用各组合的水准和GPS观测数据资料，在观测数据完整的水准数据库中，筛选出GPS观测月份相同月份的水准资料，整理成和天马流动GPS二至六期相一致的组合资料，并把各期分别与首期作比较，计算出各期的累计变化量，作为定性分析天马场地形变的依据。天马场地综合水准和GPS两种资料得到的各期与首期累计变化量示意图如图5所示。

3 中长期形变分析

综合水准和GPS两种形变观测方式各自的优点对2009—2016年间天马场地水准和GPS资料分析来看，天马场地的3个GPS点附近整体活动情况为压性逆断，并在最后一期持续，从GPS资料的变化趋势来看，场地内以压性为主，其中跨越天马东塘边龟山断裂的TM02-TM03基线压性更为显著，天马种猪场一侧的TM01-TM02基线也同样在第四期短暂张性后持续为压性。

另外，天马场地的水平形变要比垂直形变更加显著，在年周期变化上，天马场地水准资料的年周期特征比GPS资料更加明显。

4 结语

该文采用综合水准和GPS资料的方式分别对天马场地形变数据进行了处理，并对天马场地的形变活动进行了探讨后得出以下结论：近几年天马场地的地壳活动仍然十分活跃，其中天马场地的水平形变指标需要得到大家的重视，水平形变最大量在龟山断裂附近。由于该项目的天马西点和天马南点都有受到不同程度的环境干扰，所以排除干扰后的形变机制还需进行深入研究。

参考文献

[1]国家地震局科技监测司.大地形变台站测量规范短水准测量[M].北京：铁道出版社，1990.

[2]薄万举，陈聚忠.地震水准测量成果中几项改正的讨论[J].大地测量与地球动力学，2011（3）：34-37.

[3]中国地震局监测预报司.地形变测量（试用本）[M].北京：地震出版社，2008.

[4]GB/T12897—2006，国家一、二等水准测量规范[S].北京：中国标准出版社，2006.