利用GPS资料研究郯庐带现今运动及变形状态

本文利用华北地区1999-2001年,2001-2004年,2004-2007年及2007-2009年四期GPS速度场资料,基于块体的整体旋转与均匀应变模型,分析了郯庐断裂带中南段的运动及变形特征。结果显示：潍坊—郯城段主要为右旋走滑的变形特征,而郯城—庐江段则为左旋滑动的变形特征,两段垂直断层方向上的变形表现为“张压交替”的特征。基于刚体运动模型,计算了扣除环渤海湾区域整体刚性运动的华北地区GPS速度场,并分析了环渤海湾区域块体的变形状态,结果显示环渤海区虽然各期的变形特征不同,特别是郯庐带附近,各期的运动特征差异较大,但基本可反映燕山—渤海地震带是运动特征差异的分界线,且每期郯庐带各站点的一致性运动明显。     

GPS揭示的郯庐断裂带中南段闭锁及滑动亏损

利用华北地区2009—2014年GPS水平运动速度场数据,采用块体负位错模型反演了郯庐断裂带中南段断层深部滑动速率、断层闭锁程度分布、断层滑动亏损速率分布及地震矩积累率,结合地表应变率分布,对郯庐断裂带中南段深、浅部形变、应变特征以及华北地区的地壳形变模式进行了分析.结果表明:郯庐断裂中南段的北端主要为右旋走滑特性,南端则表现为右旋走滑兼拉张性运动,断层滑动速率在0.9mm·a~(-1)至1.2mm·a~(-1),且沿断层走向由北至南逐次增大.断层闭锁程度分布沿走向分布不均一,断层闭锁深度由最北端的27km增加到中段的32km,至最南端变为5km,断层闭锁最深处与1668年郯城MS8.5震中位置相对应.断层滑动亏损速率沿走向由0.9mm·a~(-1)增加到1.2mm·a~(-1),沿倾向由地表至深部逐渐减小为0mm·a~(-1).地震矩积累率在郯庐断裂带中南段郯城附近较大,而地表对应区域为第二应不变分量的低值区.华北地区地壳变形以块体运动为主,块体内部应变及断层闭锁产生的负位错效应次之;郯庐断裂带中南段断层形变沿走向呈条带状分布,形变宽度单侧小于50km,形变量不超过1mm·a~(-1),且上盘形变略大于下盘.     

基于GPS资料研究云南地区地壳形变动态特征

基于1999—2007年和2011—2013年2期云南地区的GPS速度场资料,结合最小二乘配置方法给出了2个时段应变参数和GPS速度剖面结果,综合分析了汶川8.0级地震前后云南地区地壳变形动态演化特征。GPS速度场动态演化结果表明:整体上GPS速度场方向从川滇块体南部的南向逐渐转为滇南块体的南东向,块体边界断裂带附近存在明显的相对运动特征。相比于1999—2007年,点位更加密集的2011—2013年GPS速度场结果还反映了断裂带分段变形特征;在滇南块体及周边地区,南东向的运动有显著的增加。应变参数动态演化结果表明:整体上呈现"中部拉张、两端挤压"的特点;区域变形(剪切、拉张或挤压)的分布特征与区域主要断裂带的背景运动及变形特征密切相关;相比于1999—2007年,2011—2013年的拉张变形区有所扩大,并且有向东和向南扩展的趋势;川滇块体东边界(小江断裂带)整体的挤压变形已经不再显著,主要集中在小江断裂带北段靠北的区域。跨断裂带GPS速度剖面结果显示:小江断裂带左旋滑动速率从北向南逐渐减小(由10 mm/a减至5mm/a),北段变形宽度较宽;红河断裂带右旋滑动速率约为4 mm/a,变形宽度较宽;动态结果表明,汶川地震对2条断裂带变形模式影响较小。     

基于GPS的华北地区地壳水平形变特征研究

利用中国大陆构造环境监测网络2009、2011年2期的GPS数据资料,计算得到华北地区相对于稳定的欧亚板块的区域水平速度场。根据水平速度场,基于连续变形假说,采用三角形方法计算了区域应变场特征值,并用GMT绘制了其分布图像。结合地震地质资料对该区的地壳水平形变特征进行分析研究,得出了有意义的结论:(1)水平相对运动与应变率场分布显示,板块交界处的断裂带及其附近区域地壳运动差异显著,应变率量值较为突出;(2)山西断陷带的活动方式与地质结果具有差异性;(3)区内最大剪应变、面膨胀的高值区主要位于环渤海的京津唐地区、山西断陷带中南部及郯庐断裂带中南段。     

郯庐断裂带鲁苏皖段地壳速度结构的分段特征及其地质意义

本文采用天然地震近震走时反演地壳三维速度结构的方法获得了郯庐断裂带鲁苏皖段及附近地壳(30°N—37°N,113°E—122°E)三维速度结构.对地壳内分层速度结构的分析发现,郯庐断裂带鲁苏皖段存在速度的分段特征.郯庐断裂带鲁苏皖段浅层35.3°N以北,34.5°N—35.3°N间,33°N—34.5°N间呈现的速度分段和地表出露地层有关,与地质上安丘段、莒县—郯城段,新沂—泗洪段三个破裂单元相对应,且和各段的地震活动相呼应,表明郯庐带新沂到泗洪段可能是断裂的闭锁段.郯庐断裂带鲁苏皖段地壳速度结构自浅至深分为三段,大体位置是:南段(32.5°N—33°N以南),中段(32.5°N—33°N至35°N—35.3°N),北段(35°N—35.3°N以北).上地壳分段与苏鲁超高压变质岩带的插入有关,中、下地壳速度分段则可能和火山岩滞留有关.地壳各层速度结构不同段的速度差异反映了构造块体的速度差异,表明各构造块体在地壳下部仍有差异,郯庐带西侧速度总体高于东侧,反映了不同构造块体的形成和组成差别,也说明了该断裂带可能延伸到莫霍面.而不同深度的分段性可能反映了不同地质演化过程.     

郯庐断裂带中南段地壳结构分段特征

本文采用双差地震层析成像方法对郯庐断裂带中南段地壳速度和泊松比结构进行了研究,获得了郯庐断裂带中南段中上地壳介质结构的分段特征.结果表明,郯庐断裂带中南段由南至北可以划分为三段,即庐江以南段、庐江至郯城段及郯城以北段,郯城以北段又可细分为郯城至五莲及五莲以北两个亚段.庐江以南段、郯城以北段地壳介质速度和泊松比呈现相对高值,庐江至郯城段地壳介质速度和泊松比呈现相对低值,郯城至五莲亚段地壳介质速度和泊松比都明显高于五莲以北亚段.各段的边界为地壳速度和泊松比的梯度带,区域性断裂构造、中强地震多沿此梯度带分布.地壳介质速度和泊松比梯度带往往与深部物质的运移有关,这可能是构造活动、地震孕育的动力来源.     

巴颜喀拉块体北东地区现今水平运动与变形

本文利用GPS数据研究了巴颜喀拉块体北东地区现今水平运动与变形特征。 在球坐标系中解算了各应变分量, 分析了应变率场的空间分布特征, 并与地球物理学和地震地质学研究结果进行了综合对比分析。 最新的GPS速度场结果表明, 巴颜喀拉块体北东地区与高原整体运动性质一样具有顺时针向南东方向旋转的特征, 自西向东和北东方向测站水平运动速度呈现明显的衰减特征。 应变场结果显示, 研究区以北东向的主压应变为主, 伴随着近北西向的张性应变。 应变较强的区域主要分布在活动块体的边界断裂东昆仑断裂带的东段塔藏段和龙门山断裂带上。 东昆仑断裂带东段塔藏段的主压应变明显, 结合地震地质和活动构造资料, 认为东昆仑断裂带东段塔藏段的运动性质自西向东发生了改变, 水平滑动速率逐渐减小, 垂向运动逐渐增强。 研究区GPS速度场和应变场的这一变形特征表明, 青藏高原内部的块体运动特征较为明显, 变形主要集中在作为活动块体边界的活动断裂带上, 边界断裂带的运动特征在调节活动块体间的相互运动中起着重要作用。     

利用GPS资料研究郯庐带现今的运动及变形状态

郯庐断裂带中南段在第四纪以来活断层最发育,历史上曾发生过多次中强以上地震,是我国目前主要地震活动区域之一.2008年5月12日汶川8.0级地震发生后,地下流体观测多项测震后效应在郯庐断裂带中南段部分地区一直持续存在,同时速度结构研究结果表明该区域存在发生中强以上地震的介质速度结构条件,因此,加强对郯庐带现今地壳变形特征的认识,对郯庐带未来地震危险性的判定有着重要的意义.     

张家口—渤海断裂带分段运动变形特征分析

利用张家口—渤海断裂带(张渤带)及其邻区1999—2007年的GPS观测数据, 研究了该区域现今地壳水平速度场特征。 运用最小二乘配置方法获得应变率场的空间分布特征, 根据区域地壳主应变率、 面膨胀率和最大剪切应变率等形变场的空间变化, 分析了张渤带各分段的形变特征。 结果表明: 相对于欧亚框架, 研究区内GPS速度场以SE方向运动为主; 应变场以NE方向的主压应变为主, 伴随着近NW方向的张性应变; 整个张渤带及其邻区的高剪切变形区主要位于河北香河、 文安以及唐山等三个地区。 利用跨断层GPS剖面分析得到张渤带以左旋走滑为主, 兼有挤压运动。 华北平原块体和燕山块体的相对运动是张渤带左旋走滑的直接动力来源, 而印度板块与欧亚板块碰撞后继续向北的推挤作用则是张渤带运动变形的根本动力来源, 太平洋板块的作用相对较弱。     

郯庐断裂带鲁苏段地壳速度结构的分段特征

<正>采用多震相走时反演法获得了郯庐断裂带鲁苏段及附近(30°~37°N,113°~122°E)地壳三维速度结构。对地壳内分层速度结构的分析发现,郯庐断裂带鲁苏段存在速度的分段特征。郯庐带在0~2 km层速度分布可分为5段:135.3°N以北段,与郯庐断裂带安丘段位置大体一致,此段速度较高,曾发生了公元前70年安丘7级地震,现代中小地震也较多,此段及东西两侧地表为中生代或更早地层,速度结构的结果和地表地层反映的可能速度一致。234.5°~35.3°N,与郯庐带莒南-郯城段位     

Preliminary Study on Horizontal Deformation and Tectonic Activity in the Northern Part of North China Using GPS Remeasurement Results

In this paper, the baseline variation and displacement vector was analyzed using the calculated results of GPS measurements carried out from 1995 to 1996 in North China. Based on these analytical results, we studied the recent tectonic activity. In general, the regional extension is dominant in the direction of proximately EW, but there is a difference in the SN direction. Extension is significant in the Shanxi fault-depression zone and Bohai region, while compression with strike-slip is characterized along the Yishui-Tancheng segment of the Tanlu fault zone. The baseline shortening zone is distributed along the Baotou-Zhangjiakou-Ninghe areas. It is a boundary zone of regional variation where many differences of crustal horizontal deformation are discovered between the southern part and the northern part of this zone. The baseline shortening zone in NE direction is distributed along the Jianchang-Tangshan-Gucheng area. It is consistent with the Tangshan-Xingtai seismic zone which indicates that tectoni     

渤海海域现代构造应力场的数值模拟

根据渤海海域的构造演化背景和地质构造特征建立了该区的二维地质模型,用二维有限元方法计算模拟了渤海海域现代构造应力场,获得了该区构造应力场的分布特征;同时,根据计算结果把渤海海域的构造应力场分为辽东湾、渤中、渤东和渤西等4个区域,并对这4个区域在构造应力场上的差异性进行了描述。从渤海海域整体的应力分布可以看出,该区新近纪以来的断裂活动总体水平上西部较东部强烈,海域东部沿郯庐断裂带仍有较高的断裂发育程度及断裂张开性,而海域中部地区的断层发育程度、活动位移均较低     

川滇地区现今块体水平运动变形特征分析

依据川滇地区1991，1999和2001年GPS测量数据，利用DDA正分析基本原理，结合现有的地质资料，对该地区近年来的水平构造运动特征进行了模拟分析，认为川滇地区水平运动整体速率在1999～2001年期间明显减弱；川滇决体主压应变以顺时针旋转为主，方向为SE—SEE；其南部是运动变形相对剧烈、易于积累能量的区域；未来一两年内，该地区地震活动水平不会太高。     

research of source parameters and stress state in shandong segment of tanlu fault zone

In recent years, there have been few researches and analysis published on the seismic activity and stress state in Shandong segment of Tanlu fault zone using digital seismological methods such as seismic apparent stress, focal mechanism solution and so on. In this paper, source parameters such as focal mechanism solutions and apparent stress are calculated using the waveform data of M_L≥1 moderate-small earthquakes in Shandong segment of Tanlu fault zone recorded by Shandong digital seismic network since 2007. According to focal mechanism solutions, a statistical analysis is done on the focal dislocation types in the study area using triangle graphical method, and the results show that the faulting in this area is mainly of strike-slip mechanism, and there are less thrust and normal mechanism. Calculation with the mean stress tensor method illustrates that the direction of mean principle stress of Shandong segment of Tanlu fault zone is NEE-SWW, which is the result of the combined effect of the subduction of West Pacific plate and the extrusion of Indian plate to Eurasian plate; the small dip angle indicates that the mode of action of stress is nearly horizontal, and the direction of principal stress axis is nearly perpendicular to the Tanlu fault zone. Under the action of such compressive stress field, dislocation is not likely to occur and the stress accumulation is enhanced on both sides of the fault. The apparent stress is calculated using the source spectral parameters method. Apparent stress has positive correlation with the magnitude and increases with the increased magnitude. So we get apparent stress difference by subtracting the empirical fitting value from the apparent stress. By removing the impact of magnitude, and according to the temporal-spatial evolution image of apparent stress difference, we found that the apparent stress in Shandong segment of Tanlu fault zone generally has a trend of decrease starting from the Wenchuan earthquake in 2008, and the spatial distribution of apparent stress in the region is very uneven. Combined with the spatial distribution of b values, the result shows that high stress is mainly located in Anqiu segment and Tancheng-Juxian segment, especially in Anqiu segment where small magnitude earthquakes appeared accompanying with the high stress. Low b-value means high stress and low frequency means low stress release, which indicates that Anqiu segment might accumulate higher stress and is at the fault locking stage. The research will provide new data for better understanding the present active feature and stress state of the Shandong segment of the Tanlu fault zone.     

华北地区现今水平运动场的动态特征

在整体无旋转基准的基础上, 采用了以提取中、 低频应变信息为主的连续应变模型, 处理并分析了《中国地壳运动观测网络》在华北地区400余个GPS测站的复测资料(1999—2001—2004年)和2006年130余个测站的复测资料, 获得了1999—2004年、 2004—2006年的相对运动速率以及2004—2006年偏离1999—2004年运动的位移结果。 结果表明: ① 华北地区非均匀应变比较明显, 不同时段的结果在空间上的表现形式也不一样; ② 前后两个时段的运动特征具有一定的不一致性; ③ 2006年存在着较明显的偏离位移, 并显示了右旋形变的迹象, 面应变表现为北、 中收缩, 南部膨胀的特征; ④ 近两年东西向的压性作用较前明显, 北京以南地区是运动的转化地区及面应变象限的准中心地区。 这可能表明, 在昆仑山口西8.1级地震之后, 华北地区又进入了常态能量的积累阶段。     

2004年苏门答腊地震粘滞性松弛效应对华南地区地壳水平活动的影响

2004年苏门答腊地震后, 不同学者根据不同观测数据(地震波、 GPS), 得到了此次地震的断层滑动模型。 反演过程中使用半无限空间模型时, 无法利用远场观测数据进行约束, 势必影响远场形变的解释。 基于Hoechner等使用的断层几何模型和GPS同震位移数据, 本研究利用球体位错理论反演方法反演了2004年苏门答腊地震断层滑动模型, 得到的矩震级为9.24, 最大滑移量为30.4 m, 由于考虑了曲率的效应, 该模型在远场同震位移的计算结果与GPS数据吻合较好。 然后, 选取了2001—2004年和2004—2007年两期的GPS水平位移速度场, 研究2004年苏门答腊地震对华南地区地壳水平活动的影响, 从两期的GPS水平位移速度场差异可以看出地震后华南块体有向西南方向的运动趋势, 华南块体受到此次地震明显的震后影响。 最后, 基于反演得到的断层模型, 利用Tanaka等提出的粘弹性球体位错理论对华南块体两期GPS水平位移速度场差异进行模拟, 得到华南块体内部粘滞性系数为2×10¹⁹ Pa·s, 当考虑地幔粘滞性松弛效应后, 两期的速度场差异的均方根值由3.2 mm减少为1.9 mm。 可见在研究2004年前后中国大陆GPS水平位移速度场时, 若继续以华南块体为基准, 需考虑此次地震的地幔粘滞性松弛效应。     

渤海盆地的现今扩张运动

关于渤海盆地的扩张,前人已有很多研究成果.但是,对渤海盆地现今扩张的主方向,扩张的速率和笵围迄今还不清楚,本文试图探讨之.根据中国地壳运动观测网络GPS网1998~2004年的观测结果,建立了渤海盆地周围地区相对于欧亚板块的速度场.将该区划分为8个块体,建立了各块体的速度模型,得到该区的水平形变速度场和应变场.分析形变速度场和应变场的空间变化,发现渤海及周围地区呈现明显的NW-SE方向的双向扩张运动,扩张速率为2.5±1.8 mm/a.NW-SE与NE-SW方向扩张范围分别为310 km与 410 km.渤海盆地扩张的范围与华北地壳最薄的区域基本一致,这表明上地壳的扩张变形与上地幔的隆升密切相关,岩石圈减薄和岩浆上涌使上地壳发生拉张变形,使渤海地区发育成一个拉张盆地.     

ACTIVITY FEATURES OF FAULTS AT THE EAST OF ZHANGSHAN ON THE MIDDLE SEGMENT OF TANLU FAULT ZONE

Given the scarcity of research on the activity of Xinyi-Sihong segment of the Tanlu Fault zone, this paper focuses on the Zhangshan segment where there are quite evident geomorphic features to complement the shortage of the research on the northern part of Xinyi-Sihong segment. This study enriches evidences for the late Quaternary activity and paleoseismological events on the Xinyi-Sihong segment. The Zhangshan segment is located at Xiaodian Town to Jintou Village of Suqian City, stretching towards NE for 7 kilometers with a dip angle of 60~80. Research of tectonic geomorphology shows that gullies in northern part of Zhangshan segment were evidently displaced, while in the southern, two NE-trending right-stepped fault scarps are developed, with an average height of 3 meters, which generally suggests that the fault was dominated by thrust and dextral motion. Two trenches were excavated in the southern part of Zhangshan segment, numbered Mayao trench 1 and Mayao trench 2. Both trenches reveal that:(1)within this segment, Tanlu Fault shows periodic fault activity, that is, normal faulting during Pliocene epoch while thrust faulting in Quaternary period; (2)an event occurred between 15.12ka BP to 11.82 BP; (3)the latest event possibly took place around 3 500 a BP. Based on integrated results of previous studies, we identify the dates of paleoseismic events on the Xinyi-Sihong segment as follows:more than 960 thousands years ago, early to middle period of late Pleistocene, (15.12~11.82)ka BP, (11.76±0.05)ka~(10.53±0.05)ka BP, (10.15±0.05)ka~(8.16±0.05)ka BP and 4 960~3 510a BP.     

THE NEW ACTIVITY OF TAN-LU FAULT ZONE IN SEGMENT OF DAHONGSHAN SINCE LATE QUATERNARY

The relationship between the latest activity of active fault and seismic events is of the utmost importance. The Tan-lu fault zone in eastern China is a major fault zone, of which the active characteristics of the segments in Jiangsu, Shandong and Anhui has been the focus of research. This study takes the Dahongshan segment of the Tanlu Fault in Sihong County as the main research area. We carried out a detailed geological survey and excavated two trenches across the steep slope on the southwest side of the Dahongshan. Each trench shows fault clearly. Combining the comparative analysis of previous work, we identified and cataloged the late Quaternary deformation events and prehistoric earthquake relics, and analyzed the activity stages and behavior of this segment. Fault gonge observed in the trench profiles shows that multiple earthquake events occurred in the fault. The faulting dislocated the Neogene sandstone, black gravel layer and gray clay layer. Brown clay layer is not broken. According to the relations of dislocated stratums, corresponding ¹⁴C and OSL samples were collected and dated. The result indicates that the Dahongshan segment of the Tanlu Fault has experienced strong earthquakes since the late Quaternary. Thrust fault, normal fault and strike-slip fault are found in the trenches. The microscopic analysis of slices from fault shows that there are many stick-creep events taking place in the area during the late Quaternary. Comprehensive analysis shows that there have been many paleoearthquakes in this region since the late Quaternary, the recent active time is the late Pleistocene, and the most recent earthquake event occurred in(12~2.5ka BP). The neotectonic activity is relatively weak in the Anhui segment(south of the Huaihe River)of Tanlu fault zone. There are difficulties in the study of late Quaternary activity. For example, uneven distribution of the Quaternary, complex geological structure, larger man-made transformation of surface and so on. The progressive research may be able to promote the study on the activity of the Anhui segment of Tanlu fault zone.