中国大陆的垂直形变速率梯度及地震活动

在GIS平台上 ,以 195 1～ 1990年中国大陆垂直形变速度图为基础求出的垂直形变速率梯度 ,其变化情况基本上反映了中国大陆地壳的垂直剪应变及相应的剪应力的大小。东部的华北块体垂直形变速率梯度值明显地高于东北和华南地区 ,西部地区的青藏块体和天山地块的梯度较高 ,它们是现代构造活动较强的块体。斜贯中国大陆的察隅 -通化北东向高梯度带和其西侧的银川 -乌丽北东向高梯度带是现代地壳垂直差异活动强烈的地带。现代强震主要孕育发生在高梯度异常区及其附近 ,垂直形变速率梯度异常对地震危险区预测有一定的应用价值     

辽宁地区垂直形变场特征再研究

本文利用动态拟稳平差方法及经典平差方法分别处理了1956-1961年～1978—1983年、1982—1983年～1988年两组垂直形变资料,并绘出垂直形变图,用以分析、说明辽宁地区长趋势垂直形变场及辽南地区近期垂直形变场特征.得出:1.辽宁地区长趋势垂直形变场明显受区域地质构造单元控制.辽东台隆、燕山台褶带相对缓慢上升,下辽河断陷下降,三块主体构造单元均呈向渤海沿岸倾斜的趋势.2.海城地震发生在形变等直线发生转折,不同构造单元差异运动交界地带.3.辽南地区近期垂直形变场出现反向运动,并在岫岩县附近形成一条北北西向强烈挤压带.     

大地形变测量所反映的天山最新构造运动

新疆的新构造运动强烈,各大山系主体显示了断块抬升运动,而两大盆地则表现为相对下沉。分布在山系与盆地交接部位的大型活动断裂和强烈的地震活动有密切的联系。为了解新疆地壳形变的面貌,我们利用50年代至今30多年的精密水准测量资料,绘制了新疆垂直形变速率等值线图。图中清晰地反映了最新构造运动的形态,以及与地质构造的关系。南、北天山交汇的部位是北西向构造带与东西向构造带的汇合部,也是垂直形变速率等值线密度最大的地段。高速隆起与下降相伴生,今后10年内这里是大地震的潜在危险区。     

苏鲁皖豫地区垂直形变的构造背景分析

本文利用1953—1955年,1976—1980年两期精密水准测量成果编绘的垂直形变图,在苏鲁皖豫地区形变的构造背景作了初步分析。认为区内存在着郯庐带临沂—嘉山段和豫鲁交界两个构造形变异常区。全区形变主要受北西西、北西和北东向断裂控制。郯庐带的现今运动具有明显的分段特征     

河西—祁连山东部地区北东向构造形变特征及其地震活动

近20年来河西-祁连山东部地区三条规模较大的北东向构造带在区域垂直形变图上反映明显。因受区域应力场强度的控制,其垂直形变表现出随时间波浪状演化式。区域垂直形变图像与莫霍面等深线相似,说明这几条北东向构造带的深部成因机制。它们对区内的中强地震起着很强的控制作用,与北西西及北北西向断裂构造共同构成了本区的控震构造网络。     

辽西地区垂直形变场演化特征及与彰武地震的关系

研究了辽西地区垂直形变场的演化特征，结果表明，该区形变场的演化具有明显的阶段性和分区性．１９８２年以前，彰武、新民一带是形变梯度相对密集带，且形变等值线在此发生转折；１９８２－１９８４年在新民一带出现过加速上升；彰武地震后在震中区出现最大下沉量３０多毫米的北西向下沉条带．１９５８年以来，本区形变差异运动主要集中在北部，绕阳河断裂在近期有过明显活动，它是彰武４．８级地震的控震构造．     

南天山及帕米尔高原现代地壳水平形变

通过对南天山及帕米尔高原GPS监测网的观测,获得了该地区的现今地壳形变速率图、基线变化图、应变图及主要地质构造带的断裂位移。结果表明,南天山及帕米尔地区地壳运动幅度较大,受印度板块的推挤作用,地壳正快速缩短变形,并且该区域的地壳形变具有自西向东、自南向北减弱的特点。另外,南天山地震断裂带以每年5~10mm的速度吸收来自帕米尔高原向北推挤的运动速率。通过研究还发现,喀什以西地区是强剪应力汇集的地区,地壳活动极其复杂、强烈。     

现今中国大陆地壳运动与活动块体模型

通过分析中国地壳运动观测网络GPS数据特别是1999年与2001年区域网数据, 我们初步得到了中国大陆地壳运动速度场, 并用统计分析的方法从高密度台站速度场中区分出9个独立活动块体和2个广泛形变带, 求出活动块体刚体运动欧拉极和相邻块体间相互运动速率. 结果显示中国大陆形变场似可分为3类区域 第1类区包括青藏高原内部区域和天山造山带, 形变在全区域内广泛分布; 第3类区包括塔里木盆地及南北带以东地区, 形变场表现为活动块体, 内部稳定, 形变局限在狭窄的边界带内; 第2类区则处在青藏高原的边缘带, 如柴达木、祁连、西宁、川滇菱形南块体等, 这类区形变场特征处在第1, 3类区之间, 虽然还能保持一定的块体完整性, 但块体的尺度和强度已不如第3类地区. 通过分析各类区域岩石圈结构以及形变模式我们可以得出初步推断 中国大陆地壳形变模式主要由地壳结构所控制. 中国大陆东部和塔里木盆地地区地壳介质有相当强度, 形变表现为刚性块体的相互运动. 而印度板块的北向挤压造成青藏高原和天山的隆起并产生巨厚地壳, 壳内温度上升, 下地壳低速高导层发育, 介质呈较强黏塑性, 地壳脆性层在下地壳塑性流变场作用下产生各种类型的、多层次的形变, 且分布广泛而不局限于少量块体边界地区. 青藏高原边缘的第2类地区地壳结构为第1, 3类地区之间的过渡区, 其形变特征也介于第1, 3类地区之间, 为强度较低的较小活动块体在边界作用力下的运动与变形.     

滇西近廿年断层形变与地震的关系

对滇西地区6个断层形变测量场地的资料进行处理。获取研究区每月的总体运动速率，绘制每月的形变等值线图，求出每幅图的容量维，探讨容量维，形变等值线和总体运动速率在历次地震前的演变特征。     

我国现代地壳形变与构造地震的关系

我国地壳形变是通过各种垂直形变图及水平形变图的编制,了解和研究地壳最新构造运动的活动方式和强度。与新构造时期相比,它的活动方式有正向运动、振荡运动和反向运动。不同地区活动强度有明显差异,而且水平运动均大于垂直运动。地震时的地形变基本上为继承性活动。地形变是研究地震活动的重要手段之一。地震多发生在形变速率大、差异活动明显、不同方向形变带交汇区的附近地带。在地震的蕴育、发生过程中,地形变明显地出现阶段性。在地形变测量中,排除干扰提取真正的形变信息,是当前急需深入研究的课题。     

印度与欧亚板块碰撞的数值模拟和现代中国大陆形变

将大陆岩石层视为由幂指数律控制的一薄层,它上伏在粘滞性较低的软流层之上蠕变流动,其运动限制在与东亚大陆构造形态较相似的梯形边界模型框架之中．设印度板块以一恒定的速度向北推进,其被视为青藏高原挤压隆升的主要动力．用数值模拟的方法研究了青藏高原的挤压隆升和中国大陆形变的演化过程．模拟结果表明,计算得到的现代水平形变与现代空间大地测量技术（GPS）观测的水平形变格局较好吻合,说明印度板块与欧亚板块的碰撞、挤压是构成中国大陆内部岩石层水平形变的主要驱动力．模型计算还表明,大陆水平形变受多种因素,如岩石层的力学参数,特别是边界条件的制约．      

辽宁地区地壳垂直形变特征与地震危险性分析

利用辽宁地区三期复测水准资料,计算得出1988—1998年和1998—2016年两个时段的地壳垂直形变速率, 并绘制相应的地壳垂直形变速率矢量图和等值线图.结合辽宁地区的区域地质背景及构造断裂活动性,分析了区域地壳垂直形变特征与地震活动性之间的相关性,明确了该区域的整体地壳垂直形变趋势及需重点关注的区域.结果表明:海城M_S7.3地震后较长时间内,辽宁地区整体以继承性运动为主,辽东隆起和辽西隆起以上升为主,下辽河断陷带下沉;1998年后,辽宁地区整体形变差异量减小,该地区垂直形变正趋于稳态,垂直形变速率梯度高值区仍集中于下辽河断陷带与辽东隆起、辽西隆起的交界地带,因此该区域的潜在危险性较高,需要持续并重点关注.      

用InSAR数据得到的鲜水河断裂西北段地震间滑动速率

鲜水河断裂是青藏高原东部边缘附近的高活动性走滑断层系统。我们使用多干涉图方法由ERS-1/2和欧洲环境卫星所获得的十年SAR数据来构建由于鲜水河西北段地震间应变积累而产生的视距形变速率图。该速率图显示了与断层有关的清晰的形变梯度,但是从地表断层迹线看稍向东偏移。通过使用蒙特-卡洛方法对InSAR速率图和GPS数据的共同反演,当锁定深度为3～6km时,以90%置信水平估算出滑动速率为9～12mm/a。此滑动速率与全新世断层滑动速率及历史地震相吻合。我们的结果也揭示不存在显著的跨断层拉伸。将来,上升和下降轨道得出的InSAR数据可能会进一步约束此断层的3D断层滑动速率。     

华北北部地区地壳垂直形变演化特征及断裂活动性分析

基于华北北部地区3期复测区域精密水准及跨断层形变测量资料,计算得出1985—2015年多个时间段的地壳垂直形变速率。并结合跨断层形变观测资料,分析区域内主要断裂的活动性,明确该区域的整体地壳垂直形变演化趋势及地震危险性。结果表明:除强下沉区外,华北北部地区以继承性运动为主,太行山山前构造带以西总体上升,华北平原下沉,燕山块体较为稳定。张家口—渤海构造带西段总体活动水平较低,山西断陷带中北段断裂总体以张性正断层活动为主,两条断裂相交错区域是垂直形变高梯度集中区,且中强地震发生频次相对较高,需持续和重点监测。     

中国大陆及周边地区现代岩石圈演化动力学模拟

采用有限元方法模拟了近20万年来青藏高原岩石圈形变演化过程，探讨了印度-欧亚大陆的碰撞对中国大陆岩石层形变和应力场的影响以及它们与强地震活动性的关系.结合现代GPS、地震和地质学观测的结果，对比分析了中国大陆在百万年、十万年和十年尺度上的形变和构造应力场的基本格局.研究表明：（1）印度-欧亚大陆的碰撞以及印度大陆的持续向北推进、挤压所产生的应力环境，一直主导了以青藏高原为核心的我国西部地域岩石圈构造、运动和演化，但其影响随着远离青藏高原地区而逐渐变小.（2）断层滑移和重力势作用对于青藏高原东西部以及塔里木盆地的影响相当大，它们导致青藏高原岩石层东西向形变速率增大，对青藏高原的中南部地区产生拉张效应，同时导致塔里木盆地出现整体的右旋趋势.（3）青藏高原区域水平方向形变速率和GPS观测结果吻合较好.但在垂直方向上，一些地区计算结果与观测数据相差较大，这说明单纯的挤压作用不是现代青藏高原隆升的惟一机制.现代青藏高原的隆升可能与其他驱动机制，如地幔对流、重力均衡以及剥蚀作用等有关.（4）印度板块的挤压作用基本上决定了中国大陆西部的主压应力场分布.（5）印度板块的碰撞对中国大陆的强地震活动性有重要影响，但华北地区是个例外，该地区的地震活动性很强而印度板块的挤压在该区域产生的影响却很小，说明其他的驱动力在一定程度上活化了华北地块.     

地幔对流拖曳力对中国大陆岩石层变形的影响

采用较为符合实际岩石层变形的非线性幂指数本构关系,基于ANSYS有限元平台, 模拟了近20万年来中国大陆地区地表运动及演化过程,探讨了印度板块挤压作用和地幔对流拖曳力各自对于中国大陆地区地表形变运动格局的影响.模拟结果与观测数据的比较表明：在印度板块的挤压和地幔拖曳力联合作用下,中国及东亚大陆岩石层运动形变模式能够和现代GPS观测有较好的吻合; 印度大陆和欧亚大陆的碰撞以及印度大陆的持续向北推进、挤压所产生的应力环境,一直主导了以青藏高原为核心的我国西部地域岩石圈构造、运动和演化,但其影响随着远离青藏高原地区而逐渐变小;地幔对流产生的作用于岩石层底部的拖曳力是中国大陆（特别是远离碰撞带）岩石层运动构造变形的重要驱动力.然而在构造复杂和东部靠近太平洋板块的区域,模型预测结果和GPS观测还存在一定的差距,这说明在未来的中国大陆岩石层变形运动的数值模拟中,应当采用更为复杂的构造模型和驱动力因素.     

鄂尔多斯块体东南缘现今的变形特征与构造模式探讨

鄂尔多斯块体东南缘是中国大陆西部碰撞挤压到东部伸展拉张动力学转换的关键地区,其新构造运动以强烈的差异升降运动为主,在该区开展空间高分辨率的地壳垂直运动观测尤为重要.文中基于Radarsat-2宽模式影像,采用干涉图堆叠(Stacking)技术获得了研究区的空间高分辨LOS向平均形变速率场,并与研究区域内长期观测的GPS...     

首都圈地区现今地壳垂直形变特征

利用首都圈地区1998、2001、2005、2007年151期精密水准复测资料,分析该区近十年来地壳垂直形变状态与动态特征。结果表明,形变场以继承性运动为主,即山区上升、盆地及平原下降。值得注意的是首都圈西部地区等值线分布密集有序,有些象限图形特征,东西升,南北降,其最大差值为10mm／a,可能预示该区应力场处于逐步积累及有所加强的势态,虽然异常形变数值及所涉面积均较小,但仍需跟踪关注。     

中国及邻区现代构造形变特征

本文根据大量浅源地震机制解, 地面地震地质调查、资源卫星影像判读和其它地球物理资料、讨论了我国及其邻区现代构造形变的区域特征.它具体反映在我国东部地区, 现代构造形变是以剪切破裂为主, 断层活动多为北北东—北东向的右旋走滑性质, 也有与之共轭的北西西—北西向的左旋走滑性质的断层活动.西部地区则以压缩形变为特征, 主要表现在以青藏高原为主体的凸向东北的四重弧形构造带上, 在第一和第四弧形带的东北部以挤压引起的逆断层活动为主, 第二和第三弧形带是在挤压作用下, 由于物质的横向推移而引起的走滑断层活动.此外现代构造形变的区域特征还反映在地壳厚度的分布轮廓上.造成我国及邻区这样一种现代构造形变特征的原因是与周围几个板块运动有密切关系的.      

大规模GPS揭示中国现今地壳构造形变特征

利用全国260多个陆态网络连续站以及2 000多个陆态网络区域站2011—2015年观测数据,计算分析中国大陆现今整体地壳构造形变特征以及板内应变场空间分布特征。根据密集、大范围的GPS速度场可知中国大陆现今整体速度场依然呈现西强东弱的态势,其中最大值出现在喜马拉雅地区,一般速率在35~42mm/a之间,而川滇地区形成的右旋剪切带的形变特征最为醒目,其西南部最小速率在3~9mm/a之间,北部最大速率在17~23mm/a;由应变场的空间分布可以看出应力最大的地区主要是喜马拉雅、昆仑山中部、川滇地区的鲜水河断裂带、天山地区以及京津唐地区;东部沿海地区应变速率表现为东西拉张型,主要是由于2011年日本大地震对该地区的影响还未完全消退造成的。