江苏地区近期垂直形变特征与地震

本文依据《江苏地区垂直形变图》、《江苏地区垂直形变速率图》及跨断裂剖面水准等有关资料,分析研究了江苏地区二十多年来地壳垂直形变特征后认为:本区现今地壳运动基本上继承了新构造运动的特征;形变受主要活动构造带控制,在某些断裂的复合部位形变差异明显。并据此对未来地震危险区作了估计:郯庐带中南段,特别是嘉山、五河、盱眙一带强震背景不容忽视;茅山断裂带,特别是溧阳老震区附近,仍有发生中强地震的背景条件;盐城沿海一带及其海域亦应引起重视。     

多源遥感揭示的郯庐断裂带江苏段及邻区特征

借助可见光、微波、GPS和重力等数据从多源遥感视角对郯庐断裂带江苏段的地表出露形态、断裂带周边形变场和块体重力等特征进行研究,并辅以实地调查和探槽验证。结果表明：1）有争议的F5断裂南部应位于泗洪县后陈村,地表出露长度约为9 km,走向约为NNE12°;2）Sentinel-1A数据反演的断裂区地表形变场与普遍认为的第四纪以来郯庐断裂带右旋特性一致,且宿迁、新沂、泗县表现为沉降,邳州、睢宁、泗洪表现为隆升,断裂两侧水平和垂直向形变速率差分别约为4 mm/a和3 mm/a;3）GPS形变场分析表明,断裂两侧相对滑动约为1.4 mm/a,与微波结果的形变差异体现出近年断裂走滑运动呈加速状态;4）布格重力异常分析表明,断裂两侧重力分异明显,表现出西低东高的特征分异状态。该成果可为郯庐断裂带江苏段周边地壳块体形变、潜在孕震、发震等级和震灾防御等研究提供借鉴。     

基于高斯距离加权格网法研究华北地区地壳形变特征

分析了高斯距离加权格网法计算应变率的原理和特征,研制了相应的计算程序,并用于华北地区现今地壳应变特征研究。基于华北地区1999～2009年的GPS观测结果,研究了确定高斯平滑半径的原则和方法,并给出华北地区地壳形变多个应变率物理量的分布。结果表明,基于150 km高斯平滑半径计算水平速度梯度能够较好地分辨华北地区的应变率空间变化特征,首都圈地区地壳以张渤带上的左旋剪切为主,其中唐山-秦皇岛地区同时存在南北向的拉张变形;山西带整体表现为沿断裂的右旋剪切变形,同时兼具“南挤北张”特性;郯庐断裂带整体形变特征不显著,在南北两端局部区域存在较小的剪切形变;鄂尔多斯块体内部比较稳定,北缘以拉张和左旋剪切变形为主,西缘表现为左旋剪切以及EW向的挤压特征,南缘的秦岭块体南北两侧分别具有左旋剪切和右旋剪切的特性,东西两侧分别表现为正断拉张与逆断挤压特征。     

基于多种形变观测资料分析福建地区形变特征

利用福建区域GPS连续观测资料计算出应变场,由跨断层垂直形变资料计算出形变速率强度累积率,并根据跨断层、体应变等多种形变资料得到各测点压张特性的空间分布.在此基础上,研究了福建区域2005-2006年、2007-2008年、2009-2010年各时期的形变特征.研究结果表明:龙岩-厦门-东山、政海带与沙县南日岛断裂带交...     

西秦岭北缘断裂分段运动变形特征分析

利用1999~2007年和2009~2013年西秦岭北缘断裂及其邻区的GPS观测数据,基于跨断层速度剖面,结合断裂带邻区应变率场的分布,综合分析断裂带的分段运动变形特征。1999~2007年观测结果表明,西秦岭北缘断裂各次级断裂段均表现出左旋走滑兼挤压的运动特征,其中锅麻滩段的活动性明显高于其他3条次级断裂;GPS主应变率场显示,沿西秦岭北缘断裂,各次级断裂所受主压应变的方向基本一致,均为NE向,但是各分段主压应变的量值变化较为明显,锅麻滩段和鸳凤段所受主压应变明显大于漳县段和天水-宝鸡段;主压应变所表现出的分段特征与跨断裂GPS站点剖面反映的结果比较一致。2009~2013年观测结果表明,漳县段滑动速率增加,主张应变率增大,可能与岷县漳县地震的发生有关。综合分析跨断层剖面和主应变率场反映的断裂带远场和近场变形特征认为,西秦岭北缘断裂4条次级断裂已处于闭锁状态,并且存在一定的应变积累,其中天水-宝鸡段平行断裂滑动速率和垂直断裂的挤压速率均较低,可能表明其在西秦岭北缘断裂4条次级断裂中闭锁程度最高。     

苏鲁皖地区现今地壳垂直运动及郯庐断裂带的活动特征

根据苏鲁皖地区１９５３～１９９５年多期精密复测水准资料，以及地质地貌构造背景，研究了苏鲁皖地区的地壳垂直运动及郯庐断裂中南段现今的活动特征，获得如下结论：（１）横穿本区的郯庐断裂带的活动直接控制着本区的构造活动；（２）郯庐断裂的活动特征为张压交替；（３）约自１９５３年开始，苏鲁皖地区地壳运动的演化顺序为张→压→张→压；新的“压”性运动约始于１９９３年，目前正在加强；（４）郯庐断裂带近期运动性质为左旋走滑；（５）张、压运动并不处于同一方向上（彼此相差约４５°）。     

联合安徽CORS分析郯庐断裂带南段地壳形变与断层活动特征

使用GAMIT/GLOBK处理2013-01~2018-06期间37个AHCORS参考站观测文件,分别获取站点在ITRF2008和欧亚框架下的速度场。利用多尺度球面小波模拟出的速度场与实际速度场的误差在2 mm/a以内,说明此方法可有效反映该区域的地壳运动情况。采用多尺度球面小波法解算郯庐断裂带南段及周边地区的应变率并对其进行分析。结果表明,总体上看,郯庐断裂带南段以西除阜阳、徐州、枣庄等地,大部分地区呈面膨胀状态,以东地区大多表现为面压缩状态;应变方向变化异常的地区,均处于面膨胀与面压缩的交界地带;最大剪应变率沿郯庐断裂带南段两侧呈对称分布,西北和东南地区为高值区域,存在着较大的应变积累,有发生地震的可能,应予以关注;郯庐断裂带南段主要表现为右旋走滑,且北部存在着拉张,拉张分量向南逐渐递减,在最南部转变为压缩的状态。     

郯庐断裂带安徽段及“霍山窗”断层活动特征与地震关联性研究

利用郯庐断裂带安徽段及“霍山窗”区域的跨断层水准测量资料，运用断层形变累积率及年滑动速率比方法计算各测线近20 a的观测数据，研究区域内断层活动及能量积累的整体空间演化特征，梳理各测点所跨断裂带的断层形变特征及变化过程，从空间分布和时间演化的角度探讨断层活动特征与安徽及邻近地区中强地震的关联性。结果显示：1）郯庐断裂带安徽段断层形变累积率总体高于“霍山窗”区域，震前存在高值聚集、区域分界、高密度低值梯度带等特征，显示震前的应力积累背景；2）安徽地区断层活动明显受郯庐断裂带整体活动的影响，区域性差异和阶段性变化显著；3）断层形变的年滑动速率比异常对地震活动的判断具有一定的指示作用，主要表现为震前2个月~1 a的高值异常及多个测点的群体性异常等特征，随着震级的增大，异常分布范围和变化幅度均有所增大。     

郯庐断裂带中段的水平形变

本文利用布设在鲁东南地区跨越郯庐断裂带中段的两期三角点成果,推求三角点位移矢量及水平应变场各项参数.结合地震地质背景对本区自1954年以来的水平形变情况进行分析。发现:郯庐断裂中段处于近东西向的压应力环境中;在本区的沂水、沂南和莒南、临沂附近积累了较大的弹性应变能,因而这一地区可能发生大地震的危险性较大。     

基于GPS和水准资料的拉脊山断裂带西段地壳形变研究

利用拉脊山地区1983~1995年水准资料,结合1999~2007年、2009~2014年GPS数据对拉脊山断裂带西段进行三维地壳形变分析。拉脊山断裂带西段垂直运动速率约为1±0.5 mm/a,表明该段处于隆升状态;与GPS数据显示出的水平挤压一致,拉脊山地区仍处于地壳水平挤压缩短状态,2008年之后断层两侧差异运动更加明显,地壳缩短速率增加并表现出明显的左旋走滑分量,与卫星影像解译和野外地质地貌调查结果一致。拉脊山断裂西段受挤压环境控制下的构造变形现今仍在持续进行,同时受全新世活动的日月山断裂右旋挤压应力影响。该地段是地震孕育的敏感部位,应该引起关注。     

顾及垂直形变速率影响的茅山地区重力场变化

利用CORS获得的垂直形变速率，对CG-5测得的重力变化进行布格梯度改正，绘制茅山断裂带周边真实的区域重力场，并分析其变化。选取茅山断裂带附近18个相对重力点进行同步GPS-RTK测量，将测量数据进行对比分析，并将GPS所测高程变化量作为重力值归算依据；以2014年重力值为基准，将2016～2017年3期重力测量值进行梯度变化修正，绘制重力场异常等值线图，并对茅山断裂带重力场异常变化进行研究。结果表明，将未进行高程修正前的重力场差分图与修正后的进行对比，其形态发生较大变化，高梯度区域和零值线方向均发生改变。该研究成果对依据差分变化趋势判定年度异常区具有重要意义。     

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湖北地区现今GPS形变特征研究

选取中国地壳运动监测网络1998～2018年GPS观测数据,基于插值法计算湖北地区的形变和应变特征。初步研究结果表明,湖北地区地块运动稳定,无明显的形变梯度带,水平运动方向为东向微偏南,速率为5～9 mm/a,平均值为6.2 mm/a;垂直速度场平均值为-0.96 mm/a,以下降运动为主。面膨胀率结果显示,湖北地区具有4个面膨胀高值区和4个面挤压高值区。最大剪应变率场显示,在湖北中部地区形成一个高值环形带,湖北历史地震主要发生在应力应变高值区边缘带。巴东和秭归小震频发与长江三峡水库水位反复加卸载有关,GPS形变和应变无明显对应特征。     

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采用三维空间数据计算汶川地区地壳应变

推导三维形变数据的四边形法计算地壳主应变、剪应变的解析表达式,结合汶川地区2005~2008三维空间监测数据,计算该地区水平、垂直主应变和剪应变。结果表明,汶川、映秀地区的水平主应变在东西方向处于挤压状态,主断裂带东南区域的垂直主应变为正值,西北区域为负值,与研究区域东南部地表下沉、西北部地表抬升相关。主应变最大值出现在Y(东)方向,剪应变最大值出现在XY(北东)方向,汶川区域处于主应变和剪应变的高梯度带,与地震发生位置相吻合。     

流动GPS观测资料能否用于地壳垂直形变监测？——以中国大陆为例

长期GPS连续观测可获取高精度的垂直形变速度场,但多期GPS流动观测资料能否用于地壳垂直形变监测尚不明确。本文首先对中国大陆260个陆态网络基准站和2 000个GPS流动站1999~2019年的观测资料进行高精度统一处理,获得各站点的时间序列和速度场,对筛选出的226个基准站和226个流动观测站的垂直形变速度场进行比较分析。结果表明,95%的连续GPS观测站的垂直形变速率误差小于0.5 mm/a,约50%的流动GPS观测站的垂直形变速率误差大于1 mm/a,约40%的流动站与连续站的垂直形变速率残差值大于2 mm/a,且约50%的流动GPS站点的垂直形变趋势与连续站不一致。西部地区的流动GPS观测站的垂直形变监测精度比东部高,这可能与东西部的观测环境和站点稳定性存在差异有关。对GPS连续站和流动站的垂直形变速度场的精度和残差进行分析认为,中国大陆流动GPS观测资料不适用于监测垂直形变小于2 mm/a的地区。