块体系统非连续变形数值方法──DDA及其在地壳应力分析中的应用

介绍了块体系统非连续变形分析数值方法的基本理论及特点,讨论了DDA解算大地测量资料应解决的问题根据地质构造背景建立大华北块体网络系统,利用华北GPS网3期观测资料进行地壳应力场反演,结果与原地应力测量资料和传统网平差最小二乘配置法吻合,表明DDA具备实际应用前景。最后对研究方向做了探讨。     

安徽区域地震应力场的分布特征

本文以安徽省境内的12个地震台的平均机制解以及较为可靠的中小地震机制解结果出发,讨论了安徽境内区域地震的应力场分布特点。在与华北地区的应力场方向检验结果的基础上,认为:本省北纬32。以北地区的应力场分布具有华北块体的特点;而北纬32°以南的中南部地区已具有华北块体向华南块体过渡地区的应力场分布特点,而皖南地区已属于华南应力场的范畴。上述分布特点为划定华北块体的南边界提供了应力场方面的依据     

汾渭断陷带现今垂直形变与近期地震活动性

本文针对2008年汶川地震后鄂尔多斯块体周缘出现的小震活跃现象, 利用分布于汾渭断陷带不同部位的跨断裂水准资料, 分析了其近期的垂直形变演化过程。 结果表明: ① 各水准剖面的垂直差异运动幅度基本稳定在±20 mm之间, 且在小震活动期间未出现明显的形变异常; ② 鄂尔多斯块体周缘近期小震活跃可能是缘于汶川地震后, 青藏块体挤压应力减弱, 华北块体对其推挤作用相对增强而造成鄂尔多斯块体的水平挤压应力场的“暂态失稳”所致。     

青藏块体东北缘及其周围地区现今时空运动变形科特征

依据非连续变形分析(DDA)方法,考虑特定块体边界不同程度的适度侵入,利用3期GPS观测资料(1991、1999、2001年),建立了青藏块体东北缘及其周围地区的一级块体运动模型和划分较细的、反映较小区域运动变形的较理想块体运动模型.模拟得到了研究区内北西西向大断裂间一级块体的运动变化特征、研究区主应变率场的分布特征及青藏块体北边界断裂的分段非均匀时空运动特征.     

青藏块体东北缘及其周围地区现今时空运动变形特征

依据非连续变形分析(DDA)方法，考虑特定块体边界不同程度的适度侵入，利用3期GPS观测资料(1991、1999、2001年)，建立了青藏块体东北缘及其周围地区的一级块体运动模型和划分较细的、反映较小区域运动变形的较理想块体运动模型。模拟得到了研究区内北西西向大断裂间一级块体的运动变化特征、研究区主应变率场的分布特征及青藏块体北边界断裂的分段非均匀时空运动特征。     

云南境内陆态网络GNSS观测资料数据处理与初步结果

利用GAMIT/GLOBK软件对云南境内陆态网络GNSS观测资料,包括27个GNSS基准站自2011年至今的连续观测资料,以及170多个GNSS区域站2009、2011、2013年3期区域复测资料进行了处理,基线处理的重复性在水平方向优于1.79mm+1.1×10?9×S,在垂直方向优于5.99mm+1.46×10?9×S(S为基线长度,以mm为单位),计算得到了基线及点位时间序列和欧亚框架下的测站运动速度场。初步分析了坐标时间序列的变化规律,并利用刚体运动模型反演了云南地区各活动块体的现今地壳运动,初步结果表明云南地块运动方向逐渐由SSE向SSW变化,运动幅度由西向东、由北向南逐渐减弱,菱形块体外各个块体运动速度大幅衰减。该初步结果可为后期GNSS数据的进一步运用提供参考。     

安徽淮河构造变形带及邻近块体现代构造应力场特征

针对安徽省较特殊的构造环境及历史地震分布特点，利用直达波最大振幅比和系统聚类分析方法，在对安徽淮河中游区1974年以来近百个中小地震震源机制反演、聚类及空间合成的基础上，分析了华北断块南缘的安徽淮河构造变形带及邻近块体震源断层滑动方式、构造应力场分布及块体运动方式、应力场随时间变化等。结果显示：淮河构造变形带及其邻近块体上震源断层总体上以近走滑型或斜滑型破裂为主，但倾滑型破裂也占一定比例；该地区构造应力以水平作用为主，但也存在一定的垂向作用。其中淮北和皖中块体仍可能分别向SWW和NEE方向运动，并在淮河构造变形带上产生左旋剪切作用，呈现一定的继承性活动特征；各块(带)上主压应力P轴走向随时间的变化在总体上较为一致，而各时段之间P轴方位存在一定差异，显示安徽淮河中游区受华北和华南应力场的共同作用，但其地震活动可能主要受控于华北应力场。     

依据GPS数据建立中国大陆板内块体现时运动模型的初步研究

中国大陆被认为是研究大陆地壳运动和动力学的最理想地区．过去基于地面观测技术,很难对时间尺度为数年的大空间范围的陆内块体运动作定量研究．本文根据中国国家攀登计划现代地壳运动和地球动力学1994～1996年GPS全国复测数据,提出了一种完全基于实测资料,通过卡尔丹角计算块体间现时运动欧拉矢量的理沦方法．尝试性地初步建立了刻划中国大陆西藏、川滇、甘青、新疆、华南、华北和黑龙江等7个主要块体现时运动模型PBMC-1(present-time blocks movement model on the Chinese continent),首次在数年时间尺度内给出了中国大陆块体相对运动的点位速度场及边界带运动．模型结果表明:各块体的运动速率由南向北、由西向东逐次减少;运动方向由北北东逐步转向东以致东南和东东南．印度板块的碰撞对中国大陆内部诸块体运动起主导作用;而诸块体运动又决定着块体边界带————断裂带的活动方式与速率．模型给出的数年尺度的现时运动,总体上与地质学给出的百万年以来的平均状态相似,与地球物理学和天文学观测结果也较符合．GPS等空间测地结果已初步具备揭示正在进行中的地壳运动的能力．      

青藏块体东北缘水平应变场与构造变形分析

利用青藏块体东北缘地区 1993与 1999年GPS观测获得的地壳水平运动速度场结果 ,初步研究了该区的应变场与构造变形。该区应变场以近NE向的主压应变为主体 ,伴随着近NW向的张性应变。河西走廊中、东段 ,尤其是武威断块是压应变最强的区域。应变场形成的剪应变以近EW向的左旋剪切为主体 ,表明该区NWW向的块体边缘主干断裂的活动方式是左旋走滑兼挤压。剪应变高值区主要分布于青藏块体东北边界带的武威、祁连一带。甘青块体与阿拉善块体之间整体左旋扭动速率约为 6mm/a。配合非连续变形分析法 (DDA)数值模拟 ,初步分析了该区的构造应力场背景 ,认为该区相对水平运动和构造变形分布特征不仅是印度板块推挤应力场作用的结果 ,还可能与来自西侧南强北弱的向东的动力作用有关     

基于GPS观测的地壳水平运动划分活动地块的试验

本文分析了板内块体与板块运动的差别,提出以Ｂｕｒｓａ公式作为板内块体的运动学模型,并据此提出了划分板内活动地块的方法。根据华北ＧＰＳ网１９９５、１９９６和１９９９年的３期观测成果,用本文提出的数学模型和方法,将华北北 剖地区划分为８个小块体。本文用地壳水平运动划分的结果与用本区地壳垂直运动划分的结果在是体旧一致或相近的。本文的划分结果与新构造运动也基本一致,本区活动块体的现今运动是新构造的继承和发     

大凉山次级块体及邻区震源机制解与区域应力场特征分析

基于Cut-And-Paste(CAP)全波形拟合反演震源机制解方法和阻尼线性逆推法(DRSSI),采用分区域选取地壳速度模型的形式,计算得到大凉山次级块体及邻区(101.5°~104.5°E,26.5°~30.5°N)震源机制解和区域应力场。结合构造地质、GPS观测数据等已有研究资料综合分析认为,大凉山次级块体及邻区震源机制解主要以走滑和逆冲机制为主,其空间分布特征与地质构造活动性质较吻合;区域应力场方向与GPS速度场运动方向基本一致,优势方向为NW-SE和NWW-SEE向,整个区域主要以走滑和逆冲性质为应力特征。震源机制解和区域应力空间分布特征表明大凉山次级块体在川滇块体、巴颜喀拉块体和华南块体三者联合作用的影响下形成了现今的应力格局,川滇块体相对向SE滑移以及青藏高原物质的E、SE向逃逸为大凉山次级块体及其周围地区强烈变形及大尺度位移的主要动力来源。     

华北地区三维构造应力场

根据最新的地质构造、地球物理、原地应力测量以及震源机制解资料,建立了华北地区三维构造应力场模型;对华北地区构造应力场的三维图象进行了模拟计算;分析研究了区域构造应力场的总体特征和局部分区特性;并讨论了华北构造块体的动力边界条件、活动断裂构造和地壳物性分区等因素对华北构造应力场的控制和影响．      

近10年华北地壳水平运动的若干特征

根据近10年华北网高精度GPS复测资料、“中国地壳运动观测网络”GPS复测资料、山西断陷带的GPS资料等，分析了华北地区最近10年来地壳水平运动状态与演化，结果表明：①燕山构造带(张渤带)是华北地区水平应变最大的活动构造带，相邻块体的趋势性差异运动以燕山块体与华北平原块体之间为最大，约2mm／a(左旋)；②华北地区周边差异性水平运动最显著的特征为该区西界中北段(银川等活动构造带组成)呈右旋走滑活动，南段以压性活动状态为主，该区北界西段的阴山断陷带以拉张活动为主，其它各界带的差异活动均不太明显；③从整体上看，每个时段的结果均有所不同，这其中除了误差因素外，可能还包含着运动的非线性成分。与此同时，文中也给出了华北各个块体、边界带不同时段的相对运动和应变结果。     

大华北地区应力场在汶川地震时的变化研究

利用大华北地区在汶川8级地震时有水位阶变的31口并孔的观测资料,通过计算各井水位系统的观测格值,进而估算了震时引起大华北地区应力场的调整变化.研究发现汶川地震后大华北中部地区的压应力得到增强,大华北东部和南部地区则表现为应力降低,对未来大华北地区的地震危险性预测应具有一定参考价值.     

SD-3A自动测氡仪山东网逸出氡资料分析与研究

对ＳＤ－３Ａ自动测氡仪在山东试验台网运行期间取得的连续逸出氡观测资料进行了全面深入的分析研究,同时为了说明ＳＤ－３Ａ仪器观测逸出氡资料的一致性和可靠性,用ＦＤ－１０５Ｋ和ＦＤ－１２５测氡仪与ＳＤ－３Ａ同时取１００ｍｌ水样进行人工观测,其所测的氡浓度一致,之后又同时聚逸出氡气样进行观测,所测逸出氡浓度也一致,证明仪器的观测结果是可靠的。说明试验观测期间获得的１９９８年１１月初逸出气氡大幅度高值异常是     

板内块体现今刚性运动模型研究

应用欧拉矢量方法,建立了板内块体运动模型。根据运动模型,应用全国ＧＰＳ地壳运动监测网２期观测结果,计算了我国大陆板内块体的现今运动量。     

高精度GPS测量得到的中国西南地区构造块体运动模型的初步结果s

利用国家攀登计划所属的重大项目现代地壳运动和地球动力学研究课题所布设和施测的GPS网的高精度观测结果，研究了中国西南地区构造块体的运动模型．认为目前高精度GPS观测资料已可以提供有关中国大陆构造块体水平运动的可信信息．得到的运动模型的初步结果为中国大陆地壳运动的动力学机制研究提供了直接的证据，并在此基础上分析了复测区域的运动特征以及这些特征与地震活动、地震危险性的关系．认为初步的观测结果是令人鼓舞的．      

利用GPS资料浅析华北地区块体运动及与地震活动的关系

为了研究华北地区近年地壳水平运动的状态与演化．利用10a来华北地区网络工程、山西断裂带GPS观测成果．结合该区地质构造背景．分析了华北地区各块体运动的方向、速率变化及其与区内所发生地震的关系．初步得出以下结论：在区域应力场相对稳定时，表现为区域内GPS观测点整体趋势性运动不明显；而在区域应力场相对变化时．表现为影响区域内GPS观测点出现明显的整体趋势性运动。     

2014年2月12日于田7.3级地震对青藏东北缘地震活动的影响分析

首先, 利用“中国地壳运动观测网络”和“中国构造环境观测网络”截至2013年的GPS区域站观测资料, 结合地质构造, 简要分析了2014年2月12日新疆于田7.3级地震前大区域地壳水平运动变形背景; 接着, 对青藏块体东北缘地区GPS和精密水准两种不同类型资料反映的地壳运动变形与应变积累状态进行了对比分析研究; 最后, 结合地震活动动力环境, 研究和探讨了于田7.3级地震的发生对青藏块体东北缘地震活动的可能影响。 我们认为, 此次于田7.3级地震发生在近年来中国西部边邻强构造活动环境和内陆地壳强烈差异运动显著的背景下, 同时也是青藏块体及其边缘构造应力场较强的时段; 于田7.3级地震左旋走滑错动和应力传递, 可能会加速青藏块体东北缘具有高应变积累的构造断裂部位(尤其是祁连山构造带、 西秦岭以南的甘青川交界)破裂释放。     

现今区域活动块体划分方法研究

本文提出的将拟准检定法与DDA正分析方法相结合进行区域活动块体的划分，改善了观测资料缺乏区域的活动块体划分结果，为完整地研究区域活动块体运动变形提供了一种思路。另外，以川滇地区为实例，对该方法的具体实施作了简单的介绍。