中国大陆垂直形变速率梯度与强震危险区

应用确定形变速率梯度值的方法,探讨了速率梯度与构造活动、地震活动的关系。利用《中国现代地壳垂直形变速度图》经数字化处理后,给出了中国现代垂直形变速率水平梯度等值线图,将高形变速率梯度区与强震发生地点进行了对比,并指示出了未来10～20a的内强震潜在危险区     

中国大陆垂直向现代地壳运动基本特征

本文应用中国大陆范围内重复测量的精蜜水准网,采用伪逆动态平差计算,编绘了中国大陆现代地壳垂直形变速率图。图中显示出,中国大陆现代地壳运动具有南升北降的特点,最大上升量在喜马拉雅山地区,下降最强烈的是在准噶尔盆地及三江平原地区;又以“南北带”可分为东西两大部分,整体受区域构造控制明显。图中所反映的断裂活动清楚,东部以北北东—北东向占主导,兼有北西及东西向,西部多为北西西及北东东向,部分呈弧形及南北向。形变速率及形态的变化还明显受深部及板块构造运动的控制。形变梯度带与地震带有较好的对应,地震多发生在等值线较密集的地区、上升与下降过渡地区及有两组等值线转折交汇的部位。     

GPS水平形变面应变率梯度与强震危险区关系探讨

全球定位系统(GPS)观测和信息处理技术的发展, 为获取高精度地壳水平运动和相关的应用研究提供了良好的基础． 应用中国地壳运动观测网络中心提供的1999—2007年GPS水平形变速率观测结果, 研究了地壳水平形变面应变率梯度与强震发生的关系, 探索了地震中长期预测对强震危险区的判识方法． 结果表明, 中国大陆2001—2011年发生的大部分M_S6.8以上强震, 地震地点均位于面应变梯度高-低值过渡区与块体边界带相交汇的部位; GPS面应变率梯度可以作为中长期强震危险区判识的一种方法, 与最大剪应变率分布相比, 缩小了强震孕育地点的判识范围． 文章最后给出了中国大陆地区未来10年或稍长时间的强震危险区.      

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.      

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.     

北京及周围地区的垂直形变及其速度梯度与地震活动

分析了北京及周围地区１９６６～１９９１年的垂直形变速度和形变速度梯度特征。表明长趋势地形变与第四纪构造地貌形态基本相符，反映出现代趋势性构造活动与第四纪以来地壳的主导运动性质是一致的。指出该区的高梯度带是地块在引张作用下，沿活动断裂带发生剪切或剪切—正断而产生的，是强震活动的场所     

张家口-渤海地震构造带的地壳形变研究

华北北部地区的张家口-渤海断裂带是控制现代强震的一条地震构造带。新近纪以来,在区域NEE向主压应力的作用下,新发育了一系列的NE向构造活动带,与张家口-渤海断裂带组成1组共轭的剪切破裂系统,控制了近代强震的发生。文中主要探讨了这条断裂带的地壳形变特征。长趋势GPS地壳形变图像反映了这条活动断裂带相对完整的左旋走滑活动。分期的地壳形变图像揭示了在中强地震前,沿该断裂带出现一系列的NE向梯度异常带,分别指示了唐山-河间、三河-涞水以及延怀-山西地震构造活动带的活动,表明了沿张家口-渤海断裂带出现了中强地震的中期前兆。研究认为,强震前地壳形变揭示的是深部蕴震层的应变活动信息,而强震之后比较杂乱的图像特征体现了盖层的调整运动     

垂直形变速率梯度图的编绘

应用地壳形变资料观测未来强震的基本经验之一是：地震容易发生在变形高梯度带上,文中归纳并提出了具体计算和编绘“地壳垂直形谱速率梯度图”的方法,主要有网格法、函数拟合法及图解法。讨论了３种方法的特点和适用场合,并给出了用图解法编绘的“全图垂直形变速率梯度图！薄?     

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。     

南北地震带垂直形变速率梯度与强震活动研究

垂直形变梯度能够有效反映区域构造运动的垂直差异变化程度。 我们利用长时间段的水准资料结合GPS资料计算垂直形变梯度值, 计算结果显示垂直形变速率梯度的空间分布与构造分布具有显著的相关性, 南北地震带垂直形变速率梯度异常最显著区域在鲜水河断裂带、 龙门山断裂带和小江—则木河断裂带附近, 其次是青藏高原东北缘地区的庄浪河断裂带与冷龙岭断裂带交会区域, 2016年门源6.4级地震就发生在这一异常区域内, 但是从垂直形变速率梯度的高梯度区域分布来看, 在天祝至景泰一带也有发生强震的背景。 三大断裂交会区域是整个南北地震带构造活动最为强烈的区域, 应该注意该地区未来强震发生的危险性。     

利用多种地震学参数研究中国大陆地壳应变场

地壳应变场研究是地球动力学研究的一个基础性领域, 以往文献的探索大多集中在地壳形变的测量和研究上, 包括大面积水准测量和GPS观测等。 文中利用多种地震学参数研究中国大陆地壳应变场, 利用哈佛CMT目录和现代中国地震目录得到了中国大陆不同区域面波震级与标量地震矩的统计关系, 进而采用中国大陆历史地震资料研究中国大陆地壳应变场, 给出地震最大剪切应变率场的分布。 研究结果显示, 青藏高原及其周边地区是最大剪切应变率的高值区, 帕米尔和阿萨姆地区的应变率值最大。 与GPS得到的应变场结果进行比较, 两者的结果存在一致趋势。 利用NEIC宽频带地震辐射能量目录研究了中国大陆的地震视应变分布, 显示地震的视应变分布与地壳应变水平存在一定相关关系, 且发生在青藏高原周边地区地震的视应变水平较高。 这些研究结果为地球动力学研究的进一步深入探讨提供了新的科学资料。     

利用活断层资料模拟中国大陆及其邻区晚第四纪地壳变形场

活动构造是现今大陆地壳变形的重要反映。文中对发育于中国大陆及其邻区的活断层资料进行了系统的收集和分析整理 ,并结合活断层定量研究对主要活断层做出了较为粗略的分类。在此基础上 ,借助改进的Haines方法 (即双三次样条函数 ) ,根据中国大陆及其邻区的主要活断层资料 ,推算得出将地壳变形看作连续变形情况下的中国大陆现今地壳变形的应变率场和速度场模型。模型与现今GPS观测结果可以较好地吻合。文中还针对模型计算结果对中国大陆各区的运动矢量变化特征进行了分析 ,并通过与GPS观测结果的比较 ,定量估算出次级断裂在地壳变形中所产生的影响     

用大地形变判定强震危险区的指标体系及河西地区垂直形变场演化

提出了表征地壳垂直形变场定量特征的地壳垂直运动准加速度及体积变化率两个新指标,利用甘肃河西地区７０年代以来的５期复测水准资料计算了地壳剪切变形率、扩张变形率、体积变化率、速率增量、准加速度等各项指标,并分析了这些指标与强震危险区判定的关系．系统地研究了该地区垂直形变场的演化过程．     

利用GRACE卫星重力资料解算气候驱动的地表周年垂直形变

卫星重力和GPS测量技术可以监测地表流体(大气、海洋和陆地水)质量季节性迁移引起的地表周年形变;与陆地水等地表流体模型综合模拟的地表形变相比,卫星重力的形变监测结果避免了模型的精度不确定性带来的误差.本文利用前60阶GRACE卫星时变重力资料和“去相关”、组合滤波两类滤波方法分别解算了中国及邻区的地表季节性垂直形变,并与区内42个GPS台站上观测到的季节性信号进行了比较,发现采用“去相关”滤波方法处理后的结果优于采用组合滤波处理后的结果.文中采用“去相关”滤波方法,GRACE解算的周年垂直形变的振幅、相位和GPS结果总体上一致;少数站上GRACE和GPS得到的振幅或相位相差较大,主要因素可能与GPS解算策略、GPS观测资料的连续性或局部大气、水文过程等地球物理因素有关.在中国及邻区的陆地上GRACE解算的周年垂直形变的振幅最小值出现在TASH台站东南,约1×10^-3 m;最大值出现在恒河-澜沧江流域,可达10×10^-3 m.文中的结果证实了在中国及邻区可以用GRACE卫星重力这种新手段监测大尺度的地表周年垂直形变.     

Correlated Crust and Mantle Strain Field in China

INTRODUCTION Moststudiesonactiveblockshavebeenfocusedonidentificationofblockboundariesandtheiractivity;inotherwords,mostoftheworkwaslimitedtothehorizontalmovementoftheblocks.Inreality,theblocksarenotonlysurroundedbyactivefaultsofhorizontalmotion,butalsoco…     

地壳介质非均匀性对华北地区强震活动的影响

华北地区是我国地震灾害最频繁的地区之一,该区域的强震空间分布可能与地壳介质的不均匀性有关.本文建立了华北地区岩石圈三维Maxwell模型,并尝试采用剪切波分裂参数为新的约束条件,对区域地壳运动场和应力应变场进行了模拟,探讨地壳介质不均匀性与区域地震活动的关系.研究结果表明:外部动力源控制了华北地区整体的地壳运动方式,地...     

Present-day crustal movement and tectonic deformation in China continent

Velocity field of China continent constrained by Global Positioning System (GPS) reveals both continuous and block-like styles of deformation. Continuous deformation commonly characterizes actively deforming mountain ranges such as the Tianshan Mountain, Qilian Mountain, and Tibet. The block-like movement often represents deformation in the tectonically stable regions such as Ordos, South China and Tarim blocks. GPS measurements indicate 5.1±2.5 mm/a left-lateral strike-slip rate along the Altun fault. Eastward convergence along the Longmenshan fault is less than 6.7 ± 3.0 mm/a. South China moves 11–14 mm/a eastward compared with the stable Eurasia. These low slip rates do not imply rapid eastward extrusion of China continent predicted by the model of “continental extrusion”. It appears that “crustal thickening” model more properly describes both continuous and block-like styles of deformation in China continent.     

形变强度与地壳变形分析

本文利用GNSS等观测所获得的地壳位移速度结果并应用数值逼近理论, 提出了具有解析式的形变强度分析与计算方法。 根据形变的性质或类型将它们分别定义为形变强度、 水平形变强度、 水平剪切形变强度、 水平张压形变强度、 垂直剪切形变强度。 文中最后以GNSS 1999—2007年观测数据所产生的运动结果为例, 分析了川滇地区的地壳运动和形变, 并给出了不同性质形变强度的空间变化结果。     

利用GPS观测结果对我国地壳水平形变强度的分析

介绍利用中国地壳运动观测网络区域网(包括基本网与基准网)1999年与2001年2期GPS观测所获得的中国大陆地壳水平位移速率结果, 研究块体的划分、 块体位移与块体变形, 提出了用位移(速率)离散度分析块体或局部水平变形强度的方法, 分析了中国大陆现今地壳运动的基本特征及2001年11月14日昆仑山口西8.1级大地震前的地壳水平运动。