基于块体模型的青藏高原及邻区地壳三维构造形变分析

2020珠峰高程测量,获得了丰富的青藏高原及邻区的GNSS监测数据。本文收集了陆态网、尼泊尔CORS网GNSS长期观测数据,计算了该地区20多年GNSS三维速度场,利用GRACE模型精化了垂直速度场,通过活动块体模型,从地壳运动、块体运动与应变、块体相对运动等多个方面研究了青藏高原地壳运动与构造形变特征。研究表明,青藏高原地壳形变具有明显的分区特征,南北向收缩主要表现在拉萨块体,东西向伸展主要表现在巴颜喀拉块体,中部羌塘块体没有明显水平挤压,但地壳隆升速率最大,且水平面积有扩大趋势,本文研究能够在一定程度上支持青藏高原地壳增厚学说。     

利用大地测量观测资料研究青藏高原三维地壳形变及地震危险性评估进展

青藏高原是一个理想而独特的地球科学天然实验场,青藏高原的地壳形变、物质逃逸模式及地震活动性等科学问题一直是地学界关注的重点。以全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)和合成孔径雷达干涉测量技术（interferometric synthetic aperture radar,InSAR）为代表的空间大地测量技术因其时空分辨率高、覆盖范围广、观测精度高等特点,被应用于现今的地壳形变监测并在地震研究中起着十分重要的作用。首先,综述了青藏高原三维地壳形变研究进展情况,包括青藏高原地壳水平形变的GNSS研究、综合利用GNSS和水准观测资料的青藏高原地壳垂直形变研究、青藏高原InSAR区域形变研究和融合多源大地测量资料构建青藏高原三维形变场等。其次,结合青藏高原三维地壳形变资料介绍了青藏高原活动断裂地震危险性评估的研究进展,讨论了顾及地震应力扰动的概率性地震危险性评估过程以及大地测量观测在地震危险性评估中所起的作用。今后需要加强青藏高原GNSS监测空区的加密观测工作,综合GNSS和InSAR观测结果精化青藏高原的地壳运动与变形模式;开展断...     

华北现今三维形变场空间变化的基本特征

以1999～2007年GNSS观测资料为基础,利用多核函数及应变场的无偏算法,在形变场连续变化的条件下获得了华北地区现今形变场的非线性空间变化结果,局部区域超8 mm/a,其他部位隆升一般在6 mm/a以内;华北平原存在着一个巨型沉降“漏斗”,漏斗中心的数值近60 mm/a.就构造活动而言,结果基本揭示了华北地区现今的形变特征.     

华北平原及其临区现今地壳形变特征

华北平原及其周缘地壳是我国境内西太平板块北西(NW)向挤压与青藏高原北东(NE)向扩张两大构造机制的交汇部位.首先基于研究区域的实测GPS速度场计算了研究区域无整体旋转速度场;然后采用基于球坐标的最小二乘配置模型整体解算了研究区域GPS应变场;最后利用震源机制解数据反演了区域地壳最大、最小主应力分布,据此研究区域地壳岩石圈整体的地壳形变空间分布特征.结果显示,研究区域地壳岩石圈现今构造形变刚性特征明显,盆地沉陷与断层活动共同控制着研究区域内部的相对形变场,面膨胀值空间分布与区域主要盆地构造具有较好的一致性.而郯庐断裂展布区与华北盆地北缘部位是研究区域地壳的两条重要剪切形变带.其中,郯庐断裂在渤海湾南北两侧的形变特征存在较为显著的差异变化,且该差异可能与地壳岩石圈应力场的空间差异性相关.     

应用GPS速度场和地震数据反演中国大陆构造应变场

为获得更准确的中国大陆地壳应力应变场,文章基于ITRF2005全球地心坐标参考框架,采用高精度数据处理方法计算了中国地壳运动观测网络1999—2009年间的观测数据,获得了中国大陆GPS速度场以及相对欧亚板块的区域形变场,计算结果显示中国大陆形变运动仍是西强东弱的格局;并利用中国大陆同期近30年的地震矩张量及第四纪活动断层研究成果资料,联合反演了中国大陆区域的构造应变场,结果表明:从总体来看,应变相对集中的区域为喜马拉雅构造带、青藏高原、帕米尔高原、阿尔金断裂带、新疆天山及川滇地区,中国大陆区域过去10年的构造变化以挤压为主,拉张为辅。     

球多面函数的福建地区水平形变特征分析

针对福建省东南沿海GNSS观测较少,缺乏对其地壳水平形变特征研究的问题,提出了在球坐标系下构建多面函数模型,并以此建立了福建省东南沿海地壳水平形变场。分析了现今我国大陆东南缘海西地区地壳运动基本趋势以及福建区域块体内部相对变形特征。实验结果表明,该区域的地壳形变驱主要受到菲律宾海板块与印度板块的联合作用。区域块体刚性运动特征明显,相对运动差异较小。区内分布的一组NE和NW向断裂共同控制了该地区的第四纪地形地貌演变与构造活动。     

基于旋转模型的青藏高原重力变化研究

用数值模拟方法研究了地壳旋转运动与空间重力变化的关系,得出地壳划分的长方体的旋转运动引起的重力变化呈中心对称分布。青藏高原地区的研究资料表明,该区域绕青藏高原东构造存在顺时针旋转运动。文中结合该地区的数字高程以及GPS观测速率数据,计算了青藏高原块体旋转运动引起的重力变化,并与GRACE卫星重力观测结果进行了对比分析。     

GNSS多尺度应变场估计及区域形变检测

利用GNSS数据,基于球面小波构建了GNSS多尺度应变场的估计模型,给出了球面小波位置和尺度的选取、模型正则化因子和参数的估计方法。为检验所构建模型的正确性,根据负位错理论正演了震间闭锁断层区域地表速度场作为模拟数据源,估计并分析了闭锁状态下走滑断层区域应变场分布特征,结果与实际吻合。模拟不同空间影响范围的闭锁逆冲断层形变,开展了多尺度应变场检测不同空间尺度形变信息的试验。结果表明,对于50km影响范围的小断层形变信号,在大尺度(第4—7尺度)应变场中并没有体现。而在小尺度(第8尺度)应变场中表现得非常明显。对于150km影响范围的大断层形变,在小尺度(第8尺度)应变场中仅出现了一小部分信息,而在大尺度(第4—7尺度)应变场中表现得更加完整和明显。由此得出,不同空间影响范围的地壳形变信息会在相应尺度的应变场中得以体现;小尺度应变场具有检测局部地壳形变信息的优势。     

长江三峡GPS处理结果和应变背景场

采用BerneseGPSSoftware 4 .2对长江三峡工程诱发地震监测系统GPS监测网络 1998～ 2 0 0 3年的 6期观测数据进行了处理 ,结果表明 ,三峡库区与华南块体的水平相对运动在 0～ 3mm/a(± 0 .1～± 2 .0mm/a) ;蓄水导致的垂直形变区域主要集中在茅坪 香溪 巴东库段 ,近岸点垂直沉降的量级在 10～ 35mm左右 ,最大峰值区域香溪约 35mm(± 8.6mm) ,垂直形变沿远离库中心方向迅速衰减。采用贝塞尔双三次样条函数模型拟合该地区的应变率 ,推算各类水平应变场 ,结果表明 ,蓄水前各种应变背景在 10 -9/a～ 10 -10 /a量级。作为构造稳定地区 ,三峡库区近期因蓄水导致大规模形变 ,从而诱发中强地震的可能性不大     

青藏高原地壳运动模型与构造应力场

本文系统地探讨了大地测量参与青藏高原地球动力学问题研究的理论和方法,充分体现了大地测量学与地质、地球物理学互相结合、相互渗透的特点。本文研究的主要内容是：（１）结合青藏高原地质构造背景和构造块体活动情况,以及大地测量观测值特点,建立了青藏高原区域地壳...