中国东部及其邻区现念地质构造特征与岩石层壳—幔结构

本文在总结国内科技工作者对中国东部及邻区地质、地球物理研究的基础上,进而给出中国东部及邻区断裂体系与块体划分,分析该地区的现念地质构造特征,探讨现念岩石层的壳－幔结构。这些结论将作为用大地测量资料建立东部地区现念块体运动模型与动力机制反演的量化依据。     

太平洋板块俯冲对中国大陆的影响

在中国大陆及周边地区ITRF2000速度场的基础上,建立欧亚板块整体旋转与线性应变运动模型,得到中国大陆及邻区的局部形变场,分析此形变场发现东北块体和华北块体东部地壳存在一致的向西或北西西向运动,平均运动速率东北为2.9 mm/a,华北东部为1.4 mm/a,推测这是太平洋板块向欧亚板块俯冲的影响。其影响范围仅限于东北和华北块体,影响较大的是120°E以东和40°N以北地区。并分析太平洋板块俯冲对中国大陆影响的表现形式和形成机制。     

基于GPS观测数据的云南地区地壳形变特征研究

利用1999~2013年间多期GPS观测数据,将云南地区分为5个活动块体,研究区域现今水平运动特征、应变特征以及各块体的运动特征,反演主要活动断裂带的走滑速率。结果表明,区域水平运动具有北强南弱的特征,小江断裂带、红河断裂带对云南地区构造活动具有明显控制作用,改变了断裂带两侧的运动特征;区域应变具有明显的差异,西部以拉张应变为主,东部小江断裂带周边地区拉张和挤压应变均衡且为强应变区,滇东地区应变较小;各块体运动方向与速率存在差异,滇东块体为逆时针旋转,其余块体顺时针旋转;基于块体模型反演的主要断裂带的走滑速率与地质方法获取的走滑速率具有较好的一致性。     

利用GPS观测到的中国大陆地壳水平运动

通过与一般GPS大地测量或工程测量对比,介绍利用GPS观测获取地壳运动信息的方法,包括野外观测及数据处理的方法。通俗地介绍了GPS数据处理与形变分析中的基本概念,如坐标系统的参考框架、无基准解、相似变换、位移基准、旋转与应变等。介绍利用中国地壳运动观测网络基本网、基准网1998年与2000年GPS观测结果所获得的中国大陆地壳水平运动信息。简要介绍GPS观测概况、用GAMIT/GLOBK软件对所获得GPS观测数据的处理及精度分析。基准网与基本网各年观测结果得到的网内点位精度,由两期观测得到的水平位移分量的精度。得到的1998年9月初至2000年6月中旬基本网、基准网的地壳运动,包括以位于东部的一组稳定点为基准的各观测站位移、网内各部分的应变及部分地区的旋转量。得到了我国大陆完整而详细的地壳水平运动图像,分析了中国大陆现今地壳运动的主要特征。在所述观测期间,我国东部地区相对较为稳定。相对东部稳定点组,东北块体向北运动;华南块体向东南运动。相对东部地区,新疆西北部地区以北西向运动为主;西南西藏地区以向北运动为主;西藏东部与云南地区形成非常明显的顺时针旋转构造运动。我国中部南北地震带是一强烈而复杂的变形带。GPS测量结果表明印度板块向北挤压是影响我国地壳运动的主要因素。     

变形参考系及不同变形参考系中变形数据的联合处理

本文首先讨论了变形参考系及实现方法,然后讨论了不同变形参考 变形的数据统一问题。在此基础上,建立了欧亚板块东南部块体的块体变形参考系,并在该块体变形参考系中联合了ＩＴＲＦ９７速度场和中国ＧＰＳ－Ａ级网复测资料计算了中国大陆与周围板块的现今相对运动,进而分析了中国大陆及周转板块的现今相对运动规律。     

利用GPS观测到中国大陆地壳水平运动

通过与一般GPS大地测量或工程测量对比，介绍利用GPS观测获取地壳运动信息的方法，包括野外观测及数据处理的方法。通俗地介绍了GPS处理与形变分析中的基本概念，如坐标系统的参考框架、无基准解、相似变换、位移基准、旋转与应变等。暖和 国地壳运动观测网络基本网、基准网1998年与2000年GPS观测结果所获得的中国大陆地壳水平运动信息。简要介绍GPS观测概况，用GAMIT／GLOBK软件对所获得GPS观测数据的处理及精度分析，基准网与基本网各年观测结果得到的网内点位精度，由两期观测得到的水平位移分量的精度。得到的1998年9月初至2000年6月中旬基本网、基准网的地壳运动，包括以位于东部的一级稳定点为基准的各观测站位移、网内各部分的应变及部分地区的旋转量，得到了我国大陆完整而详细的地壳水平运动图像，分析了中国大陆现今地壳运动的主要特征，在所述观测期间，我国东部地区相对较为稳定，相对东部稳定点组，东北块体向北运动；华南块体向东南运动。相对东部地区，新疆西北部地区以北西向运动为主；西南西藏地区以向北运动为主；西藏东部与云南地区形成非常明显的顺时针旋转构造运动。我国中部南北地震带是一强烈而复杂的变形带。GPS测量结果表明印度板块向北挤压是影响我国地壳运动的主要因素。     

利用GPS分析川滇地区活动地块运动与应变模型

以川滇地区上中国地壳运动观测网络1998～2004年间的GPS观测成果为约束,基于地质学给出了块体划分模型,分别利用刚体运动模型、块体运动和形变模型反演了川滇地区内各活动块体的现今地壳运动和变形参数,并进一步对上述两种模型进行了辨识。结果表明,川滇地区的各块体用块体运动和形变模型来描述更为合适。通过对活动块体及断层运动进行讨论分析,认为川滇地区的地壳运动由西向东、由北向南逐渐减弱,且有顺时针旋转的特征,而地壳变形模式以连续和渐变的剪切为主要特征。     

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。     

中国大陆主要块体现今变形状态的反演研究

本文利用中国大陆的GPS运动速度场,研究了其中的7个亚板块和14个构造块体的变形状态,并做了动力学解释。研究中,构造了一种运动-变形模型来提取观测数据中的变形信息。结果表明:南北构造带东西两侧应变状态表现出显著的差异,西部各亚板块或块体的主应变量值从约4.5×10-8.a-1到约1.3×10-8.a-1,东部则从约3.0×10-.8a-1到约0.4×10-.8a-1,表明东西两部应变量值有较大的落差,并且主压应变方向从西部的北北东向逐步转到东部北东东向。南北构造带表现为其不同段落的各块体的变形趋势和量级都有显著不同。川滇块体是东部与西部的结合部位,变形量较大,主压应变为3.4×10-8.a-1,反映了印度板块向北的推挤在川滇块体造成了较大变形。中国北部地区向东西两个方向运动,塔里木块体、准噶尔块体、天山块体向西,柴达木-祁连山块体、阿拉善块体向东。这种推挤力和太平洋板块阻碍、遏制作用,造成了华北块体、鄂尔多斯块体以拉张为主的应变和逆时针旋转。     

基于GPS速度场采用RELSM模型分析关中地区现今地壳形变特征

利用2001~2004年关中地区及周边区域GPS观测资料,运用整体旋转与线性应变模型(RELSM)研究了关中地区地壳水平运动及应变场特征,探讨了其与地震、地裂缝活动的关系。结果表明:彬县—西安—蓝田是关中地区地壳水平差异运动的分界带;泾阳—西安—咸阳—临潼—三原地区同时是最大剪应变、面膨胀高值区,也是地壳运动显著差异带,同时该区还发育多条深大活动断裂,具备发生中强地震的必要条件;甘青块体的向东挤压加之周围块体的运动,形成了关中地区西部表现为压缩,而东部表现为伸展的特点;泾阳—西安—咸阳地区地壳伸展运动强烈,地裂缝十分发育。     

中国西部地壳现今变形特征及其机制探讨

以中国大陆及周边10年来近400个GPS测站的复测资料为基础，获取并绘制了现今地壳水平运动与变形图像，结果表明：青藏块体内西半部南北向只存在微弱的缩短变化（5mm/a左右），东半部南北向则没有缩短的迹象，南北缩短的区域主要位于青藏块体南缘的喜马拉雅条带（约15mm/a），北缘中部的柴达木西区（约15mm/a）和青藏块体北面的天山块体及周围地区（约15mm/a）；青藏块体大约有10mm/a的东西拉张，但不均匀，自西向东经历了由弱到强再有所减弱的过程，整个西部地区东边缘的东向运动表现为南强北弱的左旋特征；川滇菱形块体不是逃逸块体而是变形块体；青藏块体东缘及附近地区是东向运动的消减区带，面应变结果显示，青藏块体周边以面收缩为主，内部则以面膨胀为主；其以北的地区以面收缩为主（但压中有张），面应变的量级为10^-8/a。这样的变形结果，若只靠来处于印度板块的北向挤压是无法解释的。由此并结合最新的地球物理研究成果可推断或证实，地壳下部来自南向的物质涌入是控制青藏块体乃至中国大陆形变的另一大动力源，甚至可能是主导动力源；或者具有深、浅立体活动的某种协同性。     

六盘山构造带应变积累特征及其变形机制研究

六盘山构造带位于青藏高原向中国大陆内部挤压扩展的最前缘部位,其东部是构造稳定的鄂尔多斯块体,西部是新生代强烈隆升与快速生长的青藏高原东北隅.论文在六盘山地区进行GNSS加密观测,结合已有观测数据,给出青藏高原东北隅高空间分辨率的三维 GNSS速度场,并分析形变场空间分布特征;研究GNSS应变率场计算方法,对方法的有效性和稳健性进行验证,解算不同空间尺度的应变率场;基于GNSS形变场聚类分析结果,结合研究区地震活动性和深浅地球物理资料,提出该区域改进的块体模型,探讨区域变形机制.论文研究内容与成果如下:(1)提出一种探测 GNSS 坐标时序中突跳的方法.     

中国地区水平地壳形变模型的建立

我国大陆板块是欧亚大陆板块的重要组成部分,其板块运动剧烈,地质构造复杂,是全球研究板块运动的重要地区。本文通过对各个块体分别建模和解算,得出结论:中国地区除东北块体相对于欧亚板块不动外,其他块体均有不同程度的形变运动,东部形变较小,西部形变较大;华北块体总体上以大约6mm/a的速率向东运动;华南块体以约5~8mm/a的速率向东南方向运动;新疆块体以约10~15mm/a的速率向北东方向运动;西藏块体也向北东方向运动,但运动速率从南到北逐步减少。     

基于GPS的关中地区地壳水平运动研究

以"中国地壳运动观测网络"观测数据以及陕西省GPS观测网2001-2005年的5期观测数据为基础,应用GAM IT/GLOBK软件对数据进行精密解算,获得了陕西省关中地区2001~2005年相对于鄂尔多斯块体以及关中地区内部彬县站点的水平运动速度场。并结合板块构造学原理进一步分析了关中及其邻区的地壳运动规律:①GPS技术用于地壳运动的监测是可行的;②相对于较稳定的鄂尔多斯块体,关中地区整体呈现不连续性逆时针旋转;③关中地区中西部存在多处应力集中区,地壳的相对水平运动较为激烈;④关中地区中部泾灞隐伏断裂带附近地壳水平运动激烈,属潜在多震区。     

鄂尔多斯块体东北缘近期地壳垂直形变监测

为深入分析并研究鄂尔多斯块体东北缘近期的地壳垂直形变趋势,基于区域中10条国家一等水准测量路线的共用水准点,通过分段平差计算其相应的高程平差值及垂直形变量,进而利用三角网法提取该地区的垂直形变速率等值线。通过效果图对比可知,近期鄂尔多斯块体东北缘呈现下沉的趋势,两个V型漏斗区分布于整个研究区域中部的南北两侧,南侧漏斗区的下沉速率较北侧偏大,这在一定程度上与该地区北高南低的地形走向大体一致。但对于V型漏斗区形成的具体原因还有待进一步研究并确认。     

人口密度与夜间光数据乡村聚落空间演变分析

本文以新疆为研究区,结合人口密度和1993—2013年的夜间光数据,开展对研究区近20年乡村聚落扩展时空变化特征。采用空间增长率指数、扩展强度和平均最近邻分析方法,分析新疆乡村聚落空间分布的演变。结果表明:①新疆南部地区乡村聚落空间演变剧烈,北部和东部地区乡村聚落空间演变较为缓和;②从增长率和扩展强度来看,新疆北部和南部地区乡村聚落平均扩张强度都呈增大趋势,但东部地区乡村聚落扩张强度先增长后减少的趋势;③由于自然环境和社会经济发展的不同,新疆南部地区的乡村聚落在空间上呈松散分布,而北部和东部地区呈较紧密分布状况。新疆乡村聚落沿着自然资源丰富的绿洲上以集聚分布,而且一直保持递增扩张。     

基于ITRF2005基准下的速度场融合分析中国大陆板块运动趋势

利用GPS观测资料研究地球动力学问题是目前地学中研究的热点,数据融合也是大地测量研究中的一个重点。主要利用已公开发表的GPS速度场结果,结合上述两点分析中国大陆各个块体板块运动趋势,得出的结果与现今研究成果具有一致性。     

青藏高原地壳运动与应变的GPS监测研究

全球定位系统(GPS)观测可提供高精度、大范围和准实时的地壳运动定量数据,使得在短时间内获取大范围地壳运动速度场成为可能,已广泛地用于监测现今地壳运动.该文利用1993~2002年间5期GPS观测资料采用自洽统一参考框架方法分析研究了青藏高原地区的现今地壳运动,获得了GPS速度场和应变场,结果及其精度较以前有所改善,尤其在垂直速度和喀喇昆仑-嘉黎以南地区应变参数较以前结果有较大不同.通过分析与比较得出:目前喜玛拉雅块体以N37.1±0.7°E的挤压为主,达到了-98.5±4.2×10-9/a,同时兼有的N127.1±0.7°E方向拉张,达到了26.7±2.8×10-9/a,最大剪应变62.6±2.6×10-9/a,面应变-78.1±5.1×10-9/a,这与前期的研究成果有着较大的不同;西藏块体N39.0±2.0°E挤压为主,达到了-20.3±1.2×10-9/a,同时兼有N129.0±2.0°E的拉张,达到了10.8±1.6×10-9/a,最大剪应变15.6±1.0×10-9/a,面应变-9.5±2.2×10-9/a;总体而言,喜马拉雅块体到西藏块体的主压应变率和拉张应变率变小;青藏高原现今东西向拉张主要体现在西藏块体中部;此外,GPS结果显示青藏高原每年以3~5 mm的速率处于隆升中,这一结果与前期GPS成果相差约2~3 mm.     

中国西部现今地壳形变与地震活动特征

以1999-2004年间中国西部地区近650个GPS站点的观测资料为基础,采用二维“高张力样条”函数内插算法获得了连续地壳形变场。结果表明,相对于稳定欧亚参考框架,中国西部现今地壳运动西强东弱,北向运动从西向东逐渐减弱,东向运动逐渐增强,青藏高原东缘及附近地区是东向运动的消减区带;主应变从西向东由压缩应变转变为拉伸应变;最大剪应变主要位于喜马拉雅地块及其东部地区;中国西部地区地震活动在空间分布上似乎集中发生在印度板块北东向挤压欧亚板块的两条共扼带内,与地壳形变场有一定对应关系,地壳形变的高应变率区为中强地震多发地带。     

根据新构造运动及地貌特征试论武汉地区地壳稳定性

武汉市是我国中部的最大城市。随着四化建设的需要,地壳稳定性的研究成为刻不容缓的重要课题。武汉地区的多级地形形成于不同时期和不同的地壳运动状态中,新断层仅存在于中更新世地层中。相对邻区而言,武汉地区是一个相对稳定地区,但应注意邻区地震波及本区的影响。