用速率面拟合法进行地壳水平形变模型的研究

速率面拟合法已应用于地壳垂直形变模型分析，本文利用这一曲面拟合理论研究了地壳水平形变模型，详细推导了相应的公式，并进行了模拟试算。     

渤海湾区域应变应力场演化特征

根据渤海湾区域1999~2013年多期GPS站点速率资料,以营潍断裂带为界分为东西两个地块计算运动参数,求解主应变率和断裂带的应变率。基于应变率计算结果研究了区域应变-应力场。结果表明,1999~2011年渤海湾区域地壳整体受北东东-南西西向压应力和北北西-南南东向张应力作用,2011~2013年区域地壳压应力主方向为近南北向,张应力主方向呈近东西向,致使这一变化的主要原因是2011年日本3.11大地震。渤海湾区域不同地段的应力也存在差异,局部性变化明显。营潍断裂带不同时段的正应变率和剪应变率亦不同,1999~2011年为右旋剪应变-剪应力作用,2011~2013年为左旋剪应变-剪应力作用。     

汶川地震震前龙门山以西地壳垂直隆升机理分析

结合流动GPS观测速度场及层析成像结果,构建跨龙门山断裂剖面的二维有限元分层模型,分两种情况讨论汶川地震前龙门山前缘地壳垂直隆升的物理机制,以及中、下地壳软物质垂向和横向的不均匀性对地壳隆升作用的影响。分析认为：川西高原相对四川盆地的差异抬升和龙门山以西地壳缩短的共同作用是汶川地震震前龙门山前缘地壳垂直隆升的可能原因。     

粘弹性半空间内膨胀引起的地表垂直位移和重力变化

研究了粘弹性半空间内膨胀（Ｍｏｇｉ模型）引起的地表垂直位移和重力变化，推导了Ｍａｘｗｅｌｌ半空间模型的解析计算公式。数值结果表明，地表垂直位移、重力变化以及重力变化与地表垂直位移之比受介质流变特性的影响很大。因此，在解释和模拟火山区、地壳隆起区、地热场等长期地表形变和重力观测时需考虑介质的流变特性影响。     

宜宾-金川剖面地壳上部速度结构及构造含义

利用有限差分和时间项两种方法对宜宾-金川人工地震剖面沿线8炮Pg波走时进行反演，得到沿测线结晶基底起伏变化特征和上地壳顶部覆盖层速度分布变化特征。结果表明，剖面东南段四川盆地内基底埋深约3～5 km，覆盖层较厚，速度较低；剖面西北段川西高原内结晶基底埋藏深度逐渐减浅至0～3 km，覆盖层变薄，局部出露地表，速度大部分区段明显增大；沿剖面多个部位基底的埋深出现明显的隆起或下凹，上部地壳速度结构横向出现剧烈的上下起伏变化，结晶基底界面起伏变化强烈的位置分别与该地区分布的龙泉山断裂、名山-成都断裂以及龙门山地区的断裂构造有较好的对应关系，结晶基底速度结构和界面形态变化特征为该区活动断裂构造深浅耦合关系和强震孕育机制研究提供参考。     

利用GNSS水准数据建立区域地壳垂直运动模型

针对少量稳定水准点无法建立区域地壳垂直运动模型的问题，提出一种利用GNSS与水准融合建立区域地壳垂直运动模型的方法。首先利用稳定水准点、GPS点初步建立区域地壳垂直运动模型；再根据各个水准点、GPS点的模型结果与实际结果的差异，选取区域地壳垂直运动建模所用点；最后利用函数模型拟合区域地壳垂直运动模型。以山东及周边一等水准网以及CORS数据为例进行计算，证明该方法能够克服因水准点数量不足而无法建立模型的弊端，并提高区域地壳垂直运动模型的精度。     

云贵川地区ZTD垂直剖面格网模型

利用ERA5大气再分析资料研究ZTD高程尺度因子的精细时间变化特征,构建顾及高程尺度因子精细时间变化的云贵川地区ZTD垂直剖面格网模型(YZTD-H模型)。以云贵川地区探空站分层ZTD数据作为参考值,检验YZTD-H模型的精度,并将其与GPT2w模型和GPT3模型进行比较。结果表明,顾及精细时间变化和垂直剖面变化的YZTD-H模型在时间维度和垂直剖面维度上均表现出较好的稳定性。     

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。     

多期复测水准网和重力网的动态联合平差

在利用重力测量结果研究地壳垂直运动时，重力－高程因子的确定是一个需要研究的问题。本文提出利用多期复测水准网与重力网动态联合平差的方法，同时求解地壳垂直运动速率和重力－高程因子。利用此方法对北京地区１９８３－１９９１年的水准和重力复测结果进行了计算，结果表明：两类不同观测值的权比配置是恰当的，平差模型是正确的、重力－高程因子的分布符合一般规律。     

利用四元件钻孔应变观测资料研究佘山地区主应变及主方向变化特征

为研究佘山地区应变场变化特征，采用“钻孔加衬模型”公式，使用2013~2018年佘山台观测资料的变化值及差分值，通过无校正、变化校正和差分校正3种应变换算方法，得到3组面应变年速率、最大剪应变年速率变化及应变主方向计算结果。对比发现，利用差分值进行应变换算，在计算应变主方向及提取面应变年速率和最大剪应变年速率特征曲线方面更有效。     

地震前后垂直形变场动态演化的量化指标

提出一种表达垂直形变场动态演化过程的量化指标——区域应变率、应变集中度。在此基础上，对南北地震带各水准监测区近30年的垂直形变资料进行了实际计算．并结合具体震例进行了对比研究。结果表明：量化指标在一定程度上能够反映地震前后形变场的动态演化过程和地壳运动状态，对地震的中长期预报有一定的积极意义。     

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天马和谢坊形变试验场地壳形变特征分析

本文对天马和谢坊试验场的三角和基线观测资料进行了应变分析,获得了该试验场的主应变值、主应变方向以及剪应变值。分析结果表明,该试验场的地壳形变特征基本上是由通过该场地的断层所制约,反映了该断层的性质。     

华北(北部)地区的地壳水平运动特征及其模型——GPS测量结果的初步分析

根据两次ＧＰＳ测量结果,研究了华北（北部）地区的现今地壳水平运动的特征。其主要特征可以用１个４块体的构造运动模型来描述。利用构造单元内的最大相对稳定点组求出了模型中的运动参数,并据此研究了构造边界带上的差异运动和应变积累方式。同时还用两种不同的方法求得了相当一致的构造块体内的局部变形。最后讨论了这种运动特征对地震危险性预测的意义。     

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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。     

青藏高原东南缘现今地壳形变与多尺度应变率场特征

利用青藏高原东南缘1999~2007年与2011~2017年高精度GNSS监测资料,充分顾及GNSS测站非均匀分布的特性,构建青藏高原东南缘地壳形变多尺度球面小波模型,定量分析汶川强震前后该区域地壳形变与不同空间尺度下地壳应变率场变化特征。研究结果表明,汶川强震前后研究区整体地壳运动具有一定继承性发展特征,均在龙门山、安宁河、则木河与小江断裂处形成明显的速度差异梯度带,且高应变率值也主要聚集在上述主干断裂及附近区域;汶川强震后,研究区域整体地壳运动速率量值,特别是龙门山断裂带西北侧地壳运动速度量值显著增大,羌塘、巴颜喀拉与川滇地块也呈现出加速向南东运移并推动华南块体的趋势。不同尺度下的应变率场反映出不同空间范围下区域应变积累特征,青藏高原东南缘区域在尺度因子q=7时的计算结果是合理的（合理的最大尺度因子）;当尺度因子q=6时,能较好地揭示出区域整体构造活动特性,即清晰地揭示出汶川强震后龙门山断裂处呈现出的显著主压应变、面压缩与最大剪应变率高值特征;当尺度因子q=3~7时（最佳组合尺度因子）,可较好地综合揭示出区域地壳大尺度（整体）形变与局部形变特征。汶川强震后,研究区域主干断裂带,特别是震中及其附近区域地震活动性显著增强。