京西北地区地应变观测与小震震源机制解一致性研究

以京西北地区作为研究区域,采用应变参数方法解算定点地应变观测数据,将所得应变参数时间序列作为研究对象,利用该结果与研究区内同期小震震源机制解进行一致性分析,研究得出呈拉张性质的定点观测最大主应变方位与震源机制解最大拉张变形方向（T轴）水平投影具有良好的对应性,整体以NNW—NE向为主,且自西向东排布的测点最大主应变方位与震源机制解最大拉张变形方向均表现为逐渐东向偏移的趋势,与华北平原块体北部发生顺时针旋转活动的特征相吻合,结果进一步检验了地应变观测反映区域应变场信息的能力。     

利用GNSS资料研究新源-和静MS6.6地震前后地壳形变与地震关系

利用2009-2011年三期GNSS观测资料,获得新源—和静6.6级地震前后震中附近区域水平运动速率、主应变率、面膨胀率及最大剪应变率,分析得出:(1)研究区整体呈挤压缩短趋势,南部区域运动速率总体高于北部,而中部区域运动速率高于东西两侧,这与区域构造特点有关。新源—和静MS6.6地震之后,研究区西北部区域的应力场能量得到较大的吸收和释放。(2)从研究区应变分析中可以看出,沿断层出现的主应变率正负交替区域与地震的发生有一定关系。从面膨胀等值线图可以看出,两个面收缩区之间区域是地震发生的重要区域。剪应变区域变化可以反映出地震的破裂方向。     

Characteristics of Horizontal Crustal Movement in the North China Region in the Last Decade

Based on high-precision data obtained in the past decade from GPS re-measurement in the North China Network, the Crustal Movement Observation Network of China (CMONOC) and GPS measurement along the Shanxi graben zone, the status and evolution of horizontal crustal movement in the North China region are analyzed. The results show that (1) the Yanshan tectonic zone (Zhangjiakou-Bohai Sea zone)is an active one with the largest horizontal strain in the North China region; The largest tendency differential movement of adjacent blocks is seen between the Yanshan block and the North China plain block; about 2mm/a (left lateral) ; (2)The significant horizontal differential movement along the boundaries of the North China region is characterized by right-lateral strike-slip movement at the middle-north segment on its west boundary (composed of Yinchuan and other active tectonic zones) and compressive movement at the south segment; while the Yinshan rift zone located along the west segment on its north boundary is dominated by tensile movement. Other boundaries and zones have no obvious differential movement; (3) On the whole, measurements of each period differ from one another, which might result from the nonlinear movement component as well as from the error effect. In the paper, results of the relative movement and strain in different periods are given for different blocks and boundary zones.     

华北地区现今水平运动场的动态特征

在整体无旋转基准的基础上, 采用了以提取中、 低频应变信息为主的连续应变模型, 处理并分析了《中国地壳运动观测网络》在华北地区400余个GPS测站的复测资料(1999—2001—2004年)和2006年130余个测站的复测资料, 获得了1999—2004年、 2004—2006年的相对运动速率以及2004—2006年偏离1999—2004年运动的位移结果。 结果表明: ① 华北地区非均匀应变比较明显, 不同时段的结果在空间上的表现形式也不一样; ② 前后两个时段的运动特征具有一定的不一致性; ③ 2006年存在着较明显的偏离位移, 并显示了右旋形变的迹象, 面应变表现为北、 中收缩, 南部膨胀的特征; ④ 近两年东西向的压性作用较前明显, 北京以南地区是运动的转化地区及面应变象限的准中心地区。 这可能表明, 在昆仑山口西8.1级地震之后, 华北地区又进入了常态能量的积累阶段。     

Monitoring the horizontal movement along the Shanxi fault zone by GPS measurement

IntroductionShanxi is a significant seismic activity area in North China (WANG, 1995), named as Shanxi fault zone. One can see how important it is by the name. Up to now, a large number of achievements have been obtained from the studies mainly by the geological method. In order to improve the seismic research and carry out earthquake monitoring and prediction in this area, a GPS horizontal deformation monitoring network is established along the fault from the north to the south by the Se…     

西昌地区现今地壳运动及主要断裂活动研究

利用2009—2017年GPS水平速度场和1990—2018年跨断层短水准资料, 分析西昌地区现今三维地壳活动及主要断裂的活动性。 结果表明: 在西昌地区, GPS水平运动场及应变场的大小和方向发生变化。 E向运动速率由北部的平均约8 mm/a减小到南部的平均约4 mm/a; S向运动以安宁河—则木河断裂为界, 西侧点位的运动速率明显大于东侧的点位。 相对华南地块的水平形变场也显示西昌地区水平运动的差异性。 主应变场在西昌地区以SW—NE向拉张和NW—SE向挤压为主。 大凉山次级块体东侧的张应变和压应变均大于西侧; 最大剪应变率在此次级块体以条带形式展布, 条带上的最大剪应变率大于东、 西两侧; GPS水平运动速率和变形宽度相比1999—2007年资料得到的结果大, 表明安宁河—则木河断裂带处于剪切应变积累阶段, 闭锁程度有所提高。 跨断层水准资料显示, 该断裂存在新的活动迹象, 应力持续积累。 综合分析两种资料结果, 推测区域地震危险性将进一步增强。     

玉树和汶川地震前后区域水平形变的空间分布

以1999—2007年和2009—2010年两个时间段的GNSS观测资料为基础, 借助于多核函数解析、 滤波和应变场的无偏算法以及区域无旋转基准, 在运动场连续变化的条件下获得了玉树M_S7.1和汶川M_S8.0地震前后青藏高原东南地域运动与形变场, 并得到如下基本认知: ① 玉树和汶川地震前震源区构造活动在空间和较长时间上明显弱化, 最大正应变和最大剪切应变均处在区域构造活动的最低水平。 ② 与地震破裂相应的旋剪形变最大部位既不位于震源区也不远离震源区, 似乎存在某种协调有序活动, 玉树地震发震构造断裂带基本上处在区域右旋活动与左旋活动的过渡区上, 而左旋活动最大条带却为平行于该断裂带且相距约150 km的东北构造活动区内; 汶川地震发震构造断裂虽处在右旋活动的龙门山断裂带上, 但右旋活动最大条带为平行于该断裂带且相距约200 km的西北活动区内。 ③ 玉树地震震时较大水平形变的范围较小, 汶川地震震后水平形变仍较突出。 ④ 理塘—德巫断裂带的北段及周边地区应给予关注, 面应变为象限分布图像, 最大正应变和最大剪切应变均显示闭锁的迹象。     

华北地区近期地壳水平运动与应力应变场特征

利用华北GPS监测网 1 992年、1 995年、1 996年的观测资料 ,应用最小二乘配置给出了华北地区相对水平位移场、应变场的分布图像 .经初步研究表明 :华北地区 1 992-1 995年间的水平位移和应变场表现为整体性不均匀的压性运动 ,1 995- 1 996年测区东部仍以水平压性运动为主 ,但测区西部则主要表现为张性运动 .水平运动 （方向、大小 ）发生显著变化和应变高值区的地带主要位于块体边界带和主要断裂带附近 .燕山断块南边界的北东向断裂存在着较显著的左旋运动 .区内最大剪应变、面膨胀的高值区在天津、北京、唐山一带 .结合非连续变形数值分析方法 （DDA）初步分析认为 ,1 992- 1 995年GPS观测结果显示的华北地区存在东、西部构造应力作用的明显差别 ,华北东部以东西向压应力作用为主 ,而西部的南北向构造应力作用又明显大于东部 .     

菲律宾海板块的整体旋转线性应变模型与板内形变-应变场

用菲律宾海板块上7个站ITRF2000的速度建立了菲律宾海板块的整体旋转线性应变模型. 结果认为菲律宾海板块的现今运动是顺时针方向旋转,与NNR_NUVEL_1A估计的旋转方向一致,但与NNR_NUVE_1A估计的旋转极位置和旋转角速度有较大差别. 本文模型与Sella等建立的刚体运动模型相比能更精确地描述菲律宾海板块的现今构造运动与板内形变. 菲律宾海板块内部存在强烈的形变-应变场. 在板块上存在一致的向东形变,形变速率在中央构造线附近小,东、西边界附近大,南、北两端小,中部大,在Mariana弧上向东的形变速率达到484 mm/a. 板块上南北方向的形变,东、西部存在明显差别,东部的南北向形变速率很小,西部在Manila海沟附近南北向形变速率较大,北端向北的形变速率为113 mm/a,南端向南的形变速率为293 mm/a. 板块的中央构造线把板块的主应变场分为东、西两个区. 东区存在非常强烈的张应变,压应变则很弱. 主张应变为近东西方向,从中央构造线向东主张与主压应变率逐渐增加,板块东南边界附近（148°E,15°N）主张应变率最大为858×10-8/a. 在西区,存在很强的主压应变而主张应变则较弱,主压应变为NW-SE方向,主压与主张应变率呈现从中央构造向西逐渐增加的特征,在板块西北边界（122°E,23°N）附近,主压应变率最大为571×10-8/a. 菲律宾海板块主应变场的空间变化与板块内部及周围的构造背景密切相关,是构造应力场的反映.     

俯冲带深部应力场的二维粘弹性有限元数值模拟

基于粘弹性平面应变有限元数值模拟方法，研究了俯冲带深部的应力场特征．当根据Karato等的研究结果给出俯冲板块的粘度结构时，橄榄石——尖晶石相变界面以下中心低粘区两侧出现应力集中区，而且其主压应力方向沿俯冲方向走向．其特征与已有的深源地震主压应力方向沿俯冲方向及深源地震有两个条带的地震观测结果相吻合．相变过渡区因矿物更小的颗粒粒度而导致的更小的等效粘度对俯冲带深部应力场的影响不大；存在和不存在亚稳态橄榄石楔的情况下，橄榄石——尖晶石相变过渡区附近都有最大剪应力的最大值出现，而其主压应力方向有垂直于橄榄石——尖晶石相变过渡区走向的趋势，尚与地震观测资料不符．      

2016年阿克陶MS 6.7地震地表破裂特征和帕米尔现代构造应力场初步分析

帕米尔高原位于地中海－喜马拉雅地震带上,晚新生代以来随着印度板块向欧亚板块持续不断地挤压汇聚,其构造运动是欧亚大陆最强烈的地区。高原腹地发育一系列近SN向正断层,包括近SN向的塔什库尔干正断层所处的帕米尔中部现代区域的构造应力场以EW向水平拉张为主。2016年11月25日发生的阿克陶M_S 6.7级地震的发震构造为塔什库尔干断层分支的NWW向木吉盆地北缘断层,其具有右旋走滑兼正断性质。地震在震中附近产生同震地表形变带,全长约1km,呈近SN－NNE向水平拉伸,发育近EW—NWW向的张裂缝,为地震破裂的产物,张裂缝的最大水平拉伸位移量和最大垂直位移量分别为46cm和16cm。地表破裂带中的NE和NW向张剪裂缝只是连接贯通这些雁列的张裂缝,其水平相对位移量取决于张裂缝的水平拉伸量和张裂缝之间的几何关系。地表形变带表现的拉张性质与帕米尔高原腹地区域现代应力场最大主压应力为垂直向基本一致,可能与深部热物质上涌造成的上地壳拉伸有关。而地表形变带呈近SN向水平拉张,与区域近EW向拉张应力场之间存在显著差异,这可能是木吉盆地北缘右旋走滑正断层阶区局部应力场调整的结果。     

2-D viscoelastic FEM simulation on stress state in the deep part of a subducted slab

Introduction It is found that there are some relationships between the thermal structures of subduction zones and the deep seismicity, while the mechanism relates the thermal structure and the deep seismicity is still unsure (Helffrich, Brodholt, 1991; Furukawa, 1994; Kirby, et al, 1996). From 1980s, geoscientists have constituted a series of numerical simulations on the stress states of subduction slabs. Based on the kinetic computation of Sung and Burns (1976a, b), Goto, et al (1983, 1987…     

利用GPS数据探讨北天山东段现今地壳应变场演化特征——重新认识2016年呼图壁MS6.2地震

利用2009—2011、2011—2013、2013—2015年GPS形变资料,借助最小二乘配置方法、位移与应变的偏导关系,计算获得北天山东部应变场的动态演化结果,重新认识北天山东段构造区的现今活动特征,探讨应变场三个周期空间分布特征与2016年呼图壁6.2级地震的内部联系。结果表明:(1)区域地壳运动速率与应变场强度在时间上表现为“弱-强-弱”的变化特征,主应变率以NNW或NNE向的主压应变为主,第一、三周期N-S向主压应变较小,约(1~2)×10^-8/a,第二周期变化显著增强,约(1~6)×10^-8/a,第三周期滑动速率显示北天山东段呈“强[(2.2±0.4) mm/a]-弱(不明显)-强[(3.0±1.0) mm/a]”的右旋走滑特征;(2)地震可能更易发生在面应变率场等值线四象限中心区域或正、负过渡区的高密度梯度带内部,这可能是地震孕育过程中利用GPS资料观测到的形变前兆;(3)强震更易发生在剪应变率(最大剪应变率)的高值区或边缘区;(4)相对于面应变率与最大剪应变率等应变场物理量,主应变率更适用于在块体运动方向与性质上给出解释。     

甘肃岷县漳县6.6级地震前后区域地壳形变分析

利用陆态网GNSS连续站及流动站观测数据处理结果,从坐标时间序列、基线时间序列、速度场、形变场等方面分析岷县漳县地震前后青藏高原东北缘地区GPS形变场变化,得出以下结论:岷县漳县地震前GNSS测站时间序列没有明显变化,震前异常不突出;地震引起不同测点不同程度的永久性同震位移,最大值达到16mm;地震前后基线变化不明显,未发现明显的前兆异常;阿拉善及附近的祁连构造带存在顺时针运动的迹象,即运动方向由东侧的南西向逐渐变到西部的北西向,运动大小的范围基本保持在7mm/a之内;区域主压应变优势方向为东北-西南向,最大主压应变区呈带状分布于研究区域南部。     

不连续剪切带尾端张、压性效应有限元模拟及其构造特征的研究

本文利用二维有限元方法计算了由一条、二条和三条不连续的羽列断层组成的多组剪切破裂带模型。研究表明,不连续剪切破裂带在运动学性质上与单一剪切断层相类似,存在着作为剪切破裂带整体尾端的张、压性四象限分布的现象,它们是强相互作用的岩桥区物质发生变形弱化,剪切破裂带两侧块体作相对运动在尾端的调整产物;岩桥区的构造力学性质和物质的材料力学参数是影响剪切破裂带尾端张、压性区应力集中程度和范围大小的两个重要因素。最后结合实例讨论了张、压性区的构造特征和破裂方式     

Current horizontal strain field in Chinese mainland derived from GPS data

Introduction In the years when the reliable data could not be obtained and in the analysis of strain property and magnitude in history, the intensity, property and activity pattern of strain field were mainly inferred on the bases of geometric characters of surface traces and behaviors (especially the faults) as well as the characteristics of petrology (XIE, et al, 1993; Molnar, Tapponnier, 1975, 1977; Tapponnier, Molnar, 1977; FU, et al, 2000). However, they are the averaged results accumu…     

巴颜喀拉块体东北缘GPS应变率空间分布特征及其与2017年九寨沟MS7.0地震的关系

巴颜喀拉块体东北缘是构造变形和地震活动较强的区域, 2017年九寨沟M_S7.0地震就发生在该区域内。 利用多尺度球面小波方法解算GPS应变率场, 分析巴颜喀拉块体东北缘2009年至2017年的应变率场分布特征, 该方法的优点是可以将GPS应变率场按照不同的空间尺度进行小波分解, 给出不同空间尺度的应变率场。 结果表明在2017年九寨沟地震之前, 震中附近应变积累显著, 虎牙断裂北延断裂的左旋走滑速率为3.0 mm/a, 拉张速率为3.1 mm/a, 表明该条断裂以左旋走滑为主兼有拉张特征, 与九寨沟地震的震源机制解一致。 除九寨沟震中附近外, 在岷县与漳县交界处、 理县和汶川、 青川等地区主应变率、 面应变率、 最大剪应变率也较大, 这可能与2013岷县漳县(M_S6.6)、 2008年汶川(M_S8.0)、 2014年理县(M_S4.8)以及2014青川县(M_S4.8)地震有关。     

Crustal movement and deformation in Taiwan and its coastal area

Introduction Both Taiwan Island and Chinese mainland belong to Eurasian plate in geological structure. And the nearest distance between Taiwan Island and Fujian Province, which is located on the opposite coast, is only 130 km. Although there are high-precision GPS networks in both Taiwan and Fujian Province, joint GPS measurement cannot be made directly because of the inconvenient contact due to the strait between them. However, the GPS networks arranged on b…     

基于GPS技术的2016年呼图壁M_S6.2地震形变特征研究

利用2013~2017年3期GPS观测资料,通过结合区域构造背景分析呼图壁MS6.2地震震中及附近区域水平运动速率、主应变率、面膨胀率及最大剪应变率动态变化特征。结果表明,呼图壁地震前发震构造南部区域地壳速率高于北部区域运动速率,造成发震构造两盘运动速率不同,地壳能量积蓄。呼图壁地震释放了区域积蓄的应变能量,由于区域构造因素,影响范围较小。震前震中附近区域处于压缩环境,易于聚集应变能量;震时震中区出现面膨胀等值线密集高梯度带,是地壳应变能量交换和释放剧烈区域。震中区最大剪应变变化不大,反映呼图壁地震逆冲性质,最大剪应变高值区对地震危险性有预示作用。     

基于GPS的精河M_S6.6地震前地壳变形动态特征研究

利用2013~2017年3期GPS观测资料,获得精河6.6级地震前震中附近区域水平运动速率、主应变率、面膨胀率及最大剪应变率,并结合区域构造背景分析该区域变形动态特征。结果表明:震前震中附近区域速度场速率逐渐增大,发震断裂两盘构造运动速率不均,震中附近区域GPS测点的速率和运动方向存在差异,反应了地壳应变能量积累。震中区域主压应变率变化反映出应力调整过程,沿断层走向的张压转换的形变高梯度带、最大剪应变梯度带可为地震预测提供参考。