利用陆态网络基准站资料研究山西断陷带近期地壳形变特征

利用陆态网络GPS基准站资料计算了山西断陷带内部以及相对于周边地块的基线时间序列,并基于均匀应变模型计算了山西北部至晋冀交界和山西南部至晋豫交界的应变时间序列,结果表明:(1)陆态网络山西基准站观测数据质量较高,能够在一定程度上反映山西断陷带的地壳微动态变化特征。(2)山西北部至晋冀交界区域第一剪应变和最小主应变自2012年10月起减小,山西大同至河北张家口和山西大同至北京延庆的基线同期出现缩短,可能表明该区域北东向的右旋剪切和压性应变在逐渐增强。(3)山西北部至晋冀交界区域张性剪切应变2014年5月起出现的短期增强与涿鹿4.3级地震震源机制较为一致,可能与此次地震有关,该短期变化在震后逐渐恢复。     

2013年岷县漳县6.6级地震同震位移及震中区现今地壳形变特征研究

利用中国大陆构造环境监测网络在甘肃省及周边区域的GPS观测资料, 通过高精度数据处理, 获得基准站的位移时间序列, 给出该区域现今地壳形变特征, 并计算得到2013年甘肃岷县漳县6.6级地震同震位移。 结果表明: 该区域的陆态网络连续站中, 只有GSMX站观测到了较为明显的水平同震位移, 大小约18.7 mm, 由此推断此次地震的影响范围在距离震中30～50 km以内。 研究区内的地壳水平运动较活跃, 同时具有一定的规律性和连续性, 西部的运动速率高于东部, 东南区域的运动速率较小, 最小值为4.4 mm/a, 西南运动速率较大, 最大值为18.4 mm/a。 GPS连续应变率结果显示, 研究区存在近NE—SW向的压缩应变, 近NW—SE向的拉张应变, 并且主压应变明显高于主张应变。     

大规模GPS揭示中国现今地壳构造形变特征

利用全国260多个陆态网络连续站以及2 000多个陆态网络区域站2011—2015年观测数据,计算分析中国大陆现今整体地壳构造形变特征以及板内应变场空间分布特征。根据密集、大范围的GPS速度场可知中国大陆现今整体速度场依然呈现西强东弱的态势,其中最大值出现在喜马拉雅地区,一般速率在35~42mm/a之间,而川滇地区形成的右旋剪切带的形变特征最为醒目,其西南部最小速率在3~9mm/a之间,北部最大速率在17~23mm/a;由应变场的空间分布可以看出应力最大的地区主要是喜马拉雅、昆仑山中部、川滇地区的鲜水河断裂带、天山地区以及京津唐地区;东部沿海地区应变速率表现为东西拉张型,主要是由于2011年日本大地震对该地区的影响还未完全消退造成的。     

利用GPS数据研究南北地震带北段近期地壳水平形变特征

采用中国地震局"陆态网络"GPS基准站和流动站观测数据,利用MIT的开源软件GAMIT/GLOBK解算南北地震带北段(33°~42°N,97°~110°E),特别是六盘山地区、祁连地块、银川地堑1999年以来在欧亚框架下、以鄂尔多斯块体作为参考的GPS速度场。计算南北地震带北段5条断裂两侧50~350km范围内各站垂直/平行于断裂走向的速度投影,以及14个基准站18条基线2010年以来的长度时间序列,试图进一步估计关心区域的应力积累情况,探索断层闭锁段。结合地震活动性,认为南北地震带北段未来50年有发生M8地震的可能性;该段1900年以来的第4个M6、M7地震活跃期可能已经拉开序幕,未来2年有发生M7以上地震的可能性;祁连断裂带、海原断裂、西秦岭北缘地震带具备发生M6和M7地震的优先条件,尤其是海原断裂。     

基于有色噪声模型的GPS速度场精度与时间序列长度相关性研究

利用2010—2015年陆态网络GPS连续观测站的三维站坐标时序资料, 在采用最大似然估计MLE方法计算得到云南地区GPS基准站三维站坐标分量最优噪声模型的基础上, 进一步定量对比分析了有色噪声和白噪声模型下陆态网络GPS连续站速度场稳定性与时间序列长度的关系。 结果表明: 在闪烁噪声模型下, 中国大陆大部分地区GPS连续站1 a时段的速度不确定度大。 而随着时间的逐年累积, 闪烁噪声模型下的速度不确定度与同时段白噪声模型下的差异逐步减小, 闪烁噪声模型下3～4 a时段的速度不确定度与同时段白噪声模型的差异小于0.2 mm。 研究说明在有色噪声模型下要获得高精度的速度场需要3～4 a的观测数据, 白噪声模型下GPS速度场精度可靠可信的前提是采用不少于3～4 a的数据。     

基准站GPS连续观测得到的垂直位移时间序列

利用1998年9月至2004年3月上旬中国地壳运动观测网络基准站GPS连续观测结果所获得的垂直位移时间序列,讨论了基准的选择,分析了基准站垂直位移的特点。取中国东部一组垂直位移变化形态基本一致、年速率较小的6个基准站作为垂直位移时间序列的基准。计算结果表明,每周的垂直位移解的精度可达3mm。与基准站的水平位移年速率相比,垂直位移年速率普遍较低;而与基准站的水平位移时间序列相比,一些基准站的垂直位移时间序列有非常显著的年周期变化,幅度达20～50mm。中国大陆西部基准站的年周期变化与地球自转有明显的相关性,并且符合地球自转守恒。基准站垂直位移的变化值得多方面深入研究     

利用GPS观测结果研究地壳运动分布动态及其与强震关系

本文简要论述了应用最小二乘配置原理、利用GPS观测资料,建立基于不同参考基准和不同运动学与几何变形含义的地壳运动模型及不同空间分辨率应变场的方法。同时,结合中国地壳运动观测网络区域网和有关GPS连续站观测资料的处理与分析,从GPS观测能够直接获取地壳相对运动和反映研究区域几何变形时空分布状态,讨论了关于地壳运动动态与强震关系的问题。     

中国大陆GPS连续站时序结果处理与分析

<正>利用网络工程一期和陆态网络二期共253个GPS连续观测站的资料,首先用GAMIT/GLOBK/QUCA软件计算得到了各个GPS连续观测站的单站三维站坐标时间序列。在进行GPS基线和区域应变时间序列计算分析前,对单站坐标时间序列进行剔除粗差、大震同震位移改正、线性拟合、周期改正的后期精化处理。在此基础上,计算得到了中国大陆916条GPS基线时间序列结果,并对主要构造带和重点地区:鲜水     

南北地震带北段近年地壳水平运动

采用中国地震局陆态网络数据,解算并对比南北地震带北段速度场、速度投影、基线时间序列。对比发现：①各点速度矢量呈顺时针旋转;②相对于鄂尔多斯块体,2011-2015年银川地堑各站（银川、盐池、中卫、海原等）沿NNW方向扩张;③祁连断裂表现为左旋剪切和逆冲挤压,2013年起闭锁加强;海原断裂表现为稳定的左旋和逆冲,2013年起剪切加速;六盘山断裂表现为持续并放缓的逆冲和较弱的右旋;西秦岭北缘断裂带西段呈高速且放缓的逆冲以及高速但低应变累积的左旋,东段保持高速稳定的左旋和持续逆冲。     

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。     

基于GNSS资料分析漾濞MS6.4地震前应变时空演变特征

基于云南省内及邻区2009—2020年GNSS观测数据解算结果,在各个测点时间序列和速度场的基础上,采用克里金插值方法估计区域应变率场;以连续基准站时间序列为约束,获取漾濞M_S6.4地震近场区域的块体应变时间序列。分析发现:漾濞地震发生在前期最大剪应变高值区以及面应变高梯度带的张压转换区,发震的时间处于区域应变积累速率逐渐降低的过程之后。震中近场区域均以NW向断层的右旋走滑应变积累为主,且大多呈现持续增强趋势,与漾濞地震的发震断层走向及其破裂特征一致。震前震区东部块体出现了短期应变趋势转折及反向加速的异常现象,反映了应力-应变积累在接近临界破裂状态时的非线性调整。     

用GPS 资料分析渭河盆地及邻近地区地壳运动特征

利用中国地壳运动观测网络工程1999 ~ 2002 年渭河盆地及邻近地区GPS 观测资料, 以及陕西省地震局2001 ~ 2002 年的GPS 观测资料, 研究了渭河盆地及邻近地区地壳运动速度场。结果表明, 渭河盆地及邻区的运动速率有明显的WE 向条带状变化特征, 鄂尔多斯块体南缘呈整体不连续性逆时针旋转运动, 相对鄂尔多斯块体内部的榆林测点, 平均速率约为5.7mm/ a;渭河盆地中部的彬县— 西安— 蓝田一线两侧存在一个左旋剪切带( 东侧) 和右旋剪切带, 左旋剪切带的北部区域与铜川— 泾阳— 临潼— 渭南小震频发区恰好对应;鄂尔多斯块体东南缘临汾盆地东侧, GPS 观测点资料表现出应力集中的迹象, 该区与临汾-韩城地震带也有较好的对应关系。     

汶川8.0级地震前区域地壳运动与变形动态过程

利用GPS等观测资料研究了2008年汶川8.0级地震前的区域地壳运动与构造变形、应变积累,以及大区域地壳运动微动态变化过程,结合同震位移场分布等分析、讨论了汶川地震前近10年区域地壳变形的表象所反映的大震孕震最后阶段的物理过程.结果表明,发生汶川8.0级地震的龙门山断裂带1999～2004年相对稳定的华南地块无明显的相对运动,2004～2007年有一定程度的相对运动显示,以右旋活动为主,年速率为1.6mm/a.龙门山断裂带西北侧的巴颜喀拉地块东部为右旋剪切为主兼有推挤的大尺度缓慢变形状态,右旋扭动变形率为2.1±0.2(10^-8/a),地壳总体缩短变形率为-0.7±0.1(10^-8/a).由GPS基准站资料计算的基线时间序列显示,2005年以来大尺度北东向地壳缩短的相对运动明显增强,青藏块体相对华南地块的北东向运动明显增强.对汶川大地震前应变积累的特殊性等问题进行了初步讨论,分析认为,汶川大地震的发生是四川盆地西缘的龙门山断裂带受到其西侧巴颜喀拉地块推挤导致大尺度、长时期、缓慢的地壳应变积累的结果.在发震前不仅龙门山断裂带为显著闭锁状态,且孕震区域可能存在地壳弹性变形趋于极限后难以发生变形的相持阶段,大尺度地壳运动与动力环境的动态变化对汶川大地震的发生有促进影响.     

2016年熊本M_W 7.1地震前GPS形变特征分析

利用日本九州岛地区连续GPS观测数据,分析了2016年熊本M_W7.1地震前的区域地壳变形演化特征。GPS速度场和应变率场显示,熊本地震前右旋剪切应变积累区主要集中在断层上盘的九州中部块体(CKY)内,断层下盘的南海弧前块体(NFY)和九州南部块体(SKY)表现为显著的绕块体中心的逆时针刚性旋转运动;熊本地震发生在右旋剪切应变率高值区的边缘,且发震断层附近区域GPS应变时序结果显示自2014年后右旋剪切应变呈逐渐增强趋势;平行断层方向的GPS速度剖面结果显示发震断层上盘右旋剪切应变积累特征显著,表现为越靠近断层处的滑动速率越小,且断层西北侧站点速率随离开断层距离的增加呈非线性趋势变化。另外,GPS剖面结果显示,日奈久断层近场存在1~2 mm/a的相对滑动,可能存在浅层蠕滑运动。     

2014年2月12日于田7.3级地震对青藏东北缘地震活动的影响分析

首先, 利用“中国地壳运动观测网络”和“中国构造环境观测网络”截至2013年的GPS区域站观测资料, 结合地质构造, 简要分析了2014年2月12日新疆于田7.3级地震前大区域地壳水平运动变形背景; 接着, 对青藏块体东北缘地区GPS和精密水准两种不同类型资料反映的地壳运动变形与应变积累状态进行了对比分析研究; 最后, 结合地震活动动力环境, 研究和探讨了于田7.3级地震的发生对青藏块体东北缘地震活动的可能影响。 我们认为, 此次于田7.3级地震发生在近年来中国西部边邻强构造活动环境和内陆地壳强烈差异运动显著的背景下, 同时也是青藏块体及其边缘构造应力场较强的时段; 于田7.3级地震左旋走滑错动和应力传递, 可能会加速青藏块体东北缘具有高应变积累的构造断裂部位(尤其是祁连山构造带、 西秦岭以南的甘青川交界)破裂释放。     

青藏高原中南部近期地壳水平形变

20世纪90年代以来,“网络工程”和“陆态网络”积累了十余年的GNSS观测数据.以1999-2011年西藏、青海地区GPS区域站观测结果为基础,利用多核函数法和球面应变模型,计算了青藏高原中南部地区区域整体无旋转框架下的运动场和应变量,对汶川地震前后两个时段的结果作对比分析.     

云南境内陆态网络GNSS观测资料数据处理与初步结果

利用GAMIT/GLOBK软件对云南境内陆态网络GNSS观测资料,包括27个GNSS基准站自2011年至今的连续观测资料,以及170多个GNSS区域站2009、2011、2013年3期区域复测资料进行了处理,基线处理的重复性在水平方向优于1.79mm+1.1×10?9×S,在垂直方向优于5.99mm+1.46×10?9×S(S为基线长度,以mm为单位),计算得到了基线及点位时间序列和欧亚框架下的测站运动速度场。初步分析了坐标时间序列的变化规律,并利用刚体运动模型反演了云南地区各活动块体的现今地壳运动,初步结果表明云南地块运动方向逐渐由SSE向SSW变化,运动幅度由西向东、由北向南逐渐减弱,菱形块体外各个块体运动速度大幅衰减。该初步结果可为后期GNSS数据的进一步运用提供参考。     

GPS观测得到的中国大陆地壳垂直运动

利用中国地壳运动观测网络基准站的GPS连续观测及基本站非连续GPS观测结果，分析了基准站垂直位移的年周期变化特点，讨论了获得中国大陆垂直位移长趋势速率的条件，说明由基本站（连同基准站）多期GPS观测得到的长趋势垂直位移速率是较为可靠的。由于不少GPS观测站有幅度达数cm的年周期变化及大部分区域站观测次数少，由1999年、2001年两期区域站GPS观测难以得到可靠的长趋势垂直构造运动速率。基本站的观测结果表明中国大陆长趋势垂直构造运动主要特点是，速率较低，北升，南降，东强，西弱，西部相对东部略有下降。     

地壳应变主体单元模型及其与中强地震关系研究

讨论了目前利用GPS观测结果研究块体及其边界带应变状态的研究进展，阐明了与地震相关的块体边界活动构造附近是地壳应变主体区域的认识. 利用Scholz断层能量动态平衡过程，建立了断层周边应变累积与断层面构造力的一般物理关系，据此提出以断裂带为主体的地壳应变主体单元模型. 并利用GPS基准站连续观测资料讨论了模型力学状态演化与2001年11月14日昆仑山口西8.1级地震过程的关系. 结果表明，强烈压剪背景中出现的相对松弛变化，可能有利于触发型中等强度地震的发生.      

甘肃岷县漳县M_S6.6地震前“陆态网络”基准站东西分量时序曲线异常特征研究

收集了甘肃岷县漳县MS6.6地震前震中附近"陆态网络"基准站GPS数据,并应用PODAP软件进行解算。结果发现震中附近大多数基准站位移三分量时间序列曲线出现突变性异常,异常分量主要为东西分量;异常出现时间集中在震前4周左右;异常幅度为10mm左右。