西北地区近期地壳水平运动与构造变形特征

利用截止2004年的西北地区GPS和跨祁连-龙首山构造带的红外测距观测资料，借助最小二乘配置、弹性块体边界负位错模型及单一力源反演，研究昆仑山口西8．1级大震前后西北地区水平形变应变场的动态演化特征；尤其是大震3年后，即当前的构造形变与应力场态势；获取活动块体及其边界断裂上可能反映中强以上孕震背景的高应变能积累区、段，以及可能的潜在震源。结果表明：青藏块体北缘地区经8．1级大震后的短期松弛和调整，目前正在恢复印度板块北东向碰撞推挤背景场的主控作用。而北天山构造带中段及其与西段的交汇区、南天山构造带中西段及其与西昆仑构造带的交汇区、阿尔金断裂中段、祁连山构造带中东段及其与海原断裂的交汇区、西秦岭北缘断裂与庄浪河断裂东南延伸线的交汇区域等具有相对高应变能积累背景；临泽与海原这两个地区也反映一定程度的应变能积累状态。     

1999～2001年南北地震带GPS综合观测解的负位错模型

利用1999～2001年中国大陆GPS最优综合观测解资料,借助改进的负位错模型,研究南北地震带及其邻近区域活动块体与其边界断裂的构造变形特征,获取高应力应变积累的闭锁区段及可能与强震孕育有关的背景信息。分析表明：祁连山断裂带与海原断裂和日月山断裂交汇区、日月山断裂南段与拉脊山断裂、宗务隆山-西秦岭北缘断裂交汇部位;盐源-丽江地块及NE向延伸至川滇交界的安宁河、则木河断裂交汇区及其临近区域;鲜水河至安宁河断裂北段以及与龙门山断裂交汇部位、滇西南边界的永德龙陵-澜沧-勐遮断裂及其北段与怒江断裂交汇区域可能具有高应变能积累背景。而阿尔金断裂中段、海原断裂东段、库玛断裂东端、红河断裂中东段与元谋-绿汁江断裂及小江断裂的交汇区域也可能存在一定程度的应变积累背景。     

川滇地区地壳水平运动的弹性块体边界负位错模型与强震地点预测

利用川滇地区1991～1999年和1999～2001年GPS水平运动速度场成果,通过研究建立的块体弹性变形及其边界负位错部分锁定的复合作用模型反演,获取地壳水平运动反映的块体变形差异、边界断裂的高应变能积累部位和锁定能量强度,以及区域构造应变场的时空演化图像。在充分考虑区域构造和块体变形的前提下,研究与该区6级以上强震孕育及地点判定有关的背景性前兆的共性特征。     

青藏块体东北缘现今构造形变与蕴震特征

利用青藏块体东北缘近30年的精密水准网、跨断层形变测量网复测资料，以及近年来GPS观测分析结果，结合地质构造与地震活动，初步研究和探讨了区域构造形变与强震蕴育的一些特征．结果表明:① 本区现今构造形变时空分布很不均匀:主要边界断裂附近构造形变相对强烈，远离则衰减．垂直差异运动强度和变形状态随时间演变，水平运动与变形呈明显的挤压走滑特征；② 印度板块的北推碰撞引起的青藏块体持续NE 向挤压运动所产生的构造应力场，是本区构造形变与地震蕴育的主控应力．构造形变及地震活动的时空分布演化，与块体活动及区域构造应力场动态演化密切相关；③ 构造块体边界地带出现的垂直形变异常隆起与高梯度形变带，以及显著地断层形变异常，是块体运动受阻、构造应力场强化而蕴育强震的一个标志，往往伴随有６级左右及以上强震活动，但地震并不一定发生在运动幅度最大的部位．断层形变异常呈现趋势积累——加速——转折变化特征的地段及附近，往往是应变能积累、强震蕴育发生的场所．      

青藏块体东北缘主要断裂带断层形变时序特征与强震关系

利用青藏块体东北缘地区20世纪80年代末至2007年底的跨断层短水准流动观测资料,借助应变强度比指标,分析了该区主要活动断裂带的构造变形动态演化特征和分段差异性及与强震的孕育-发生过程的关系.结果表明:①各断裂带、断裂段应变强度比时序曲线对其上或边缘附近发生的5.8级以上地震反映较好,震前数月至1年左右时间内基本对应"明显上升-均值线以上峰值-回落"的过程;而断裂带(段)之间应变强度比显著差异对其交汇区及附近强震有一定预示意义.②昆仑山口西、玉门、民乐地震相继发生后,构造应力场经过一段时间的调整,目前青藏块体东北缘总体上处于新一轮能量积累状态,其中,祁连山断裂带-海原断裂和西秦岭北缘断层尤为明显.     

全国主要构造区近期应变积累动态演化研究

利用2004-2007、2009-2011、2009-2012年全国GPS水平运动速度场资料,借助负位错反演,分析相关构造断裂应变积累动态演化特征,寻找目前强震孕育背景相对显著的构造断裂区段,并探讨芦山地震前异常状况及汶川、日本等大震后应变积累的可能变化。结果表明：①日本巨震后华北构造区、汶川—玉树大震后川滇地区近1至数年主要构造断裂中应变积累减缓的略占多数;甘肃东南部的西秦岭构造区应变积累在汶川震后的一段时间速率加快;汶川震后龙门山断裂南段维持应变积累,2012年还略微增速,一定程度上反映出芦山震前背景信息。②目前强震甚至大震孕育背景相对显著的构造区域有南天山断裂西段及与西昆仑北缘断裂交汇区、安宁河断裂及与则木河断裂交汇区、红河断裂中段、祁连山断裂带西段、晋冀蒙交界区,及上述区域附近。     

1999～2001年青藏块体东北缘地壳水平运动的非震反位错模型及变形分析

通过对GPS观测资料的数值模拟，获取1999～2001年青藏块体东北缘地区地壳水平运动的非震反位错模型,结合本区视应变场空间分布，研究活动块体及其边界断裂运动、变形特征及应力应变积累部位和强度．结果表明:① 9个活动块体呈现东向由偏北至偏南的整体性顺时针运动. 以祁连山——海原断裂为界，两侧块体间的左旋相对运动明显，由西向东呈现走滑兼NE-NEE向挤压；② 有20条断层段（多数呈压性）不同程度地阻碍块体间的相对运动，其中祁连山断裂中东段（包括与日月山——拉脊山断裂交汇区）及与海原、庄浪河断裂交汇区更有利于应变积累，日月山——拉脊山断裂与柴达木块体北边界交汇区也可能存在一定程度的应变积累；③ 所得活动块体运动速率及边界断裂对块体相对运动的锁定量较1993～1999年相应结果有所减弱．      

全国主要构造区GPS水平运动负位错反演与应变积累特性

利用2009～2011年全国GPS水平运动速度场资料,借助负位错反演,寻找新疆、青藏块体东北缘、川滇、华北地区主要活动断裂能量积累闭锁段,研究其积累速率、闭锁深度、分区分段差异性,及与强震孕育—发生的可能关系。结果表明:(1)新疆天山地区应变积累速率最强,平均闭锁深度也最深,约20.9km。其次为川滇地区,平均深度约16.3km。青藏块体东北缘存在一定程度应变积累,平均深度约15.7km。华北地区应变积累最弱,平均深度约16.0km;(2)南天山西段、川滇交界东部、红河断裂中段至滇西、祁连山断裂带西段、西秦岭北缘断裂甘青交界段、晋冀蒙交界区近期能量积累相对显著。     

强震中期阶段区域性形变异常的共性特征及其机制以青藏块体东北部为例

强震前中期阶段(1～3年或稍长)区域性形变异常往往表现出3个方面的共性特征: ① 区域垂直运动变形呈现与构造有关的异常隆起区、 垂直差异变形高梯度带(有的还呈“四象限”)分布特征; ② 水平运动变形呈现与活动地块及断裂构造有关的、 以剪切变形为主的高应变集中区(带)特征; ③ 区域性垂直形变异常区与水平形变的高应变分布区共生的特征。 分析这些异常共性特征的形成机制, 初步认为: 它们是在基本统一的大区域构造应力场控制下, 不同层次块体系统运动及其边界带变形的非平稳、 非协调性, 在活动地块边界地带和地块内部次级断裂构造部位产生变形差异而导致应力-应变积累、 孕育强震到一定阶段的结果。 在此基础上, 分析探讨了基于区域性形变异常共性特征、 结合地质构造活动背景进行强震中期预测的意义。     

基于GNSS的青藏高原东北缘地壳运动场及强震趋势研究

利用“中国大陆构造环境监测网络”GNSS数据研究1998—2018年青藏高原东北缘排除同震影响等干扰后的速度场、主应变率场、最大剪切应变率场、面应变场等的变化,活动断裂滑动速率变化、跨活动断裂基线变化等。将研究区域内的二级块体再分区,获得各次级块体内部的应变率变化;获取研究区域地壳运动场的趋势性、动态特征。研究结果显示,阿尔金断裂带中东段、祁连块体和柴达木块体交界、巴颜喀拉块体与羌塘块体交界、祁连块体南边界中段、海原—六盘山断裂带和西秦岭北缘断裂带西段的逆冲运动,祁连块体北边界西段、庄浪河断裂的左旋走滑运动,祁连块体北边界东段、西秦岭北缘断裂带东段的左旋逆走滑运动,都属于造成一定程度地壳变形的持续性局部应变增强活动。阿尔金断裂带东段、东昆仑断裂带中西段、祁连块体北边界、庄浪河断裂北段、海原断裂南段、六盘山断裂北段、西秦岭北缘断裂带东段可能存在闭锁,未来十年可能发生M_S6.0以上地震。