关中地区近期垂直形变场演变特征

本文用动态秩亏自由水准网平差和拟稳平差处理关中地区七十年代以来的全部水准资料,描述了本区近期垂直形变场演变特征,指出1977年前后本区地壳形变曾发生反向,并对此进行了粗浅的讨论。     

形变峰与形变潮——唐山7.8级地震前的地壳垂直运动的两个标志

本文应用自由网平差、二维契比雪夫函数逼近和滤波方法,对京津唐地区的水准网1968年—1975年复测成果进行了数据处理和图象分析研究,获得了唐山7.8级地震前的地壳垂直运动的两个标志:“形变峰”与“形变潮”。本文初步讨论了这两个标志的形成机制及其表象特征,试图揭示其迁移性、方向性和变化速率与地震发生之间的关系。若这些现象具有普遍性的话,无疑对预报未来地震发生的地点将具有重要作用。     

华北地区强震前地壳垂直形变和重力异常

分析总结了唐山、大同和张北3次强震前地壳垂直形变异常和重力异常的相似特征，即震前均表现为地壳垂直形变正异常和重力正异常。大陆动力学的解释是由于深部上地幔的隆起造成的，大同地震与唐山地震、张北地震具有相似的孕震机理。华北强震的孕育与发生可能都与地幔热物质上涌有关，这可能是板内地震最主要的成因。要特别注意地幔隆起区内的高导层与深大断裂的交叉部位，延怀地区可能是未来强震发育的危险地区。     

形变网的分段线性动态平差

本文介绍形变监测网有多期重复观测资料的一种分段线性动态平差方法。给出了分段线性形变模型的一般表达式,由此得到水准网、测边网计算位移的误差方程式以及水平形变网计算各种应变分量的误差方程表达式。与目前采用的各种动态平差方法比较,分段线性动态平差顾及了观测过程中地壳或点位运动对观测值的影响,可改善平差结果,更合理地估算观测精度,特别在求位移解时尤为明显。因而这种方法可更有效地应用于地震监测预报及形变监测研究。此外,也适用于计算其他各种动态过程,例如复测重力网的动态平差等。文中给出了一个应变算例。     

晋冀蒙地区的垂直形变特征

基于1998、2006和2013年3期水准复测资料,平差计算得到1998~2006年和2006~2013年的垂直形变速率及其垂直形变速率梯度。根据计算结果研究晋冀蒙地区的地壳垂直形变运动趋势以及主要断裂带的活动性,分析区域垂直形变速率和垂直形变速率梯度的演变。结果揭示出吕梁山地块后一时段上升速率增加、太行山地块由前一时段上升变为后一时段下降、盆地地带变化复杂的垂直形变态势。     

地壳形变熵

本文利用非平衡统计物理学的有关知识,提出了地壳形变熵的概念及计算公式,并结合垂直形变网给出了一种确定形变观测点关于“稳定”的概率P_i′的方法。作为算例,文章最后给出了菏泽5.9级地震过程中地壳形变熵的变化。结果表明,震前一段时间该地区地壳逐步由无序演化为有序的、远离平衡态的不稳定结构,直至临震的临界状态。     

监测网形变分析的基准

监测网中各点形变分析,必须有一个统一的基准,基准选择不同,形变量也不会相同。 本文从阐述经典平差、伪逆平差和拟稳平差三类自由网平差原理着手,对相应的固定参考系、重心参考系和拟稳参考系三种基准进行了探讨。前两种参考系已应用于地壳形变分析。后一参考系是近两年才提出的,在地壳形变分析中应用可能更广泛,本文对此着重予以阐明。文中还用实例对伪逆平差和拟稳平差的结果作了比较,还说明了最小二乘原则与最小范数条件在形变分析中的作用。     

复测水准网动态平差与静态平差结果的比较

用动态平差与静态平差方法对复测水准网资料进行处理,获得两种方法下高程点的变化量及其速率,对高程点变化量及其速率的分析表明：动态平差可以获取任意时刻地壳运动的动态变化信息,其结果在描述地壳垂直运动特征及其过程时更为合理;而在静态平差结果中,待定点的变化量及其精度、速率值均会因固定点位置的不同而不同,其结果中出现了一个强制约束值,该结果淹没或者转移了观测值中可能包含的形变信息。因此认为,在进行地壳垂直运动分析时,宜采用动态平差计算结果。     

1976年唐山地震区的地壳水平形变场研究

本文收集和整理了唐山地区地震前后的水平形变资料。为了削弱由起算数据误差引起的形变网偏扭,用相似变换法对资料进行了再处理,获得了较满意的结果。 文中讨论了震前、震时及震后的地壳水平形变特征以及其所反映的应变状态、构造运动和力学机制。指出地壳在地震的全过程中不仅呈现弹性而且有明显的塑性和粘性。     

四川西部现今地壳形变与地震

采用分段线性速率动态平差法处理了川西地区７０年代以来的多期区域垂直形变资料。在此基础上,通过垂直形变场的信息分离与动态特征研究,定性、定量相结合分析了川西地区地壳运动现状及未来地震危险区。结果表明：川西地区现今地壳形变场出现转折,呈逆继承性运动,同时运动强度有所减弱。     

多轨道时序InSAR拟稳基准平差方法研究

以我国重点沉降区(华北平原)为研究区,分析多条相邻轨道InSAR监测结果中入射角差异、形变参考点差异和大气相位差异的影响,通过引入拟稳基准平差方法,综合考虑水准基岩点、InSAR形变参考点、CORS站等因素选取拟稳点,对研究区InSAR监测结果进行稳定性分析。采用拟稳基准平差方法对时序InSAR监测结果进行整体平差,实现大范围多轨道InSAR垂直形变场基准统一。基于InSAR相邻轨道重叠区多余观测值对平差结果进行内符合精度检验,拟稳基准平差后平均误差优于5 mm,中误差优于9 mm;基于CORS站垂直位移监测结果对平差结果进行外符合精度检验,两者吻合程度较好。     

丽江7.0级和唐山7.8级地震前形变场动态演化与异常特征

对１９９６年丽江７．０级和１９７６年唐山７．８级地震前的形变场动态演化过程做了对比分析，结果表明：①两次强震前形变场均存在大范围垂直差异运动增强以及与构造相关的形变高梯度带（区）；②震前数年（或更长）垂直形变场的趋势改变，并出现形变局部化。结合强震前区域地震活动，研究了这两次地震前垂直形变场动态演化与孕震形变的异常特征，认为与构造相关的强烈差异运动是孕震应变能积累的主要方式。     

广义逆平差法与相似变换

本文指出了独立网的经典平差与数亏网的广义逆平差本质上的差别在于平差时确定起算数据的方法不同,并且证明了将形变网作为独立网用经典平差方法进行平差,然后进行相似变换,与将形变网作为数亏网用广义逆平差法进行一差,两者所得的结果完全相同。由于前一种做法的工作量大大小于后一种,因此具有实用价值。     

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。     

不同区域地震前重力变化与垂直形变关系的差异性及其可能机制

为了探讨不同区域地震前重力变化及其与地壳垂直形变关系差异性的可能机制，本文首先研究了地震前膨胀体在不同应力状态下四种性质不同的徽裂隙所引起的重力变化及其与垂直位移的关系，给出了相应的一些数值结果。分析了震源体处在不同力学和构造环境下，重力变化可能存在的差异以及唐山地震前重力变化的可能机制。研究结果表明，不同区域地震前重力变化与垂直位移关系的差异的一种可能机制是由于震源体所处的力学和构造环境不同，造成膨胀体内微裂隙破裂方式不同所引起；唐山地震前重力变化则可能是震前在震源区内丛集了大量垂直向张性微裂隙以及深部物质迁移至微裂隙中。     

用广义逆法分析唐山地震的水平位移场及其与经典方法的比较

用广义逆矩阵法重新分析得到了唐山地震的水平位移场。并将此结果与按经典方法用同样资料求得的结果进行了比较。证明了广义逆矩阵法避免了起始数据误差的系统影响,所得的位移向量精度高而均匀,从而可以得到较可靠的位移场。这些优点在形变量不大(例如震前形变)的情况下分析大地测量资料时显得尤其重要。这一方法也可用于垂直形变资料的分析。 根据分析的结果,对唐山地震形变场初步提出了一些新的认识。利用形变资料讨论唐山地震的震源过程的工作还有待进一步深入。     

利用区域水准测量资料判定地震危险区

利用中国西部地区２０多年的水准测量资料，用富氏分析法分离地壳垂直形变信息，进而计算了测区的垂直形变场分数维，并分析了它在孕震过程中的变化特征。结果表明，区域垂直形变场分数维在地震前下降，同震时段降至最低。在此基础上，提出了划分地震危险区的判据，并结合实例介绍了计算方法和步骤     

水准监测网形变分析的一种方法

本文提出了一种运用自由网平差和统计检验分析来综合处理垂直形变网复测资料的方案,叙述了该方案各步骤的原理及特点。以四川道孚1981年6.9级地震前后水准环线复测资料的处理为例,介绍了该方案的具体运用方法。     

GPS城市沉降监测网数据处理方法研究

GPS技术在大地测量、维护大地坐标系和进行全球板块运动或区域地壳形变监测中已得到非常广泛的应用,但在城市地面沉降监测方面,仍存在基准选取、系统参数对高程形变影响等问题.比较了平差过程中的不同基准模型,分析了各自的适用性,讨论了系统参数对平差结果的影响,得出附加系统参数和附有约束条件的网平差计算模型,最后对西安地区布设的GPS地面沉降和地裂缝监测网进行计算,比较了不同的平差方案,得出系统参数和不同基准模型对地面沉降数据处理的影响和适用性.     

跨关中地区现今地壳垂直形变剖面

本文收集跨关中地区2006~2018年13期一等精密水准观测资料,利用线性动态平差方法,通过整体平差获得跨区域长时间尺度的地壳垂直运动速率场图像,基于获得的垂直运动速率结果,对跨关中地区垂直形变趋势特征进行定量定性分析。结果表明,除西安地区以外的渭河盆地地区下沉速率不足1 mm/a,鄂尔多斯地块南部隆升速率为3~5 mm/a,秦岭构造带北麓隆升速率为3 mm/a,而秦岭腹地的隆升速率不足1 mm/a。利用矩形位错模型对区域内断层的滑动速率和断层闭锁进行反演,结果显示,口镇-关山断裂的倾滑速率为6.55 mm/a,闭锁深度为4.6 km;渭河断裂的倾滑速率为3.21 mm/a,闭锁深度为3.4 km;秦岭北缘断裂的倾滑速率为5.34 mm/a,断裂闭锁深度较大,为9.8 km。基于以上结论,结合前人对关中地区的研究成果,探讨分析研究区现今地壳垂直形变特征与动力机制之间的关系,为区域地震危险性判定及动力学研究提供一定的帮助。