用GPS数据反演海原断裂带断层滑动速率和闭锁深度

以"中国地壳运动观测网络"区域站在海原断裂带附近的所有观测数据及跨断裂GPS剖面观测数据作为约束,用Smith 3-D体力模型反演了海原断裂带断层滑动速率和断层闭锁深度.从西到东断裂共分为5段,采用遗传算法拟合GPS水平运动速度场,拟合残差均方根为1.1 mm/a.反演结果为:毛毛山断裂左旋走滑运动速率为3.5 mm/a,闭锁深度为22.0km;老虎山断裂左旋走滑速率为6.5 mm/a,闭锁深度为10.3 km;海原断裂带西段、中段和东段的滑动速率依次为4.5 mm/a、5.6 mm/a和5.5 mm/a,闭锁深度依次为8.4 km、3.6km和4.3 km.表明毛毛山断裂左旋走滑运动速率小,闭锁深度大,有利于应变能的积累,使得该断裂及附近地区存在发生强震的背景.     

空间大地测量技术在火山形变监测中的应用

岩浆活动的不同阶段引起地表变化不同。地表形变受压力源大小、形状、深度及岩浆运移速率等影响;另外火山类型不同,地形不同,形变特征也不同。地表形变幅度范围很大,为1×10-7—1米量级。火山区形变监测可以了解火山活动状态,有助于进行喷发危险性的预测预报。形变监测从20世纪60年代的传统技术逐渐过渡到20世纪90年代发展起来的GNSS和InSAR等大地测量新技术,火山区形变时空监测能力得到提高,同时缩短了预测时间。我国火山形变监测开始较晚,现已在长白山天池、腾冲以及海南等主要火山区开展监测。传统的连续测量以地倾斜观测为主;新技术主要以流动GNSS监测为主,连续观测站少,InSAR技术研究时间密度不够;目前形变监测还不能实现很好的时空覆盖。     

海南及邻区现今地壳三维运动特征及地球动力学环境分析

利用海南及邻区1999年以来GNSS资料及1970年以来水准数据获取三维运动速度场，分析地壳运动特征，结合东南亚水平运动背景场分析周缘板块对海南地块及华南地块陆缘速度场的影响。结果表明，海南岛三维运动以白沙断裂为界，岛北部以海口-屯昌为界。华南地块各观测点E向运动速率自西向东逐渐减小，至陆缘区域速率最小，各观测站间运动速率差异性小；S向运动速率自西向东逐渐增大；位于23°～26°N区域观测点的速度场与其南北两侧存在差异。华南地块运动受印度板块与欧亚板块碰撞和挤压影响，陆缘地带还受太平洋板块、菲律宾海板块活动及南海扩张运动影响，澳大利亚板块对区域运动影响较小。     

渭河盆地现今三维地壳运动及断裂活动性研究

渭河盆地GPS(1990~2015年)水平运动速率为4.3~11.6 mm/a，方向在107.8°E和110.5°E依次由西部的SEE转为中部的SE及东部的近E向。1980~2014年水准资料揭示，该地区垂向以继承性运动为主，速率-4.6~6.2 mm/a。鄂尔多斯地块以3 mm/a抬升，内部差异运动小于1 mm/a；盆地相对其以5 mm/a下沉，相对秦岭以4 mm/a下沉。垂向运动在凹陷和凸起区表现为四象限特征，断块/断裂交接处差异运动大、地震多发，西、南部断裂活动大于东、北部。岐山-马召等断裂以差异运动为主，渭河断裂中段达5 mm/a，其他断裂在3 mm/a以内。     

以垂直形变资料反演腾冲火山区岩浆活动性的初步研究

根据腾冲火山区67个精密水准测点的4期实测垂直形变资料,和对该火山区已有的地质和地球物理工作的分析,参考了由层析成像推测的腾冲火山岩浆系统动力模型,利用Mogi模型对岩浆房的大小和空间位置进行了最小二乘法反演的初步研究。对4期资料分别进行了形变差的反演计算,所得初步结果表明岩浆活动源比较分散,可能存在3个表示岩浆流入引起地面上升的上升源,和2个表示岩浆流出到断层中引起地面下降的下降源。上升源位置大致沿北东走向的断层分布。而下降源位置则在测区东南一侧,等效岩浆源的深度在6～4km之间,与小震震源的深度大致相符。4年来岩浆活动量约为10^6m^3,量级与国外已喷发的火山相比处于较低活动水平．     

火山区基本压力源模型及应用

通过简要介绍火山区不同压力源模型引起的垂直形变与水平形变特征,总结不同模型引起的最大水平位移与最大垂直位移的比值R,得到膨胀模型产生的地表形变多以中心为对称,R小于0.5;腔状模型产生的地表形变多为轴对称,可得到更高的R比值;这些结论为模拟分析火山区压力源参数选用模型时提供依据.最后利用所得结果,分析了长白山天池火山可...     

断层模型在火山区形变和重力反演中的应用

利用腾冲火山区1998～2002年的垂直形变和重力测量资料，应用多元Mogi模型对测区的等效岩浆房位置及大小进行了反演计算，得出了最佳拟合值。但当对形变和重力资料联合分析时却发现：实测重力数据比用球形Mogi模型计算所得的值要大得多。为了对此进行合理的解释，提出了断层模型。当岩浆沿断层上升时，充填了断层中原先存在的大量空隙．因而可以只对重力产生影响．而不对形变产生影响。为此沿断层积分得出上升岩浆所产生的重力异常，其结果与实测重力资料拟合得较好。同时断层模型也对负的岩浆源(即岩浆的流失)作出了较为合理的解释。     

长白山天池火山近期形变场演化过程分析

对长白山天池火山区2002～2005年的4期水准测量数据、2000～2005年6期GPS测量数据以及1999年以来的定点地倾斜观测数据进行了系统处理分析，结果表明：（1）2000年9月～2002年6月期间，长白山天池火山地表变形很小，基本上处于较为稳定的状态. 1993～1998年的InSAR观测资料也未发现明显的地表变形；（2）2002～2003年，长白山天池火山出现了明显的地表形变异常变化，其水平形变表现为以天池火山口为中心的放射状膨胀运动，垂直形变则表现为近火山口的快速隆起，显示天池火山下部可能有岩浆压力增大变化；（3）长白山天池火山2003年以来的形变速率有逐年迅速衰减的变化特征，其最大水平运动速率已由2002～2003年期间的38.3mm/a衰减到2004～2005年的15.8mm/a，最大垂直形变速率则由2002～2003年的46.0mm/a 衰减到2004～2005年的5.0mm/a.     

用形变资料分析腾冲火山区岩浆的活动特征

联合1998~2004年的五期水准测量资料以及2002~2004年的GPS观测成果,分析了腾冲火山区岩浆的活动特征。垂直形变资料显示,火山区南部发生较明显下降,这可能是由岩浆和水的流失及放气等原因引起;水平形变资料显示,以固东—腾冲断裂(F2)的西支为界,断层两盘分别向东、西两个方向运动,断层活动表现出明显的拉张特征;综合分析表明,岩浆可能沿断层从南部向北部运移,并在断层内重新聚集形成岩墙;垂直形变的多个极值区以及水平位移的不规则性表明,火山区岩浆体不很规则或有多个岩浆囊体存在;从形变量大小分析,岩浆的活动量远小于中等程度火山喷发的质量,表明火山近期喷发的危险性较小。     

Mogi模型在长白山天池火山区的应用

文中首先介绍了Mogi模型的阻尼最小二乘反演,得出应用形变资料联合反演压力源参数的公式,再指出用等效源半径反演时不同初始值对反演结果的影响,说明选择合适的初始值可以方便地得到可靠的反演结果。然后用此方法反演长白山天池火山区压力源的大小和位置参数。采用垂直和水平位移的联合反演,数据为2002—2005年共4期的水准和GPS观测资料,最后结合其它观测资料,分析近年来岩浆可能的活动特征。结果显示岩浆的位置在发生变化,体积增量逐年减小,表明火山岩浆在2002—2005年的活动逐年减弱