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不同深度及形状的土层GNSS观测站建设试验

通过对土层深度大于100 m的陕西杨凌试验场地3个不同埋深及形状GNSS观测墩的GPS、电磁波测距及水准观测结果进行比对,定量分析各墩的垂向及墩间距离变化,得出较优的观测墩建设设计方案。结果表明,直接采用土模、埋深8 m的试验墩综合指标最好,带有承重底盘埋深3 m的观测墩次之,埋深5 m的最差。试验结果可为我国西部土层区域同类观测墩建设提供设计依据。     

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。     

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。     

青藏高原东北缘岩石圈变形及其机理

为了解青藏高原东北缘岩石圈变形特征,进一步研究该地区地壳运动的壳-幔耦合机理,本文通过处理分析该地区1999～2007年多期GPS观测数据、1972~2000年水准测量数据和1992年及2007年相对重力测量资料,获得了该区域地壳水平运动速度场、较长时间段的垂直形变场和相对重力变化场.分析发现青藏高原东北缘东西部的变化特征存在明显差异：西部以北东向地壳缩短运动为主,而东部以顺时针旋转为主;东部以地壳隆升为主,速率在2.1 mm/a左右,而西部隆升的速率小于1 mm/a;相对重力变化则表现为在整体增大的背景下东部升高速率较大,平均为9.0×10^-8 m·s^-2·a^-1,而西部较小,平均值为3.1×10^-8 m·s^-2·a^-1.我们还发现,地壳不同变形形式的转换不是渐变的,而是发生在较窄的一个转换带内.这个转换带的整体走向为NEE,北部位于金昌与武威之间,中部在祁连山东部、门源以西,南部位于德令哈以东青海湖以西.最后结合前寒武纪构造格架、重力均衡异常资料和地震SKS分裂结果对形成这种运动态势的机理进行了探讨,我们认为岩石圈物质侧向流动、岩石圈结构及壳-幔耦合方式差异可能是导致东部与西部岩石圈变形差异主要动因.     

利用垂直形变资料分析龙岗火山的活动性

首先分析了龙岗火山区及其附近20多年来5条水准路线所反映的垂直形变背景场情况,发现相对于长春基准点,长白山区东部和北部地区主要表现为大面积下沉运动,而龙岗火山区则表现为相对上升运动;然后分析了龙岗火山区主要隆起区垂直形变场变化以及剪切和张裂变形率变化,所得结果均反映了长抚线发生了较明显的活动;最后运用改进的Mogi模型,采用L曲线法反演了主要隆起区可能的压力源参数.结果表明,龙岗火山区岩浆的位置在42.1°N,126.5°E附近,与深地震测深研究结果近似.相对于长白山天池火山,压力源等效半径变化较大,达到183 m左右,源的深度在30 km左右,相对较深.     

用GPS数据反演分析海原断裂带分段活动特征

首先应用1999-2007年的GPS观测资料分析海原断裂带的运动特征,看出期间该断裂带GPS站点运动速度由南向北逐渐衰减,在NWW和NE走向断层两盘的运动差异较为明显,断层的活动以走滑运动为主.然后依据地质、地球物理等资料给出反演参数初值,利用水平形变资料对断裂三段的走滑速率及断层下界深度进行反演.结果为从西到东断裂带各段走滑速率分别为8.25 mm/a、5.49 mm/a和5.97 mm/a,断层底部深度依次为22.8 km;13.3 km;11.1 km.综合分析认为毛毛山-老虎山断裂运动速度明显高于海原断裂速度,在速度变化梯度较大的毛毛山断裂存在6级以上地震空区,推测具有发生强震的危险性.     

跨祁连山-海原断裂带综合观测剖面资料分析

通过对跨祁连山-海原断裂带的民乐、华藏寺和沙沟河等3个剖面2005～2009年GPS、水准及重力观测资料的分析,得到各观测量在每个时间段的变化特征,对剖面所跨主要断裂的活动特征有所了解。发现跨不同剖面的昌马-俄博断裂、毛毛山断裂、庄浪河断裂和海原断裂附近点位的位移和重力变化都较大,表明这些断层活动性较强;通过分析各剖面垂直位移与重力变化的关系,可知重力变化主要由于物质的迁移引起。GPS资料分析表明,2006～2007年水平运动基本沿断层走向,而2007～2008年水平位移偏离断层走向,以东向位移增大为主;通过进一步对剖面周围的中国地壳运动网络连续观测站坐标时间序列的去线性分析,得知2007～2008年的观测结果与汶川地震的影响有关。用2008～2009年的重力变化同重力布格异常背景相比,可知民乐剖面附近处于调整恢复阶段,而华藏寺和沙沟河剖面附近的异常仍没有完全解除。