川滇地区GPS速度场聚类分析

以川滇地区GPS水平速度场为研究对象,首先采用层次聚类法对其进行直接聚类,然后对在地理空间中出现错分的GPS站点利用F统计检验来纠正分类。在此基础上,考虑DB指标以及层次聚类的不可逆性,对分类结果进行二次聚类,最终将川滇地区划分为6个块体：藏东块体（BYw）、阿坝块体（BYe）、川滇菱形块体（CD）、华南块体（SC）、腾冲-保山块体（DSw）和印支块体（DSe）。其中,CD块体的西、北边界分别是“三江并流”三江断裂区域和巴塘地区的一条速度阶跃线,且巴颜喀拉主峰断裂将巴颜喀拉块体（BY）分为BYw和BYe两个块体。本文给出的川滇地区块体划分模型是数学意义上的一种合理方案,与基于地质资料的结果相吻合,可为该地区的块体划分提供另一维度的解释。     

福建地区现今地壳运动与形变研究

利用福建地区GPS地震监测网2003、2005和2008年3期的观测资料,计算了GPS点位运动速率和2008年切应变的分布。结果显示：GPS点位运动矢量的主要方向是东偏南,大小在40 mm左右。2003—2005年和2005—2008年两个时期的速度场量值差异不大,但运动方向有所改变。切应变在莆田至福州以及泉州至莆田,越靠主干断裂剪切应变越小,断裂两侧剪切应变差异不显著;厦门至漳州沿海一带,向沿海方向剪切应变逐渐增大;在厦门至泉州之间靠近厦门一侧,存在相对较大的剪切应变梯度带。     

川滇地区垂直形变和主要断层活动性研究

利用1990~2016年水准观测资料,以GNSS点的垂向速率作为先验值约束平差,利用距水准路线上距离小于10 km的GNSS连续站的垂向速率检验,获取川滇地区的垂直运动速率场,可靠性优于0.87 mm/a,且误差分布相对均匀。研究表明,川西地区处于快速差异性隆升阶段,位于鲜水河南东段的贡嘎山地区隆升速率最快,约5~6 mm/a;四川盆地垂向运动不明显,约0~1 mm/a;滇西南地区以0~2 mm/a的速率下沉。同时,通过水准速率剖面分析了川滇地区主要断层的张压特性。     

川滇地区地壳水平运动特征与强震关系研究

通过对1991～1999、1999～2001年川滇地区GPS水平运动资料的非震负位错模型反演和形变应变场时空演化分析，结合地质构造，研究了块体及边界带的构造变形特征及其与强震蕴育的关系。结果表明：①总体上本区呈现近SE向滑移叠加绕垂直轴顺时针转动的复合运动，1999～2001较1991～1999年运动速率及应变率减弱；②强震多发生在形变差异显著的块体边界附近和块体边界断层带的高应变积累闭锁段及其附近，以及区域应变率高值区及其边缘；③目前差异运动显著的块体边界带、断层闭锁段及区域应变率高值区有丽江—小金河断裂及其与剑川断裂交汇区、金沙江断裂与理塘—德巫断裂交汇区、安定河—则木河断裂、红河断裂中东段及其与小江断裂交汇区、怒江及澜沧—勐遮断裂。     

GPS揭示的现今地壳运动与地震前兆特征

利用“中国地壳运动观测网络”产出的GPS观测资料,采用球坐标系下非连续变形算法对资源进行计算,以此为基础,对我国大陆地块及其边界带运动与形变进行了分析。对GPS基准站的连续观测序列采用小波变换进行分解变换,分析了部分震例,探讨了从GPS连续观测序列提取地震前兆的方法。初步取得两点认识：（1）7级以上的大地震主要发生在走滑运动量大的活动边界,且与高应变率地块有关,这可以作为地震中长期预测判据;（2）GPS基准站连续观测序列中的低频段,地震前6个月或稍长时段有一定的前兆异常出现,这可以作为地震中短期预测判据。     

印尼地震对我国川滇地区地壳水平活动的影响

2005年1~2月用GPS技术对中国川滇地区及中国南部进行了精密流动与连续监测,综合利用1999年、2001年和2004年的数据及GPS处理技术获取了2004年12月26日印尼苏门答腊地震(Ms8.7)对监测区所产生的同震水平位移场。由水平位移图可知,此次地震对川滇地区及其以东及中国南部地区的影响是显著的,其特征为对四川地区的影响相对较小,数值为数毫米,优势位移方向为西;对云南地区的影响较大,数值一般为10~20mm,变化趋势为“北小南大”,优势位移方向为西南。应变分析表明,此次地震对该区造成的区域应变非常突出,并且占主导地位,南北方向表现为整体拉伸,东西方向为“北张南压”,面应变除南缘为收缩外几乎整个区域为面膨胀,并呈现“北大南小”的变化特征,最大剪应变则恰好相反。由此反映的相对位移在该区南北端的差别接近20mm,与背景应变场的结果相比有很大的差异。另由拉萨、昆明和广州等连续监测站的结果可知,西藏地区没有受到显著的影响,西沙群岛和海南地区向西南位移了大约20mm,云南地区向西南位移了大约12mm,泸州及福建沿海地区没有明显的变化。     

川滇地区次级地块及其主要断裂带现今活动研究

以位于川滇区域的陆态网和四川省CORS站速度场为约束,结合研究区已知的断裂分布情况,通过使用欧拉矢量计算方法和反欧拉矢量计算方法求出每个次级块体的欧拉矢量,进而对川滇区域次级块体作进一步的调整。同时对该区域进行1°×1°的网格插值,并利用各次级地块的欧拉矢量反演出每个次级块体的长期运动方向及其速度;对相邻块体的边界处,结合各自块体的欧拉矢量求出同一点在2个块体的速度并作差,进而研究分析各主要断裂带的现今活动速率。     

GNSS监测的川滇地区地壳形变动态变化特征

利用1999~2015年陆态网和四川省CORS网GNSS数据,研究川滇地区地壳形变动态变化特征,按照1999~2004年、2004~2007年、2007~2009年、2009~2011年、2011~2013年、2013~2015年建立6期地壳速度场和应变率场,并进行对比分析。研究表明,川滇地区地壳水平运动整体以继承性运动为主,汶川地震等强震没有改变区域整体运动趋势与作用力方向,但速度场随时间变化更加复杂且量级有所增加,特别是在龙门山断裂西侧,汶川地震后运动速率明显增加。川滇地区应变率数值和形变状态随时间呈现较为明显的动态变化特征,变化较大区域主要位于龙门山断裂、鲜水河断裂、小江断裂等深大断裂周边,表明川滇地区断裂活动对地壳形变影响显著。     

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。     

利用GRACE、GPS和水准数据研究西秦岭地区现今地壳垂直运动特征

利用GRACE卫星数据改正GPS连续站垂向位移时间序列中的周期变化,用主成分分析方法消除区域共模噪声误差,计算获取西秦岭地区GPS连续站的垂直运动速率,并将其作为速率参考基准,联合水准观测资料基于线性动态平差模型,处理得到西秦岭地区现今地壳垂直运动速度场。结果显示,西秦岭整体处于差异性的快速隆升,主要是由青藏高原东北缘的地壳缩短作用所致。六盘山和天水南侧均以3 mm/a速率抬升,是本区上升最快的地方;其次是陇西地块和鄂尔多斯地块南部,分别以2 mm/a和1 mm/a的速率上升;秦岭造山带和渭河盆地的西部表现为下沉,但渭河盆地下沉最快。西秦岭现今地壳垂直运动可能暗示青藏高原东北缘的现今横向逃逸运动通道已从早期的西秦岭-秦岭地块向北转移到六盘山构造带、鄂尔多斯地块南部。     

川滇地区主要活动断裂运动特征及地震危险性分析

利用1980~2019年跨断层形变资料,基于断层三维运动模型和改进的灰色关联度方法研究川滇地区主要活动断裂的运动特征及地震危险性。结果表明：1）鲜水河断裂带总体呈左旋拉张运动,并具有明显的分段差异性运动特征;则木河断裂带具有正-逆断阶段性变化特征;滇南和滇西北主要表现为拉张运动。2）断层三维累积活动量与改进的灰色关联度综合指标对断裂附近6级以上地震均具有明显的震前异常及震后趋势转折变化,可能与断裂附近强震孕育-发生、同震及震后调整等影响有关。3）通过分析跨断层综合指标可知,川滇地区需重点关注鲜水河断裂带南东段、则木河断裂带及滇南地区。     

川滇地区地壳均衡状态及其与区域强震的关系

首先利用CRUST1.0模型分析川滇地区上地壳厚度和Moho起伏的主要结构特征,然后基于Airy地壳均衡理论计算区域均衡Moho深度,并利用其与实际Moho值的差异分析区域地壳均衡状态。将川滇地区上地壳厚度图和区域地震深度分布图对比可知,地震主要发生在上地壳脆性层内。区域地壳均衡状态显示,四川盆地地壳处于均衡状态,而龙门山断裂带为均衡差异最显著的地区,其北侧为正均衡状态(+6km),南侧为负均衡状态(-6km),西南侧为正均衡状态(+6km),揭示龙门山断裂带附近为地壳深部物质重新分异、调整和能量强烈交换的地带。     

我国流动重力监测预报发展之再思考

主要分析2008年以来我国流动重力监测网络的发展、重力场时变在强震危险性判定中的作用以及重力监测仍需解决的问题。通过分析目前我国流动重力监测能力与预测研究的现状,探讨重力异常变化与地震预测三要素的特征指标,流动重力观测资料能较好地反映出地震孕育发生过程中的重力异常变化,尤其是6级以上的强震,并提出了我国流动重力监测预报发展战略之再思考。     

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区域地壳垂直运动研究中的模型误差及其影响

基于现今区域地壳垂直运动研究中几种主要技术手段的数据源特征和地壳垂直运动模型,讨论地壳垂直运动模型与所采用的数据源的非协调性（模型误差）对结果造成的影响,指出判别模型误差大小的依据、数据源中数据选择的原则和方法,并利用区域垂直运动研究结果讨论地壳垂直运动演变过程,进而提出对区域地震危险性判别时需要注意的问题。     

环渤海区域及邻区现今地壳构造运动形变特征分析

将环渤海区域划分为5个次级块体,利用整体旋转与线性应变模型分析2009~2014年中国大陆构造环境监测网络的GPS对地观测速度场数据,得到相对于欧亚板块0.5°×0.5°的水平运动速度场和应变场。分析形变速度场和应变场的空间变化发现,环渤海区域整体上呈现0.25×10^-9/a的NW-SE 111.3°的双向趋势性扩张运动,太行块体、山西块体分别呈NW-SE 116.3°、NW-SE 130°的微弱扩张运动,胶辽块体、冀鲁块体和阴山-燕山块体分别存在NW-SE 144.3°、NE-SW 39.5°和NW-SE 155.6°的微弱压缩运动,其中太行块体的扩张运动量级相对于其他次级块体较大。尽管环渤海区域内部各次级块体的形变在空间上存在以上差异,但整体上环渤海区域主压应变轴方向基本为NEE-SWW,主张应变轴方向为NNW-SSE,且主压应变轴走向为NE 47.70°～89.74°,与利用地球物理方法得到的主压应变轴优势方向大体一致,表明环渤海区域现今地壳运动相对稳定。