中国大陆主要块体现今变形状态的反演研究

本文利用中国大陆的GPS运动速度场,研究了其中的7个亚板块和14个构造块体的变形状态,并做了动力学解释。研究中,构造了一种运动-变形模型来提取观测数据中的变形信息。结果表明:南北构造带东西两侧应变状态表现出显著的差异,西部各亚板块或块体的主应变量值从约4.5×10-8.a-1到约1.3×10-8.a-1,东部则从约3.0×10-.8a-1到约0.4×10-.8a-1,表明东西两部应变量值有较大的落差,并且主压应变方向从西部的北北东向逐步转到东部北东东向。南北构造带表现为其不同段落的各块体的变形趋势和量级都有显著不同。川滇块体是东部与西部的结合部位,变形量较大,主压应变为3.4×10-8.a-1,反映了印度板块向北的推挤在川滇块体造成了较大变形。中国北部地区向东西两个方向运动,塔里木块体、准噶尔块体、天山块体向西,柴达木-祁连山块体、阿拉善块体向东。这种推挤力和太平洋板块阻碍、遏制作用,造成了华北块体、鄂尔多斯块体以拉张为主的应变和逆时针旋转。     

中国西部地壳现今变形特征及其机制探讨

以中国大陆及周边10年来近400个GPS测站的复测资料为基础，获取并绘制了现今地壳水平运动与变形图像，结果表明：青藏块体内西半部南北向只存在微弱的缩短变化（5mm/a左右），东半部南北向则没有缩短的迹象，南北缩短的区域主要位于青藏块体南缘的喜马拉雅条带（约15mm/a），北缘中部的柴达木西区（约15mm/a）和青藏块体北面的天山块体及周围地区（约15mm/a）；青藏块体大约有10mm/a的东西拉张，但不均匀，自西向东经历了由弱到强再有所减弱的过程，整个西部地区东边缘的东向运动表现为南强北弱的左旋特征；川滇菱形块体不是逃逸块体而是变形块体；青藏块体东缘及附近地区是东向运动的消减区带，面应变结果显示，青藏块体周边以面收缩为主，内部则以面膨胀为主；其以北的地区以面收缩为主（但压中有张），面应变的量级为10^-8/a。这样的变形结果，若只靠来处于印度板块的北向挤压是无法解释的。由此并结合最新的地球物理研究成果可推断或证实，地壳下部来自南向的物质涌入是控制青藏块体乃至中国大陆形变的另一大动力源，甚至可能是主导动力源；或者具有深、浅立体活动的某种协同性。     

球多面函数的福建地区水平形变特征分析

针对福建省东南沿海GNSS观测较少,缺乏对其地壳水平形变特征研究的问题,提出了在球坐标系下构建多面函数模型,并以此建立了福建省东南沿海地壳水平形变场。分析了现今我国大陆东南缘海西地区地壳运动基本趋势以及福建区域块体内部相对变形特征。实验结果表明,该区域的地壳形变驱主要受到菲律宾海板块与印度板块的联合作用。区域块体刚性运动特征明显,相对运动差异较小。区内分布的一组NE和NW向断裂共同控制了该地区的第四纪地形地貌演变与构造活动。     

华北地区活动地块边界带运动及块体内部变形分析

基于刚性块体和GPS稳定点组概念,用GPS稳定点组的水平速度值求出了各活动地块及华北亚板块的欧拉运动参数,推证了块体边界上的点相对运动速度矢量公式,通过该公式利用块体欧拉运动参数反演计算分析了地块边界带运动状况;通过块体欧拉运动参数反演计算各GPS观测点的背景运动速度,用观测点的实测运动速度减去各观测点的背景运动速度得出其实际变形值,进一步分析了各地块内部变形情况;并探讨了各活动地块的刚性特征。     

利用GPS资料采用非连续变形分析模型确定中国大陆地壳运动速度场

利用近10年来我国先后建立的多个大规模高精度GPS地壳形变监测网资料，科学合理地计算出各GPS站点的速度值。采用球面非连续变形分析（DDA）模型，以GPS观测得到的速度值为约束，拟合出了中国大陆现今地壳运动的速度场。它不仅客观地描述了地壳运动的刚性成分，也客观地描述了块体内部的变形，并且具有物理意义。该速度场模型较地质构造速度模型，离散点速度模型，刚体转运速度模型，配置拟合速度模型等有明显的优越性。     

由GPS测量得到的喜马拉雅的现今构造变形

根据新的GPS观测结果建立西喜马拉雅(WH)、中喜马拉雅(CH)和东喜马拉雅(EH)块体的弹性运动模型。将块体运动分解为整体旋转与内部变形。WH向北运动,平均速率31.5 mm/a;CH NNE向运动,平均速率31.1 mm/a;EH NE向运动,平均速率27.0 mm/a.喜马拉雅山在总体上呈现S-N向缩短与NWW-SEE向伸展。山脉中部S-N向的缩短速率最大平均14.6 mm/a,大约吸收了印度与欧亚板块汇聚速率的35.7%。山脉存在明显的NWW-SEE向伸展变形,西部与东北部之间E-W方向的伸展速率为11.0 mm/a.山脉中段南边界的主压应变率最大,都大于7.5×10-8/a,而主张应变率最小,都小于1.0×10-8/a.山脉的西南角与EH的西北部主张应变率最大,都大于3.7×10-8/a.印度板块对欧亚板块的强烈碰撞与持续推挤力,重力势能差和上地幔的拖曳力是喜马拉雅山现今构造变形的主要驱动力。     

利用GPS分析川滇地区活动地块运动与应变模型

以川滇地区上中国地壳运动观测网络1998～2004年间的GPS观测成果为约束,基于地质学给出了块体划分模型,分别利用刚体运动模型、块体运动和形变模型反演了川滇地区内各活动块体的现今地壳运动和变形参数,并进一步对上述两种模型进行了辨识。结果表明,川滇地区的各块体用块体运动和形变模型来描述更为合适。通过对活动块体及断层运动进行讨论分析,认为川滇地区的地壳运动由西向东、由北向南逐渐减弱,且有顺时针旋转的特征,而地壳变形模式以连续和渐变的剪切为主要特征。     

关于射电参考系

本文论述了基本天球参考系存在的问题;讨论了射电参考系建立的现实性、问题和前景;指出了基本天球参考系与射电参考系联结的途径;最后是本文的几点结论和建议。     

太平洋板块俯冲对中国大陆的影响

在中国大陆及周边地区ITRF2000速度场的基础上,建立欧亚板块整体旋转与线性应变运动模型,得到中国大陆及邻区的局部形变场,分析此形变场发现东北块体和华北块体东部地壳存在一致的向西或北西西向运动,平均运动速率东北为2.9 mm/a,华北东部为1.4 mm/a,推测这是太平洋板块向欧亚板块俯冲的影响。其影响范围仅限于东北和华北块体,影响较大的是120°E以东和40°N以北地区。并分析太平洋板块俯冲对中国大陆影响的表现形式和形成机制。     

变形监测网合适参考系的确定与稳定性分析

基于秩亏自由网平差原理,提出了一套变形监测网数据处理与稳定性分析的理论与流程,解决了多期观测数据参考系稳定权阵的确定问题,利用平均间隙法原理,对监测网点进行了稳定性分析。通过计算实例说明了其可行性。     

GPS观测结果变形分析的参考框架及其合理性

参考框架问题是利用GPS观测资料得到位移场，进而分析地壳运动时必须解决的一个主要问题。本文对目前框架问题的两种主要处理方法作了归纳。指出这些方法的分析结果是否合理应予以定量判别。否则，将不能得出适当的位移解。对这两种方法所采用的参考框架的合理性给出了判别准则。并在此基础上，针对分析局部区域（例如中国大陆）的相对运动的需要提出一种较为容易实现的局部相对稳定参考框架。介绍了这种方法的具体做法。并通过对攀登计划下的两期复测资料，用这3种做法做了试算和验证。     

隧道变形监测基准点的稳定性分析

对隧道进行变形监测是保证其安全的重要内容,而要保证监测结果的可靠性,就要保证监测基准点的稳定性。本文则基于国内某隧道变形监测实例,结合平均间隙法与分块间隙法,通过多期基准点观测数据,提取其中不稳定点,结果表明,该方法能准确有效分析出不稳定的基准点,提高了工作效率,为今后的隧道变形监测工程实例提供一种可靠的基准点稳定分析方法。     

温度变化对中国大陆三维周年位移的影响

除了地表质量重新分布外,地表温度变化是影响地表周年变化的另一重要成因。本文利用全球温度变化数据,基于三维全空间热弹性形变模型,计算温度变化在中国大陆引起的地表热弹性形变,并讨论它对中国大陆三维周年位移的影响。结果表明,温度变化引起的地表周年变化振幅在毫米量级。中国大陆构造环境监测网络(简称:陆态网络)GPS台站受地表温度变化影响最大的台站是HLAR(海拉尔),东向、北向以及垂向的周年振幅矢量和为~2.293mm;影响最小的台站是HIYS(永暑礁),东向、北向以及垂向的周年振幅矢量和为~0.177mm。为了说明温度变化对地表周年形变的影响,本文联合GRACE以及物质负荷模型(MODEL)研究中国大陆地表三维周年位移。考虑温度变化后的MODEL、GRACE获取的地表周年形变在东向、北向、垂向的周年信号分别改进了6%、6%、2%;16%、5%、15%。结果表明,温度变化是物质负荷以外引起大陆地表形变的重要因素。     

球面坐标系非连续变形分析折数学模型

从球面坐标系的弹性力学基础方程出发，推导出球面上块体的位移与6个位移不变量之间的数学关系，进一步建立了联立方程式的球面坐标形式，为大范围现代地壳运动的非连续形变形下了数学基础。     

面向测量机器人变形监测系统的数据处理研究

基于笔者多年从事变形监测数据处理的相关工作经验,以面向测量机器人的变形监测数据处理为研究对象,介绍了工作基点变形和基准点测量误差的数据处理模型(该模型在传统模型基础上进行了改进),最后,本文结合实际工程数据进行了计算和分析,相信对从事相关工作的同行能有所裨益。     

哈尔滨GNSS综合应用系统在建筑物变形监测中的应用探讨

哈尔滨GNSS连续运行参考站综合应用系统于2007年5月末投入试运营,该系统利用VRS技术,以市区为中心在全市范围内建立永久性连续运行GNSS参考站,经过处理后按不同要求向用户发布国际通用数据及国际通用格式的差分数据。随着城市建设的加快,高层建筑物的安全保障给我们带来新的问题,本文就大型建筑物的形变在哈尔滨GNSS下的应用进行探讨。     

非连续变形分析与现代地壳运动研究

介绍了非连续变形分析(DDA)方法的原理、特点及适用范围,分析了DDA方法较常用的有限元法的优越性,进一步提出把现有平面DDA方程推广到球面DDA方程的基本思路,希望为在大范围内研究地壳运动找到突破口。在此基础上,结合目前我国地学研究的热点,提出了三类最具代表性的实际问题,应用DDA方法可以在此方面进行深入研究     

云南省现代测绘基准体系建设思路探讨

测绘基准体系建设的完善与否,直接影响到经济建设、社会发展和国防建设。本文总结了云南省测绘基准建设现状,分析了存在的问题,提出了构建云南省现代测绘基准体系的设想及相应的设计方案。     

中国现今板块运动对陆态网基准站稳定性影响

中国大陆板块的整体漂移及其二级板块之间的相互运动必然会对大陆构造环境监测网络中的基准站稳定性造成一定的影响。本文使用最新5年的陆态网连续基准站观测数据计算出各站点的速度,从而分析二级板块的运动趋势;并利用极限误差椭圆法对陆态网中各基准站进行逐个分析,判断其稳定性。结果表明:各板块间的运动速度存在差异,特别是川滇地区板块运动相对活跃;陆态网中稳定性较差的台站大部分是分布在板块与板块的交接处。