基于GPS观测的天津地区形变应变场与构造活动

2006~2015年天津地区GPS连续观测站形变和应变计算结果显示,天津地区形变场和应变率场变化复杂,存在南北分带和东西分带特征。天津地区形变场和应变场主要受控于唐山-磁县地震构造带和张家口-渤海地震构造带等多组活动断裂的切割作用。     

GPS测量揭示的福建沿海地区的现今地形变

根据福建GPS监测网3期(1997，1999，2001)观测资料的计算结果，分析了福建沿海地区的现今地形变特征。(1)福建地区有两个剪应变相对集中区，北部是湾口、闽清一带；南部是泉州、厦门一带。这两个区的剪应变随时间变化有加强的趋势。(2)南部剪应变集中区基本处于压应变环境，并且主要断裂两侧存在相对较高的剪应变集中区，值得关注。     

用GPS资料研究华北地区形变场和构造应力场

利用华北地区地质构造、第四纪以来的活动断层、地形、地壳厚度、地壳及上地幔地震波速度结构等资料,构建了三维有限元框架模型,利用最新GPS观测结果作为边界约束条件,模拟计算了华北地区的形变场及构造应力场。结果表明,模型预测地表速度场和GPS观测结果比较一致。模拟结果中,大型NNE向断层如汾渭地堑断裂系呈右旋运动,NWW向断层如张家口渤海断裂带呈左旋运动,与野外地质考察结果一致。在地表以下10～20km处,模型预测应力场的主压应力方向为NNE、EW向,主张应力大约为主压应力2～8倍。模型中最大剪切应力场在山西、华北平原中部和东部沿海分别出现3条NNE向高梯度带,此梯度带与研究区域的主要地震活动带相对应。     

三峡重庆地区形变场及构造应力场研究

首次利用三峡重庆地区GPS、钻孔应变及数字地震资料,综合研究该地区水平形变场及构造应力场。结果表明,各站点相对丰都龙河站运动速率在0～3 mm/a,呈现一定的右旋特征;整个区域表现为压性特征,区域主压应变方向为NW向及NE向;最大剪应变等值线在渝西南、渝东北及与渝东南分别出现高梯度带,与主要地震活动区域相对应。     

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。     

甘宁青地区现今构造形变异常与地震

通过对甘宁青地区大地垂直形变，断层形变和GPS水平形变测量资料的处理分析。结合地质构造和有形变资料积累以来本区域多次中，强地震活动，对本区现今构造形变异常与中强以上地震蕴育的一些特征进行了初步研究和探讨。结果表明：（1）甘宁青监测区主要断裂附近构造形变相对强烈；垂直差异运动强度和变形态势随时间演变，水平运动变形呈明显的挤压走滑特征。（2）本区构造形变与地震蕴育的主控应力来自青藏块体持续NE向挤压运动；构造形变和地震活动的时空分布演化与块体活动及区域构造应力场动态演化密切相关。（3）区域构造块体边界地带出现的异常隆起与高梯度形变带及显著的断层形变异常，是蕴育中，强震的标志，但地震并不一定发生在幅度最大的部位，而往往发生在断层形变异常呈现“趋势积累－加速－转折”变化特征的地段及附近，在此基础上，对研究区强震危险性进行了初步预测。     

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。     

GPS揭示的贝加尔湖地区现今地壳形变特征

利用贝加尔湖地区GPS监测网测站坐标,根据边长尽量相等的原则,形成了11个Delaunay三角形,计算了各三角形的形状因子,结果表明有9个三角形的形状因子大于0.1。利用3期GPS观测结果,通过对位移速率和应变分量的分析,初步得到以下基本认识贝加尔湖地区目前整体上处于拉张状态,拉张速度约为4.5±1.2mm/a,拉张方向为NW-SE方向;地壳应变是不均匀的,应变分量存在区域上的差异性。东部和西部主张应变均为NW向,但主压应变方向表现不一致,监测网东西两端的应变大于中部地区,最大应变为5.4×10-8,最小应变为-2.6×10-8。贝加尔湖东南部地壳处于压缩状态,压缩方向为NNW向和NNE向;东西部剪切应变比中部大,东西部剪切应变方向基本一致,表现为近南北向;7个三角形的面应变计算结果显示地壳为膨胀状态,2个三角形显示为压缩状态。大地转动结果表明,东北部表现为顺时针的旋转,而西部地区和中部显示为逆时针的旋转。GPS揭示的应变结果与地质和地震学结果基本一致。     

利用GPS高精度监测数据开展青藏高原现今地壳运动与形变特征研究进展

青藏高原由于所处大陆构造位置的特殊性,造就其成为全球现今地壳构造运动最为强烈的区域之一.青藏高原及其周边地区发育有多条深大活动断裂带,是强震易发区,同时也是研究大陆内板块构造运动机制的天然试验场.GPS以其时空分辨率高、覆盖范围广、观测精度高等特点,被广泛应用于地壳形变监测研究中.目前,通过已建立的中国地壳运动观测网络...     

从GPS观测看华北地区的形变场演化

利用1992、1995、1996、2001年的GPS观测资料研究了华北地区形变场的动态演化。华北地区的形变场服从中国大陆板块的整体应力应变场,但也有动态起伏。从主应变场看,1992~1995年,整个华北地区主应变场的方向比较一致,即主压应变方向为NEE-SWW,主张应变方向为NNW-SSE,应变量东部大于西部;但1995~1996年则相反,西部应变量大于东部,而且应变场方向也发生了明显的偏转,西部主压应变方向为NNE-SSW,而东南部地区为NEE-SWW;到1996~2001年西部地区主压应变又恢复到NEE向,整个华北地区应变量也趋于平衡。比较GPS观测与震源机制解给出的华北地区的应力应变场可以看出,其主应力方向基本一致。     

利用多种地形变资料联合求解华北地区水平应变场

阐述了以不同类型不同尺度的地形变资料联合解算应变场的方法。利用华北地区 1995～ 1996年GPS观测成果与首都圈跨断层水平形变流动测距资料进行联合解算 ,所得边长变化率的尺度统一归化 ,获得了华北地区水平应变场的分布图像。     

GPS地壳形变监测网应变解算方法与程序设计

分析了在平面直角坐标系和大地坐标系内解算应变的方法及其特点,并以Matlab为开发平台,研制出一套在平面直角坐标系和大地坐标系中解算应变的程序GPSstrain。利用GPS监测网测站位移(速率),该程序能够解算剪切应变(γ1、γ2)、面应变、块体旋转、主应变及其方向、最大剪切应变及其方向,同时也可解算出这些应变分量的误差。另外该程序还具有高斯投影解算功能,根据各测站坐标能够自动形成所有的Delaunay三角形,并以图形方式显示。最后以实际算例给出了该解算程序的部分结果,并进行了初步的分析和讨论。     

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华北(北部)地区的地壳水平运动特征及其模型——GPS测量结果的初步分析

根据两次ＧＰＳ测量结果,研究了华北（北部）地区的现今地壳水平运动的特征。其主要特征可以用１个４块体的构造运动模型来描述。利用构造单元内的最大相对稳定点组求出了模型中的运动参数,并据此研究了构造边界带上的差异运动和应变积累方式。同时还用两种不同的方法求得了相当一致的构造块体内的局部变形。最后讨论了这种运动特征对地震危险性预测的意义。     

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汶川地震前GPS资料反映的应变率场演化特征

对中国大陆东西向应变率场的研究结果表明,青藏块体西部（92°E以西）东西向拉张区和青藏块体东部（92°E以东）东西向挤压区反映了青藏高原物质东向流动受到了华北 华南地块的阻挡,形成了空间跨度约900 km的压缩区,3期应变率场结果均显示南北地震带中段位于东西向压应变率高值区。川滇地区应变率场结果表明,巴颜喀拉地块东向运动的增强导致了汶川地震震源区面应变率的集中;在东西向挤压高值区逐渐向东迁移的过程中,龙门山断裂带的东西向挤压变形逐渐增强;旋转率场动态演化结果表明,2004—2007年龙门山南段的逆时针旋转变形强度有所减弱,龙门山断裂带中北部的顺时针旋转变形有所增强;主应变率分布特征由散乱到一致的演化特征表明龙门山断裂带闭锁状态伴随着挤压和右旋剪切作用的增强达到了极高点。     

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