基于GPS数据的川滇地区地壳水平运动研究

利用川滇地区2011-2013年年积日206-220 d共计45 d的陆态网络站点的GPS观测数据,得到川滇地区基于ITRF2008的两期水平运动绝对速度场;经分析川滇地区近3年地壳水平运动较为显著,整体呈SE向且有增强趋势。利用单点基准得到相对水平运动速度场,相对于LHAZ站,川滇地区整体上呈现显著SW向运动,顺时针旋转向印度板块。相对于区域内部站点SCSM和YNYM,川滇地区不同区域呈现出相异的运动趋势。     

川滇地块现今地壳运动速度场解算与分析

利用GAMIT10.4和BERNESE5.2软件,分别对川滇地区中国地壳运动观测网络51个GNSS基准站2010—2014年的观测数据进行处理。两者解算所得单日解基线和坐标时间序列离散度优于10mm,且变化趋势一致,吻合度较高。基线重复率水平向优于1+4×10-9 L;垂向优于4+6×10-9 L(单位mm,其中L表示基线长度,单位m)。利用PL+VW噪声模型进行了速度估计,获取了川滇地区相对欧亚板块地壳运动速度场。结果显示:除滇西南地区呈现出由西向东的增大趋势外,川滇块体其它区域地壳运动特征由北往南、由西往东呈逐渐衰减趋势;运动方向持续围绕喜马拉雅东结点作顺时针旋转,且仍然存在着南北向强烈的挤压特征。以安宁河-则木河断裂、小江断裂和红河断裂为界,选用了两侧能反映震间断裂构造特征的GPS测站,分析了断裂两侧的速度差异。并利用平行断层的速度剖面,拟合反正切函数变化趋势,获取了断裂带可能的变形宽度。     

利用GPS数据研究川滇块体东边界主要断裂带运动特性

利用1999～2007时段的GPS速度场,对块体刚体旋转模型、块体整体旋转与均匀应变模型及块体整体旋转与线性应变模型的速度残差及无偏性进行估计;针对川滇块体东边界主要断裂带变形的复杂性,结合3种块体变形模型,求得各断裂带的平均滑动速率,并给出了该研究区域断裂带的近场滑动速率。在确定各断裂带可能变形宽度的基础上,利用断裂带构造变形定量分析方法确定了鲜水河-安宁河-则木河-小江断裂带的相对闭锁且剪切应变积累速度较高的异常区域为安宁河断裂带。     

川滇地区地壳应变率参数的总体最小二乘反演

利用总体最小二乘方法和1998—2004年的GPS水平速度场观测数据研究川滇地区地壳应变率参数的反演,同时考虑观测值(速度)和系数矩阵(监测点坐标)的误差;比较分析总体最小二乘与最小二乘反演结果,证实总体最小二乘方法反演川滇地区地壳应变参数的合理性。     

川滇地区地壳应变场的GPS与地震矩张量联合反演研究

利用川滇地区1903～2003年间的84个地震矩张量和1998～2004年间214个GPs站速度观测值.采用方差分量估计方法确定联合反演中地震矩张量与GPS站速度值之间的权比例因子,计算分析了川滇地区的地壳应变场.结果表明:①采用方差分量估计确定联合反演中权比例因子的方法,得到的GPs站速度观测值的权比例因子为0.833,较地震矩张量的权比例因子0.167大,充分体现出分布相对合理的高精度GPS观测值在反演中的重要性;②川滇地区的应变场大致表现出如下的特征:主应变方向在30°N以北的区域为东西向;30°N以南、100°E以西的区域为北东向;30°N以南、100°E以东的区域为北西向.     

川滇断块的现代地壳运动

一、引言川滇地区现代地壳运动的水平运动一直是个有争议的问题。它地处我国东西两种构造域的分界带——约１００°Ｅ～１０５°Ｅ,西部构造运动通过这一带影响东部,故构造运动比较活跃、复杂,且地震频发。就构造分区而言,川滇断块即扬子地块西部边缘,它不是独立的岩...     

川滇地区陆态网络基准站运动噪声模型分析

基于陆态网络GNSS基准站资料,文章利用极大似然估计方法对川滇地区的基准站运动噪声进行了研究.通过对“白噪声”、“白噪声+闪烁噪声”、“白噪声+随机游走噪声”以及“白噪声+幂指噪声”等四种噪声模型的比较,发现川滇地区的基准站运动噪声可以较好地由“白噪声+闪烁噪声”或“白噪声+幂指噪声”模型来描述.在进行基准站速率估计时,相对于“白噪声+闪烁噪声”模型,仅用白噪声模型会使误差估计过于乐观,且会产生一定的速率偏差.因此,在川滇地区利用基准站资料进行地壳运动与变形分析时,除了扣除基准站的周期性运动之外,还需要考虑其对应的噪声组合模型.     

联合GPS与重力资料反演分析川滇地区现今地壳形变

联合GPS与重力数据,反演给出了川滇地区(96°~106°E,20°~36°N)的活动块体运动速度和主要活动断裂的错动速率。受青藏块体的北东向推挤和青藏高原隆升引起的重力势能作用,川滇地区围绕着喜马拉雅东构造作顺时针旋转运动,造成川滇地区东侧断裂作左旋走滑运动,而西侧断裂以右旋走滑为主。鲜水河-夏宁河-则木河-小江断裂是区内最活跃的断裂带,其左旋走滑速率分别为12.1±0.6 mm/a,9.0±1.2mm/a,6.4±1.0 mm/a,6.0±1.2 mm/a和8.3±0.5 mm/a。龙行山断裂具有2.6±1.1 mm/a的右旋走滑和1.3±1.2 mm/a的挤压速率。反演结果表明,区内的地壳运动模式更趋向于“连续变形”假说。     

数值流形方法及在川滇地区地壳运动研究中的应用

The numerical manifold method （NMM） can calculate the movements and deformations of structures or materials. Both the finite element method （FEM） for continua and the discontinuous deformation analysis （DDA） for block systems are special cases of NMM. NMM has separate mathematical covers and physical meshes： the mathematical covers define only fine or rough approximations; as the real material boundary, the physical mesh defines the integration fields. The mathematical covers are triangle units; the physical mesh includes the fault boundaries, joints, blocks and interfaces of different crust zones on the basis of a geological tectonic background. Aiming at the complex problem of continuous and discontinuous deformation across the Chinese continent, the numerical manifold method （NMM） is brought in to study crustal movement of the Stchuan-Yunnan area. Based on the GPS velocity field in the Sichuan-Yunnan area, a crustal strain and stress field is simulated and analyzed. Moreover, results show that the NMM is a more suitable method than DDA in simulating the movement of the Sichuan-Yunnan area. Finally, a kind of mechanism of crustal motion in the Sichuan-Yunnan area is discussed in the paper.     

多应变参数维度的川滇应变率场构造及分析

针对当前主流单维度地应变分析方法难以全面反演地壳动态迁移及其趋势,无法精确反映应变与地震相关性的问题,该文提出利用多维参量解析法进行全方位地壳应变分析。利用2011—2014年GAMIT解算得到的高精度GNSS坐标时间序列经过模型化拟合得到的ITRF08框架下的川滇地区速度场,并去除欧亚板块欧拉矢量速度场进行Delaunay三角形构网,解算得到了川滇地区的主应变率场、最大剪切应变率场、面膨胀率场。研究结果表明,最大剪切应变率高值区域及面膨胀率梯度较大区域与地震的发生存在较强的相关性,地壳动态迁移趋势性体现比以往常规研究显著占优;多维参量解析法从更丰富的数据维度反演了川滇区域地壳活动状态。     

利用GPS位移和主应力方向观测资料进行川滇地区边界力的联合反演研究

在简要介绍了川滇地区的构造格局和构造运动特征的基础上,讨论了不同观测数据同时用于反演的合理性和物理意义,利用1998~2000年观测的9个测点位移数据和1986年以前所测的10个主应力方向数据,将边界力和相对权比λ作为待反演参数,并考虑了主要活动断裂运动特性,进行了弹性有限元数值反演计算。计算结果表明,现今川滇地区的构造活动主要力源仍来源于印度板块与欧亚大陆的碰撞,菲律宾海板块的挤压作用也不可忽略,这一结论说明了该地区现今构造运动的继承性活动特征。     

川滇地区近期地壳变形动态特征研究

基于1999年以来的GPS观测数据,重点分析了川滇地区近期的变形特征,计算给出了该区域主要断裂带的滑动速率,并结合GPS剖面初步识别了断裂带所处的孕震阶段。结果表明,红河断裂带始终处于弱形变区域,值得进一步关注;汶川地震后,由于研究区域应力场的调整和应变的重新分配,使得安宁河断裂带的活动变化较小,逐步趋缓,走滑分量存在明显趋缓现象,并且安宁河断裂带的闭锁深度在一定程度上有所增加;小江断裂带的走滑分量存在明显趋缓现象,显示存在强闭锁现象,小江断裂带平行于断层方向GPS速度剖面显示断裂带两侧变形平缓且变形范围较大;昭通、莲峰断裂的挤压和剪切变形积累均存在弱化现象,可能预示该区域挤压应变积累背景较高。     

利用GPS观测到的中国大陆地壳水平运动

通过与一般GPS大地测量或工程测量对比,介绍利用GPS观测获取地壳运动信息的方法,包括野外观测及数据处理的方法。通俗地介绍了GPS数据处理与形变分析中的基本概念,如坐标系统的参考框架、无基准解、相似变换、位移基准、旋转与应变等。介绍利用中国地壳运动观测网络基本网、基准网1998年与2000年GPS观测结果所获得的中国大陆地壳水平运动信息。简要介绍GPS观测概况、用GAMIT/GLOBK软件对所获得GPS观测数据的处理及精度分析。基准网与基本网各年观测结果得到的网内点位精度,由两期观测得到的水平位移分量的精度。得到的1998年9月初至2000年6月中旬基本网、基准网的地壳运动,包括以位于东部的一组稳定点为基准的各观测站位移、网内各部分的应变及部分地区的旋转量。得到了我国大陆完整而详细的地壳水平运动图像,分析了中国大陆现今地壳运动的主要特征。在所述观测期间,我国东部地区相对较为稳定。相对东部稳定点组,东北块体向北运动;华南块体向东南运动。相对东部地区,新疆西北部地区以北西向运动为主;西南西藏地区以向北运动为主;西藏东部与云南地区形成非常明显的顺时针旋转构造运动。我国中部南北地震带是一强烈而复杂的变形带。GPS测量结果表明印度板块向北挤压是影响我国地壳运动的主要因素。     

青藏高原块体相对运动模型的GPS方法确定与分析

利用武汉测绘科技大学在１９９３年１９９５年观测的两期ＧＰＳ资料,具体分析了青藏高原各块体相对运动 情况。中还给出了各块体相对运动的欧拉向量。     

青藏高原块体相对运动模型的GPS方法确定与分析

利用武汉测绘科技大学在1993年、1995年观测的两期GPS资料,具体分析了青藏高原各块体相对运动情况。目前青藏高原大约以33.4mm/a,N30°E方向向西伯利亚运动,其中巴颜喀拉块体、羌塘块体、拉萨-冈底斯块体和喜马拉雅块体大约分别以17.3mm/a±3.1mm/a,N35°E;25.7mm/a±5.1mm/a,N33°E;38.9mm/a±6.1mm/a,N29°E;46.0mm/a±6.2mm/a,N27°E方向朝西伯利亚运动,而西藏块体大约以28.5mm/a±5.0mm/a速率,N31°E方向朝西伯利亚运动,这些结果与地质结果符合。文中还给出了各块体相对运动的欧拉向量。     

广西区域现今地壳运动与应变的GPS监测分析

利用GAMIT/GLOBK软件分析了1998-2010年间多期GPS观测数据,获得了ITRF2005框架下广西区域现今地壳运动三维速度场和应变场参数,并对区域形变场和现今构造运动动力学机制进行了初步讨论。GPS监测结果显示:广西区域现今地壳运动随华南块体作南东东方向的逆时针构造运动,ITRF2005框架下水平方向平均速率为33.49 mm/a,优势方向为N 109.3° E;垂直方向平均速率为+1.30 mm/a,整体趋势是自桂东向桂西方向垂向速率逐步增加。现今应变状态以N 127.3°±4.8° E挤压为主,最大主压应变率-2.7±0.5×10^-9/a;兼有N 37.3°±4.8° E方向的拉张作用,最大主张应变率1.8±0.2×10^-9/a。本文研究结果为描述广西区域现今地壳运动提供了一个更加精细的三维速度场。     

汶川8级大地震对川滇菱形区域内次级块体的运动影响分析

在中国境内所有的二级块体运动中,川滇区域的地壳运动最为活跃,也是各学者研究的热点领域。本文通过对1998-2008年和2008-2015年两期GNSS连续观测数据的解算（时间节点为汶川地震）,并结合前人对川滇区域棱形块体的划分方案,利用欧拉矢量计算出各次级块体的欧拉矢量。对该区域进行了网格插值从而反演两期地壳运动变化特征,以及通过在断裂带上或断裂带附近选取一点来研究相邻块体的相对运动趋势变化,并对该区域内地块垂向运动作了初步研究分析。结果表明,汶川地震并没有造成该区域整体运动特征的改变,但对一些局部块体的运动和相邻块体的相对运动带来了一定的影响。     

利用GPS资料分析南天山地区的地壳形变特征

利用 1998年和 2 0 0 0年南天山地区的区域性 GPS监测网的两期观测数据 ,并结合中亚天山地区的全球站数据 ,利用 GAMIT/ GL OBK软件对这些数据进行了分析处理 ,首次获得了较为详尽和准确的南天山地区的地壳形变特征。并利用形变分析结果对天山地区的应变特征进行了分析并据此对天山地区的动力学特征进行了初步的探讨     

川滇区域活动块体运动与应变特征地震影响分析

本文利用川滇1999—2007、2009—2015年GNSS实测速度场,通过引入平移-旋转-应变模型,构建该区域地震前后的活动块体运动和应变模型,有效对块体运动和块体的应变特征进行了分离,并据此分析了该区域地震前后块体运动和应变特征。结果表明,巴颜喀拉和羌塘块体东向运动有明显增大趋势;汶川地震后川滇块体与羌塘块体边界带相对挤压运动明显增大,巴颜喀拉-华南块体边界带南段形成了较大的挤压应变,川滇块体与华南块体相对运动没有明显变化。     

利用GPS监测区域地壳形变的理论与方法

回顾了GPS观测技术在区域地壳形变监测应用中的相关理论和方法,探讨了其发展趋势,重点介绍了块体负位错运动模型及其反演和地表位移场拟合推估及应变分析方法,展望了时空分析方法在地壳形变信息提取中的应用前景。