川滇地区地壳水平运动与变形场的演化特征及其机制讨论

通过对川滇地区近年来的GPS资料的处理和分析,确定以1999~2004年的3期资料为基础获取相对于区域无旋转基准的背景性运动场,并以此为基本约束,利用2005年和2007年的资料分别获取不同时段的偏离位移场.综合运动场与位移场结果并借助连续应变模型分析了水平形变场的主要特征,得到如下结果:川滇菱形块体的东边界带是该区的主要形变带,菱形块体及以西的地域表现为明显的顺时针旋转形变运动.2004年12月26日印尼苏门答腊巨震的同震影响波及到川滇地区,导致该区中、南部产生SSW向偏离位移,北部产生NW向偏离位移,对汶川地震的发生可能有正影响作用.     

丽江地震前后川滇地区地壳形变异常强度场及其演化

地震过程是应变能积累与释放的结果。如何描述积累的程度并对出现的异常进行检测 ,一直缺少合理的定量化研究。通过对各项观测之间相关性的分析 ,讨论了地壳形变过程的异常强度指标 ,并进一步构造了异常强度的空间分布及其演化图像。与地震活动的联系表明 ,地震多发生在区域异常集中出现后的异常平静时 ,且远离异常集中区。并证实了地壳形变异常强度与地震应变能积累程度具有密切的相关性     

大震前后川滇地区地壳水平形变场的动态变化

川滇地区是我国地壳运动与变形最为突出的地区,最近几年先后发生了汶川和玉树大地震,因此,需探究地震前后地壳形变的动态变化.利用最新版本的GAMIT/GLOBK/QOCA软件对该地区近些年来几乎全部GPS资料进行处理,获得了汶川和玉树地震前后的水平运动,它们分别是1999-2007年和2009-2011年两个时段的结果.     

川滇地区现今块体水平运动变形特征分析

依据川滇地区1991，1999和2001年GPS测量数据，利用DDA正分析基本原理，结合现有的地质资料，对该地区近年来的水平构造运动特征进行了模拟分析，认为川滇地区水平运动整体速率在1999～2001年期间明显减弱；川滇决体主压应变以顺时针旋转为主，方向为SE—SEE；其南部是运动变形相对剧烈、易于积累能量的区域；未来一两年内，该地区地震活动水平不会太高。     

利用GPS连续资料分析川滇地区的地壳变形特征

利用最小二乘配置、主成分分析、非线性回归等方法,对2010年5月至2013年5月川滇地区GPS连续资料进行分析。结果表明,川滇地区的地壳变形在此时间段呈整体比较稳定的准线性变化趋势,没有出现明显的趋势转折现象;川滇地区的变形速率分布很不均匀,受活动断裂走向、倾向、活动性质的影响,变形速率高值区主要集中在滑动速率比较大的断裂带两侧,这些活动性断裂形成地壳变形速率的梯度带;在小金河断裂南侧、石屏一建水断裂与小江带南段的西北侧、红河断裂与澜沧江断裂的西北段一带分布着一个典型的变形速率低值区,且呈NE/SW走向的低速条带状分布。     

汶川地震前后川滇及其邻区GPS水平运动演化特征

利用川滇及其邻区2004-2007年、2007-2009年GPS水平运动观测资料,对汶川地震前、震时与震后地壳运动及主要活动断裂带构造变形演化特征、汶川地震可能的同震与震后影响进行了分析.结果表明:2007-2009年汶川震区呈现出显著的右旋逆冲同震变形;大震在一定程度上对甘川交界及其北侧的西秦岭构造区、安宁河—则木河断裂的构造运动有所促进;对鲜水河断裂构造运动总体反映调整影响但对其南段可能有促进作用.     

川滇地区活动地块现今地壳形变特征

利用川滇地区1998～2002年间200多GPS点位的多期复测结果, 将川滇地区分为9个次级活动块体, 计算了各个活动块体的欧拉旋转矢量和主要活动断裂的运动速度, 并分析了该地区的应变场特征. 结果表明, 川滇地区的地壳运动速度具有北强南弱、西强东弱、以菱形块体为主顺时针旋转的特征; 菱形块体外各个块体运动速度大幅衰减; 与地质结果的差异表明, 川滇菱形块体的现今地壳运动由北往南逐渐增强; 青藏高原物质的侧东向挤出在滇中块体南部明显下降, 而丽江—小金河断裂带的吸收作用并不明显; 川滇地区以压应变为主,四川石棉和云南新平一带出现的应变集中地区也许具有发生中强地震的可能性.     

川滇地区现今地壳形变及其与强震时空分布的相关性研究

本文通过分析80年代以来的川滇地区跨断层形变测量资料、区域垂直形变测量资料及部分大区域GPS测量资料，认为该时间域内川滇地区地壳形变处于相对弱状态，并直接导致了自1981年道孚6．9级地震后至今川滇地区6级以上地震基本上未沿主边界断裂展布，且具有准顺时针旋转迁移的分布特征。基于此，认为未来几年内川滇地区地震危险性预测研究的重点应是川滇地区中部。最后根据现今地壳形变测量资料和地震分布特征提出了川滇地区活动地块时段性划分的概念，并给出了初步的划分结果。     

华北地区近期地壳水平运动与应力应变场特征

利用华北GPS监测网 1 992年、1 995年、1 996年的观测资料 ,应用最小二乘配置给出了华北地区相对水平位移场、应变场的分布图像 .经初步研究表明 :华北地区 1 992—1 995年间的水平位移和应变场表现为整体性不均匀的压性运动 ,1 995— 1 996年测区东部仍以水平压性运动为主 ,但测区西部则主要表现为张性运动 .水平运动 （方向、大小 ）发生显著变化和应变高值区的地带主要位于块体边界带和主要断裂带附近 .燕山断块南边界的北东向断裂存在着较显著的左旋运动 .区内最大剪应变、面膨胀的高值区在天津、北京、唐山一带 .结合非连续变形数值分析方法 （DDA）初步分析认为 ,1 992— 1 995年GPS观测结果显示的华北地区存在东、西部构造应力作用的明显差别 ,华北东部以东西向压应力作用为主 ,而西部的南北向构造应力作用又明显大于东部 .     

川滇地区地壳水平运动的弹性块体边界负位错模型与强震地点预测

利用川滇地区1991～1999年和1999～2001年GPS水平运动速度场成果,通过研究建立的块体弹性变形及其边界负位错部分锁定的复合作用模型反演,获取地壳水平运动反映的块体变形差异、边界断裂的高应变能积累部位和锁定能量强度,以及区域构造应变场的时空演化图像。在充分考虑区域构造和块体变形的前提下,研究与该区6级以上强震孕育及地点判定有关的背景性前兆的共性特征。     

川滇菱形块体边界的现今地壳形变

依据川滇菱形块体边界带上所有跨断层测量资料，分析了各场地所处断裂的近期形变特征，结果表明；川滇菱形块体北段形变活动逐渐减弱，南段逐渐加强，各条断裂分别显示出不同的变形特征；菱形块体的现今水平形变以左旋走滑运动为主，垂直形变速度较低，且呈上盘抬升与下降交替出现的运动特征，部分场地的形变异常变化与其邻近的地震活动密切相关。     

大规模GPS揭示中国现今地壳构造形变特征

利用全国260多个陆态网络连续站以及2 000多个陆态网络区域站2011—2015年观测数据,计算分析中国大陆现今整体地壳构造形变特征以及板内应变场空间分布特征。根据密集、大范围的GPS速度场可知中国大陆现今整体速度场依然呈现西强东弱的态势,其中最大值出现在喜马拉雅地区,一般速率在35~42mm/a之间,而川滇地区形成的右旋剪切带的形变特征最为醒目,其西南部最小速率在3~9mm/a之间,北部最大速率在17~23mm/a;由应变场的空间分布可以看出应力最大的地区主要是喜马拉雅、昆仑山中部、川滇地区的鲜水河断裂带、天山地区以及京津唐地区;东部沿海地区应变速率表现为东西拉张型,主要是由于2011年日本大地震对该地区的影响还未完全消退造成的。     

基于GPS数据分析渭河盆地现今地壳形变特征

基于2001—2015年流动及连续GPS观测资料,借助多面函数拟合法建立渭河盆地水平速度场模型,并计算球面坐标下的应变特征参数。结合陕西地区地质构造背景,分析渭河盆地水平速度场及应变场分布特征。结果表明:(1)渭河盆地西部GPS速度场受青藏块体及鄂尔多斯块体共同作用明显,西部GPS速度场大于中东部,且GPS速度场有顺时针旋转的运动特征。(2)渭河盆地西部主应力场变化复杂,中部的西安地区主应变差异变化明显,与2009年11月5日高陵M_S4.4地震对应;渭河盆地西部出现最大剪应变及面应变高值区及差异变化高梯度带,在西安附近出现最大剪应变及面应变差异变化梯度带,高陵地震震中位于零值线附近。(3)2001—2010年的主应变、最大剪应变、面应变变化比2011—2015年显著,表明高陵地震发生后,应力场进行了释放调整,近期渭河盆地地震紧迫性相对较低。     

川滇地区活动地块现今地壳形变特征

位于青藏高原东南缘的川滇菱形块体的地壳运动主要以鲜水河、安宁河、则木河、小江、红河、澜沧江、龙门山等深大断裂的强烈构造活动为特征,新生代以来受青藏高原物质向东侧流动及阿萨姆顶点楔入的作用,使该地区构造活动复杂,地震活动强烈而频繁,是研究地壳形变与地震的有利地区之一.但由于形变观测资料时空分布的制约,以前很多学者对川滇地区活动断裂的GPS形变研究主要以大尺度为主,主要反映川滇块体的整体运动特征,而对于利用GPS研究各个块体间的相互作用及其对边界带的活动构造的作用缺少深入的分析,本文正是基于1998～2002年间该地区200多GPS点位的三期GPS复测资料(网络工程和973项目),将川滇地区分为9个次级活动块体,计算了各个活动块体的欧拉旋转矢量和主要活动断裂的运动速度,并分析了该地区的应变场特征和地震危险性.结果表明川滇地区活动块体的运动有以下特点:     

The Recent Crustal Deformation on the Sichuan-Yunnan Rhombic Block Boundaries

Based on data from an across-fault survey along the sichuan-Yunnan rhombic block boundaries,the recent deformation characteristics on each fault have been analyzed.It was found that the rate of crustal deformation is slowing down along the northern segment and increasing along the southern segment.Each fault has different features of deformation.The horizontal deformation is mainly characterized by left-lateral strike-slip.The rate of vertical deformation is less than that of the horizontal dformation.The faults have the feature of upper wall uplifting alternated with descending.The anomaly changes of crustal deformation at some sites are closely related to the seismicities near the sites.     

Continuous GPS Array and Present-day Crustal Deformation of Japan

—A GPS array with about 1,000 permanent stations is under operation in Japan. The GPS array revealed coseismic deformations associated with large earthquakes and ongoing secular deformation in the Japanese islands. Based on daily coordinate data of the GPS stations, strain rate distribution is estimated. Most regions with a large strain rate are related to plate boundaries and active volcanoes. In addition, the Niigata-Kobe Tectonic Zone (NKTZ) is recognized as a region of large strain rate along the Japan Sea coast and in the northern Chubu and Kinki districts. This newly found tectonic zone may be related to a hypothetical boundary between the Eurasian (or Amurian) and the Okhotsk (or North America) plates. Precise observation of crustal deformation provides important boundary conditions on numerical modeling of earthquakes and other crustal activities. Appropriate computation methods of continuous deformation field are directly applicable to data assimilation for such numerical simulations.     

复测水准网动态平差及其在川滇地区垂直地壳形变中的应用

以1995—2016年川滇地区实测水准资料为例,分别采用动态经典平差、拟稳平差、伪逆平差和GPS速率约束平差4种平差方法进行平差计算,分析探讨4种平差方法在水准网平差处理时的适用条件及优缺点;最后分析了1995—2016年川滇地区的地壳垂直形变特征。结果表明:①在条件具备的情况下,GPS速率约束平差优于动态经典平差、拟稳平差和伪逆平差,主要体现在GPS速率可知、平差后速率误差明显减小,且能有效地抑制误差的传播与积累;而拟稳平差、伪逆平差虽优于动态经典平差,但同样存在着基准假定的问题;②1995—2016年川滇地区整体处于差异隆升阶段,只有四川盆地、滇西北和滇南少部分区域下沉,跨断裂剖面结果显示几条断裂带以继承性运动为主。     

西昌地区现今地壳运动及主要断裂活动研究

利用2009—2017年GPS水平速度场和1990—2018年跨断层短水准资料, 分析西昌地区现今三维地壳活动及主要断裂的活动性。 结果表明: 在西昌地区, GPS水平运动场及应变场的大小和方向发生变化。 E向运动速率由北部的平均约8 mm/a减小到南部的平均约4 mm/a; S向运动以安宁河—则木河断裂为界, 西侧点位的运动速率明显大于东侧的点位。 相对华南地块的水平形变场也显示西昌地区水平运动的差异性。 主应变场在西昌地区以SW—NE向拉张和NW—SE向挤压为主。 大凉山次级块体东侧的张应变和压应变均大于西侧; 最大剪应变率在此次级块体以条带形式展布, 条带上的最大剪应变率大于东、 西两侧; GPS水平运动速率和变形宽度相比1999—2007年资料得到的结果大, 表明安宁河—则木河断裂带处于剪切应变积累阶段, 闭锁程度有所提高。 跨断层水准资料显示, 该断裂存在新的活动迹象, 应力持续积累。 综合分析两种资料结果, 推测区域地震危险性将进一步增强。     

基于GPS的江苏南部现今地壳形变特征分析

基于2007-2009年江苏南部GPS资料,借助多面函数法及位移-应变模型求取了研究区的速度场及应变特征参数,结合地质构造背景及地震活动性对该区地壳形变特征进行分析.研究结果表明：（1）江苏南部现今地壳整体朝南东向运动,临海地区与内陆地区速度差异较大,量值在5～10 mm/a;（2）研究区域呈现面应变正负交替出现的规律,在泰州、南通、嘉定出现面膨胀、剪切应变高值区,未来发生中强地震的可能性较大;（3）江苏南部地区地壳运动受太平洋板块、菲律宾海板块和欧亚板块的共同作用,构造机理复杂.