中国大陆地壳垂直运动梯度图的编绘

本文介绍了一种量化地壳垂直运动速度梯度的方法，并用此方法编绘了中国大陆现代地壳垂直运动速度梯度图。     

中国大陆地壳垂直运动高梯度区与强震危险区发震概率估计

概述了中国大陆地壳垂直形变速率梯度的分布特征，统计了１９６０～１９９３年间大陆Ｍ≥６．０级地震与高梯度区的对应关系．从构造物理的角度论证了形变速率高梯度区是未来可能的强震危险区，采用贝叶斯公式估算了主要地震危险区的发震概率。     

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。     

鄂尔多斯地块的运动特性与现今地震活动性

鄂尔多斯地块现今水平运动是鄂尔多斯地块本身运动与中国大陆整体运动相互叠加的结果,其动力来源主要受到青藏地块的北东向推挤、地块北缘的北西向拉张。最新的GPS速度场观测表明,鄂尔多斯地块及周缘1999～2015速度场随着时间推移发生明显变化,其东北缘、西北缘、西南缘、东南缘的速度场变化较为显著,南北缘的左旋运动速率远大于东西缘的右旋运动速率。1970年以来鄂尔多斯地块现今地震资料显示的地震活动性、应变积累释放、应力空间分布及其应力场分析结果表明,鄂尔多斯地块北缘是地块周缘乃至华北地区中强地震的主体活动区域,2000年以来地块周缘能量持续积累,是1970年以来能量积累最长的一个时段。2015年阿拉善左旗5.8级地震后,地块周缘的能量出现预释放的迹象,鄂尔多斯地块北缘具有高的应力分布异常区域。     

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。     

中国西部地壳垂直运动引起的重力场空间变化特征

结合中国西部区域的数字高程数据以及地壳垂直运动速率数据,计算中国西部地区地壳垂直运动引起的重力场变化的分布,并与卫星重力观测结果进行对比。研究表明：中国西部区域的重力场变化与地壳垂直运动速率场变化有很强的相关性,青藏高原以南的喜马拉雅山脉地壳上升运动速率最大,其引起的重力变化为正的最大值;准噶尔盆地地壳下沉运动速率最大,其引起的重力变化为负的最大值;塔里木盆地及柴达木盆地地壳下沉运动速率相对较小,相应地引起的重力变化值相对较小。     

福建省现代地壳垂直运动与断裂活动

根据福建省境内１９７２年以来两次精密水准复测资料,利用速率面拟合法研究福建省现今地壳垂直运动的特征,并结合本区地质构造和地震活动性探讨这种运动的地球物理意义。资料分析表明,本区内新华夏系构造带是强震活动的主要场所,强震活动地点则又受到与这些新华夏系构造交汇的次一级的东西向构造、北西向构造和环状构造活动的制约;在主要构造断块的交接带上则表现为较显著的地壳垂直运动的差异性,差异活动较强烈的地区与本区地震活动的分布特征有着良好的一致性,且地震均落在地壳垂直运动速率变化较大的地区或其邻近海域     

编制地壳垂直运动速率等值线图的有限元法

根据地壳垂直运动研究中的均衡理论,建立描述地壳垂直运动速率空间分布的数学模型,并提出应用有限元法拟合地壳垂直运动速率面的理论和方法。通过计算验证,说明有限元法可实现对地壳垂直运动速率面的精确逼近,是编制地壳垂直运动速率等值图的有效方法。     

用双三次样条函数和GPS资料反演现今中国大陆构造形变场

将中国大陆现今构造变动视为一种连续的地壳变形,利用双三次样条函数模拟了近期GPS测定的大陆内部及周边地区412个测站速率,反演大陆地区自洽的构造变动速度场和应变率场.模拟结果显示:印度板块与欧亚板块的碰撞、挤压是构成中国大陆内部岩石层水平形变的主要驱动力.印度板块在东喜马拉雅构造结深深插入青藏高原,造成地壳大规模的缩短和抬升.青藏高原东南部的喜马拉雅带、拉萨和羌塘地块以及青藏高原东南边的川滇地区,内部构造活动强烈,其内部的构造变形包含地壳碎片的冲断、褶皱和侧向逃逸.大陆地壳(或岩石圈)的增厚,尤其是喜马拉雅山脉南北向的快速缩短和青藏高原东西向的缓慢拉张,大约吸收了印欧板块会聚量的85%,西藏中东地区东西向的拉张速率达到了(16±2.0)mm/a,且顺时针方向扭转明显.印度板块相对欧亚板块运动的欧拉极为(29.7°N, 19.3°E, 0.392°/Ma);华南地块相对于欧亚大陆向东(102°±7.4°)南的运动速率是(11±1.54)mm/a,华南块体相对欧亚板块运动的欧拉极为(62.25°N, 126.56°E, 0.141°/Ma);塔里木地块相对较稳定,其西部运动速度高于东部运动速度,作顺时针方向旋转.总体上讲,中国大陆运动方向为北偏东呈辐射状,从西部近南北方向的运动转向东部地区东南方向的运动,绕东喜马拉雅构造结有一顺时针方向的旋转.横穿喜马拉雅构造带及青藏内部的南北向压缩速率为(19±2.0)mm/a,横穿西天山构造带的南北向压缩平均速率为(13±1.5)mm/a,横穿东天山构造带的南北向压缩平均速率为(6.0±1.4)mm/a.阿尔金断裂带的左旋走滑速率为(6±1.2)mm/a.     

晋冀蒙地区的垂直形变特征

基于1998、2006和2013年3期水准复测资料,平差计算得到1998~2006年和2006~2013年的垂直形变速率及其垂直形变速率梯度。根据计算结果研究晋冀蒙地区的地壳垂直形变运动趋势以及主要断裂带的活动性,分析区域垂直形变速率和垂直形变速率梯度的演变。结果揭示出吕梁山地块后一时段上升速率增加、太行山地块由前一时段上升变为后一时段下降、盆地地带变化复杂的垂直形变态势。     

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地壳形变测量学之进展与展望

首先简述了当代地学前沿交叉新学科－－地壳形变大地测量学的形成和内涵。地壳形变大地测量学开拓了现今地壳运动与现今地球动力学研究新领域,使中国大陆现今地壳运动研究取得创新性成果,促进地球动力学等地学基础研究,证实地壳动力学的基本状态不是“SOC”而是“SO”,因而地震是可能预报的,有助于击破制约地震预报的“瓶颈”,从根本上推进地震预报。然后对当前的研究工作提出了7项建议,包括：将地壳形变监测系统建设为真正的“四维”快速测地系统,加速推进形变和重力的结合,地表与深部研究的结合,推进地壳运动“暂态信号”和“暂态过程”研究,研制和发布“数字形变信息产品”,深化中国大陆现今地壳运动和现今地球动力学研究,并在此基础上加速推进地震动力学和地震预报研究等。最后提出了对地壳形变大地测量学、现今地壳运动、现今地球动力学和地震预报未来发展的预测。地壳形变大地测量学正有力地推进地球科学创新和地震预报破关,激动人心的研究还仅仅是开始。     

利用GNSS水准数据建立区域地壳垂直运动模型

针对少量稳定水准点无法建立区域地壳垂直运动模型的问题,提出一种利用GNSS与水准融合建立区域地壳垂直运动模型的方法。首先利用稳定水准点、GPS点初步建立区域地壳垂直运动模型;再根据各个水准点、GPS点的模型结果与实际结果的差异,选取区域地壳垂直运动建模所用点;最后利用函数模型拟合区域地壳垂直运动模型。以山东及周边一等水准网以及CORS数据为例进行计算,证明该方法能够克服因水准点数量不足而无法建立模型的弊端,并提高区域地壳垂直运动模型的精度。     

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兰天武地区现今大地垂直形变场演化与地壳运动特征

用分段线性速率整体动态平差法处理了兰天武地区２０多年来的多期水准资料，分析了该区现今大地垂直形变场演化与地壳运动特征。研究结果表明：该区垂直形变七十年代曾表现出山间盆地大幅度上升的强烈逆继承性运动；八十年代华家岭等两北部山地上升、东南部盆地下沉的继承性运动增强；而目前基本恢复了正常的继承性运动状态。进一步分析认为：强烈逆继承性运动和继承性运动增强是区域应力场趋于强化的标志；正常继承性运动的恢复可能是应力场调整的结果。     

用GPS测量数据模拟中国大陆现今地壳水平速度场及应变场

基于连续介质力学理论,提出了直接利用ＧＰＳ测量资料建立地壳运动与形变模型的方法。把整个中国大陆视为由无穷多个微元集合而成的连续介质体,并假定每一个微元体的转动矢量服从统一的、连续的泰勒级数分布,由此引进一组待定参数,称之为地壳运动与形变参数。利用全国网１９９４年和１９９６年的两期ＧＰＳ观测数据,组成矛盾方程组,应用阻尼最小二乘方法,经迭代解算,得到所需要的地壳运动与形变参数。依据这些参数模拟地壳水平速度场及应变场,并将ＧＰＳ结果与地质、地球物理的研究成果作了对比分析,这些结果基本上一致,能相互印证。最后初步探讨了周边板块对中国大陆的作用。     

GPS观测量与地震矩张量联合反演地壳水平运动速度场的方法

借助于地震应变率，建立了地震矩张量与地壳水平运动速度的关系；以ＧＰＳ网的边长为观测量，建立了边长变化率与地壳水平运动速度的关系。将表达水平速度的转动函数的分量展成麦克劳林级数，建立了以地震应变率和ＧＰＳ边长变化率为观测量，以转动函数的麦氏级数系数为待定系数的矛盾方程组。最后，讨论了联合求解的方法。     

中国大陆地壳运动与强震关系研究

利用GPS观测结果研究了中国大陆当前地壳运动的空间分布及其所揭示的大区域构造变形背景与趋势;讨论了区域水平运动、应变率场分布与强震地点的关系;通过对昆仑山口西Ms8.1等地震区域水平运动与形变的分析,研究了强震过程的区域形变场变化的主要特征;提出了识别孕震形变场以进行中长期强震地点预测的思路和途径。     

地壳垂直形变散度场特征及其物理意义探讨

推导了用富里叶级数表示的地壳垂直形变场所产生的散度场公式。对华北地区３０多年的资料及河西地区近期资料进行了计算，绘制出各时间段的散度等值线图，并对该区地震活动的散度场背景进行了分析研究，得到如下认识：①在散度图象中正源区和负源区之间通常有散度密集带，零散度线恰好位于散度密集带；②散度密集带和地壳厚度变异带在分布上呈现一致性，且在多数情况下二者方向一致；③中强地震通常发生在地壳垂直形变散度场的零散度区，这里是地壳隆起和沉降的交汇部位；④地壳垂直形变散度场图象和地壳深部构造图象有一定的相似性