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。     

基于通量均衡基准的地壳垂直运动模型

介绍了地壳垂直运动的均衡理论，基于全球通量的衡基准，建立了任意坐标系下描述地壳垂直运动动力学模型。该模型可表述为Laplace方程的第二边值问题。将此模型与调和分析模型做了比较，认为此模型拟合精度较高，理论上更严密。     

混合建模理论在地壳垂直运动研究中的应用

地壳垂直运动有几种不同的定量分析模型．每种方法有不同的适用情况及其优缺点．本文提出对地壳垂直运动进行最优混合建模的理论，采用多种模型的最优线性组合以便提高模型的拟合能力，更真实地反映地壳垂直运动．      

大同地震与华北北部地壳异态垂直运动

本文根据笔者提取异态信息的新数据处理方法，分析了华北北部地区近十年来地壳异态垂直运动，结果显示出以大同地震为界，震前的整个华北北部地区均处于应变的积累阶段，而且震源区具有非常清晰的四象限分布图像，呈一种典型的水平应力作用下的点源理论垂直形变场图象，震后整个华北北部地区则出现了截然相反的异态垂直运动，这又清楚地表明了具有弹性回跳的理论特征。迄今为止，这是我们唯一获得中强地震前后地壳异态垂直运动在空间     

基于GPS观测的地壳水平运动划分活动地块的试验

本文分析了板内块体与板块运动的差别,提出以Ｂｕｒｓａ公式作为板内块体的运动学模型,并据此提出了划分板内活动地块的方法。根据华北ＧＰＳ网１９９５、１９９６和１９９９年的３期观测成果,用本文提出的数学模型和方法,将华北北 剖地区划分为８个小块体。本文用地壳水平运动划分的结果与用本区地壳垂直运动划分的结果在是体旧一致或相近的。本文的划分结果与新构造运动也基本一致,本区活动块体的现今运动是新构造的继承和发     

GRACE数据反演中国西部地壳垂直运动速率

在固定的坐标系下,建立了地壳垂直运动与地球外部重力场变化的数学模型.根据此模型,将中国西部地区(经度80°～97.5°,纬度27.5°～47.5°)按2.5°×2.5°划分成(8行7列)共56个直立长方体,以2008年1月和2009年1月的GRACE (Gravity Recovery and Climate Expe...     

利用中国地壳运动观测网络研究中国大陆相对于ITRF97板块模型形变

在建立全球ITRF97板块运动模型的基础上,利用"中国地壳运动观测网络"79个GPS基本站的数据,建立我国新的地壳运动方向图和块体运动模型.通过与NNR-NUVEL1A地质模型比较认为,ITRF97板块运动模型反映了现今十几年跨度的地壳运动,在研究我国现今几年到十几年时间跨度的地壳形变时,地壳运动背景场应采用基于ITRF97实测速度场建立欧亚板块运动模型.     

地幔岩石圈热结构差异与中国大陆岩石圈均衡分析

观测表明,大陆地区存在很多传统均衡模型无法解释的现象,其根本原因在于传统均衡理论中没有考虑地幔岩石圈部分由于热结构差异导致密度差异的影响.本文基于岩石圈尺度的质量平衡模型研究了中国大陆20个构造单元地壳及地幔岩石圈对地形海拔的贡献,以及各块体的均衡状态.计算结果表明,在一些地区,如塔里木盆地、北山和柴达木盆地,尽管岩石圈均衡模型和Airy模型得到了一致的海拔值,但岩石圈均衡模型更能体现均衡过程的物理本质;除青藏高原造山带外的多数块体,岩石圈均衡模型的计算结果更接近观测海拔和地表垂直运动状态;总体上,考虑地幔岩石圈热结构影响后,中国大陆各地区的均衡结果普遍优于传统的均衡模型.通过对均衡状态分析,我们得到以下主要结论：(1)构造稳定地区均衡程度较高;(2) 青藏高原及周边造山带现今地壳运动主要为区域构造过程及深部动力学过程所控制,均衡调整过程不是主要控制因素;(3) 现今地壳垂直运动比较明显的块体处于均衡调整阶段,地表垂直运动的大小反映了该区所受的均衡力作用的程度;(4) 构造稳定地区基于岩石层均衡的理论计算海拔与观测海拔之差值和现今地壳垂直运动速率有较好的相关性,据此我们可以通过均衡分析研究构造块体的运动趋势和动力学性质;(5) 地幔热结构对现今地形、海拔及地壳垂直运动有显著影响,在处理均衡问题时,地幔岩石圈热结构是我们必须考虑的重要因素.     

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     

昆仑山口西8.1级地震前后地壳垂直运动的负位错模型

利用昆仑山口西8．1级地震震区外围格尔木一五道梁300km长水准测线在1979,1991和2002年3期垂直形变资料,借助研究改进的负位错模型获取发震构造及其相关断裂的运动、变形特征及应力应变积累部位和强度,对与此次大震有关的区域构造形变背景及可能的震后影响进行了研究。结果表明：1991～2002年相对1979～1991年垂直差异运动及应变积累加速增强的特征与昆仑山口西8．1级地震孕育有关;且这样的一个地壳垂直运动加速过程可能还未因地震发生而结束,发震构造相关的断裂构造部位仍有发生较强地震的可能。     

利用小波分析研究河西地区地壳垂直形变特征

利用小波分析对河西地区1971—1979、1979—1983年的地壳垂直形变场进行计算,结果表明:三阶以内的小波分解结果与地质构造走向基本一致,说明河西地区地壳垂直运动的短波主要反应的是断层活动;四阶小波变换结果为地壳垂直形变的低频部分,反映的是大区域地质构造运动所引起的地壳垂直形变。1971—1979年,门源南部的地壳垂直运动相对剧烈,而到了1979—1983年,门源地区地壳垂直运动主要活动区域由门源南部地区转移到门源附近区域,这可能与门源6.4级地震孕育的区域构造活动有关。     

兰州地区现代地壳垂直运动基本特征

本文通过对兰州地区现代地壳垂直形变资料的分析,研究了兰州及周围地区现代地壳垂直运动的基本特征,提出了现代地壳运动的时间尺度,并对现代地壳垂直运动与地震的关系作了讨论。     

晋冀蒙交界地区地壳形变运动和地震活动性研究

本文以晋冀蒙交界区域为研究区,基于研究区内1984年以来的区域精密水准和1999年以来的GNSS地壳形变观测数据.通过对区域精密水准数据采用拟稳平差、Kriging插值方法进行计算处理,获取研究区地壳垂直运动结果;对GNSS数据使用GAMIT/GLOBK软件计算,并采用欧拉矢量法转换,获取研究区地壳水平运动结果.经分析研究认为:研究区内地壳水平运动和垂直运动具有一定的关联性,但水平运动弱于垂直运动;利用区域精密水准成果确定的下降隆升垂直运动交界高梯度带(大于20 mm)是未来发生4.0级及以上地震的重点区域,说明地壳垂直运动信息对地震危险区判定具有很好的指示意义;通过地震活动统计发现地震活动分布具有明显的分区规律和迁移现象,与研究区地壳垂直运动变化规律较一致,表明区域精密水准是捕捉地壳和断层垂向运动的有效方法,另外在部分具有走滑和低倾角正断层附近地壳水平运动和垂直运动具有很好的关联性,且当关联性不一致或垂直运动活跃同时水平运动微弱时,附近未来发生地震的可能性较大.     

末次冰期冰盖消融对东亚历史相对海平面的影响及意义

基于新的末次冰期冰川均衡调整(GIA)模型,利用有限元算法模拟了盛冰期以来东亚相对海平面的变化,并与观测数据进行比较分析.研究表明,早期相对海平面上升由盛冰期后全球冰盖消融控制,后期的变化则由地壳黏性均衡调整控制;每个时期的结果均具有显著的区域性差异,与地壳均衡作用及远场均衡效应的区域性差异有关;模拟的不确定性主要来自冰盖消融模型差异的影响,量级在观测误差范围内.此外,利用本文的GIA模拟结果,对东亚海岸历史相对海平面观测进行改正,揭示了华南全新世以来不同阶段的地壳垂直运动,其中3-8 kaBP地壳以较稳定的速率(1~4 mm/a)下沉,之后则以较小速率下降或隆升,推测可能与东南部菲律宾板块的俯冲有关;揭示近千年来粤东海岸和珠江三角洲地壳垂直运动有长期隆升趋势,而近三十年的观测结果则显示下沉,推测该差异与人类活动导致的沉降有关.     

根据现代地壳垂直运动划分中国大陆活动地块边界的尝试.

研究了中国大陆地壳垂直运动的特征，提出利用中国大陆现代地壳垂直形变速率图划分活动地块的思路和原则，并把中国大陆划分为东西2个Ｉ级地块，东北、华北、华南、西藏、甘青藏和新疆6个Ⅱ级地块和16个Ⅲ级地块．本文划分的活动地块边界与新构造活动的图象在总体上是一致的，局部地区有些差别．这表明，中国大陆地壳现今活动是第四纪以来新构造活动的继续，但也出现了一些新的活动趋势．      

用平滑滤波拟合法分析大同地震前后地壳垂直形变

利用平滑滤波拟合法，对大同地震（Ｍｓ＝６．１）前后的３期（１９８４、１９８７、１９９１）地壳垂直形变资料进行了处理和分析。结果非常清晰地显示出大同地震前的地壳垂直形变模式为典型的四象限分布特征。其主压应力方向近似为南—北向，主张应力方向近似为东—西向，这与震时的震源机制解一致。震后的地壳垂直运动恰好相反，明显地反映了弹性回跳特征，震源也刚好位于四象限交叉点附近。获得如此清晰的震前四象限分布图象，目前确实少有。     

研究现今地壳运动和强震机理的一种方法

本文阐述了地壳形变与密度变化耦合运动的基本理论,分析了地壳形变与密度变化耦合运动引起的重力时间变化.断层位错运动是地壳形变与密度变化耦合运动的特殊形式.利用重复重力观测数据,选用稳健算法反演研究了1985-2002年滇西地震实验场主要断裂运动的时间分布和强震响应特征,获得了不同类型强震孕育过程图像.     

卫星重力测量数据反演中国西部地壳水平运动速率

在固定的坐标系下,讨论了直立长方体水平运动与其外部的重力场变化之间的关系,建立了地壳水平运动与地球外部重力场变化的数学模型。根据此模型,并参考直立长方体大小以及地形等因素,用2003～2008年GRACE(Gravity Recovery And Climate Experiment)卫星数据计算地球外部重力场变化,基于PSO算法(ParticleSwarm Optimization Algorithm)反演中国西部地区地壳水平运动速率。反演结果表明:中国西部地壳水平运动具有整体由南向北、且伴有向东运动的特征;地壳水平运动表现为不均匀,除昆明区域(地壳由北向南运动)外,在南北方向上地壳水平运动速率具有从南向北逐渐递减的趋势。青藏高原南北方向运动速率为10～35 mm/a,东西方向运动速率1～25 mm/a;塔里木盆地南北方向运动速率5～15 mm/a,东西方向运动速率4～7 mm/a。     

辽宁地区近期地壳垂直运动的演化特征

根据最近十年来三期复测精密水准资料，分析了辽宁地区近期地壳垂直运动的演化状况，结果表明辽宁地区在１９８４年－１９８９年期间表现为整体范围的隆升，且没有明显的原有继承性运动特征，这反映了应力应变在加强；１９８９年－１９９３年则显示出该区已处于应力应变的调整与恢复状态之中，其运动性质也体现为以继承性运动为主。辽宁地区的这一运动过程与华北北部地区的运动过程是相一致的。目前该区域内的差异运动量值偏大。     

连续GPS测定的天山及其邻近地区垂向运动特征

基于中国大陆构造环境监测网络31个GPS连续观测站2011—2018年垂向坐标时间序列结果,顾及地壳垂向周期性运动得到了天山及其邻近地区的地壳垂直运动特征,结果表明:研究区内地壳垂直周期性运动显著,以年周期运动为主;大部分GPS连续站的年周期运动振幅在1.5～3.5 mm;27个测站半年周期通过检验,与年周期运动相比,其振幅较小,多在0.5 mm左右;天山及其邻近地区的地壳垂直线性运动呈山体隆升、盆地下降的趋势,显示该区域的长期地壳垂直运动为继承性,具体而言,塔里木地块的平均垂直运动速率为-0.88 mm/a,天山地块为0.25 mm/a,准噶尔地块为-0.29 mm/a.设计了三种垂向线性速率的求解方案,验证了求解地壳垂直线性运动速率时剔除非构造运动信息的必要性.