利用GPS资料浅析华北地区块体运动及与地震活动的关系

为了研究华北地区近年地壳水平运动的状态与演化．利用10a来华北地区网络工程、山西断裂带GPS观测成果．结合该区地质构造背景．分析了华北地区各块体运动的方向、速率变化及其与区内所发生地震的关系．初步得出以下结论：在区域应力场相对稳定时，表现为区域内GPS观测点整体趋势性运动不明显；而在区域应力场相对变化时．表现为影响区域内GPS观测点出现明显的整体趋势性运动。     

宁夏地区GPS监测网建设、近期地壳运动特征及应力场与地震活动关系初探

在阿拉善块体、鄂尔多斯块体和青藏块体交汇处的宁夏中部布设了GPS观测网,利用1996年以来的5期复测资料,分析了宁夏中部地区现今地壳运动状态,其结果为①宁夏中部地区在l996年12月至l999年5月间,有围绕鄂尔多斯西缘(P2测点)左旋运动的现象,银川盆地东侧的灵武断裂呈左旋逆走滑运动方式.该区主应力场方向为北北东-南南西(方位角为29.8°)方向,P2测站以南的中部地区向东位移,垂直形变量级明显大于水平形变量级,银川盆地及青藏块体呈上升状态,鄂尔多斯腹地的P1测站呈逐年下降趋势,在P3与P4测点间可能有一隐伏断裂存在.②在GPS测区附近中强地震前约1年,可观测到该区GPS测站的形变异常及主应力方向发生转变异常;测区附近中强地震前及周边地区强震前,该区GPS形变模拟矢量场能够预示未来地震的大体方位.这些结果可作为地震预测的特征值加以考虑.     

利用GPS资料研究区域地壳应力场变化与地震活动关系h

推导了地球内应力场变化与地面位移场和重力变化的关系;讨论了利用地面位移变化速率来计算地球内应力场变化的边界元方法;最后,利用中国新疆伽师地区的GPS观测资料,对该地区地壳内的应力场变化进行了计算,并分析和讨论了该地区地壳内的局部应力场变化与地震活动和断层构造活动的关系．      

华北近十年来水平运动动态与地震活动危险区的讨论

根据华北地区1999年和2001年两期高精度GPS观测结果，通过与1992，1995，1996年和1999年这几期资料的比较，发现近两年的运动与前有所不同，主要表现为：（1）阴山单元和鄂尔多斯单元之间显示为压性运动的性质，但比较微弱，它们之间的边界带上似乎有左旋走滑运动，但从整体上看并不显著。（2）晋冀鲁单元和燕山单元的整体活动性不如以前，各单元内部存在着较明显的差异运动，并山单元和晋冀鲁单元的北部存在着比较显著的东西向挤压，北京地区则表现为南北向挤压。（3）晋冀鲁单元南部与胶辽鲁苏单元的南部的趋势活动呈张性，优势运动方向为东南，这样的结果可能表明，华北目前存在着应力扰动行为，大同与天津之间的区域是受其影响最大的地区，该区有可能成为未来几年中强地震活动的一个主体地区。     

华北地区地震活动与地壳热结构关系研究

本文应用双差定位法对2009—2015年华北地区发生的地震进行了重新定位, 共得到6225次地震的精确定位结果. 结果显示, 重定位后的小震更加集中分布于断裂附近, 震源深度多为5—15 km. 利用基于三维分形磁化模型的中心点法获得了华北地区的居里点深度并计算了磁性层的平均地温梯度, 进而利用随温度变化的热导率一维稳态热传导方程获得了华北地区的地壳温度结构． 结果显示: ① 除张渤地震带中东部地区以外, 大多数地震均发生在地温梯度较小的地方; ② 1966年邢台M_S7.2地震和1976年唐山M_S7.8地震均发生在地温梯度较小的地方, 二者发生的温度约为200℃—300℃; ③ 大多数M≥2.0地震发生的温度为100℃—500℃, M≥4.0地震发生的温度多为200℃—400℃． 这些温度与实验室地壳岩石脆-塑性变形过渡区的温度测量值相当, 表明华北地区的地震多发生在地壳脆-塑性变形过渡区．      

由一组显著地震活动看地震应力场的"聚""散"过程

2002年8月21日至10月20日，华北地区发生了一组显著地震活动。通过该组显著地震活动的时空分布特点，分析了华北地区这一轮地震应力场的“聚”“散”过程，讨论了华北块体北缘地震带及与之紧邻的内蒙古西乌珠穆沁旗地震区未来的活动趋势，所得认识对今后该区的震情动态跟踪监视、趋势估计乃至地震短期预测判断具有一定的现实意义。     

华北地区地震活动及其与印度板块运动的关系

通过对华北地区地震活动的分析，认为华北地震具有自西向东成串迁移活动特点和可公度性，并在一定条件下重演。认为该活动与青藏块体的地震活动相关，反映了印度板埠运动对华北地震活动的影响。     

甘肃天祝现代地壳运动GPS监测网的建立与第一期观测初步结果

本文以ＧＰＳ技术为基础，在位于青藏高原北缘、古浪－海原断裂带的甘肃天视一带布设了现代地壳运动监测网，并完成了第一期观测。初步处理结果表明，ＧＰＳ测量具有高精度，高效率等特点，可以成为监测现代地壳运动的最好方法之一。     

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。     

Establishment of the GPS Monitoring Network in North China, the Relation of Horizontal Crustal Movement to Stress Field and Seismicity

In the paper, the establishment, measurement, data-processing program and monitoring accuracy of the GPS seismic monitoring network in North China, especially in the Capital-Circle area, have been presented briefly. The relation of horizontal crustal deformation to tectonic movement, stress-field variation and seismicity has been analyzed in detail. The results indicate that the accuracy of GPS measurement has reached the order of 10-9 and the annual rate of horizontal crustal deformation in North China is about 4 ~5 mm. Horizontal crustal movement is a direct indication of the regional stress field. Therefore, by monitoring the time-sequence variation of horizontal crustal motion, it would be possible to investigate the change in the stress field, to analyze the tendency of seismicity and to determine the seismogenic zones.     

基于GPS的华北地区地壳水平形变特征研究

利用中国大陆构造环境监测网络2009、2011年2期的GPS数据资料,计算得到华北地区相对于稳定的欧亚板块的区域水平速度场。根据水平速度场,基于连续变形假说,采用三角形方法计算了区域应变场特征值,并用GMT绘制了其分布图像。结合地震地质资料对该区的地壳水平形变特征进行分析研究,得出了有意义的结论:(1)水平相对运动与应变率场分布显示,板块交界处的断裂带及其附近区域地壳运动差异显著,应变率量值较为突出;(2)山西断陷带的活动方式与地质结果具有差异性;(3)区内最大剪应变、面膨胀的高值区主要位于环渤海的京津唐地区、山西断陷带中南部及郯庐断裂带中南段。     

Establishment of the GPS Crustal Deformation Monitoring Network in North China

The Global Positioning System (GPS) is a new method to monitor the crustal deformation for earthquake prediction.Now a four-dimensional crustal deformation monitoring network applying GPS techniques has been established in North China,which is an important seismic monitoring area.Results with high precision have been achieved in the first measurement since a series of advanced methods and measures were adopted,and thus a good foundation has been laid for future researches on earthquake prediction and geodynamics.     

Construction of GPS MonitoringNetwork,Characteristics of RecentCrustal Movement,and Relationbetween Stress Field andEarthquake Activity in the NingxiaRegion

INT正ODU**!0厂Nln以la Is located In the nol’th segmentdthe North－southselsnuc Belt,Whlchls thejuncturedthe Qinghai－Xizang(Dbet)block,Alxa block and Odos block．In that region,the tectonic activity。svery strong;。y strong earthquakes occu。d In history,such as the 1739 ingluo M。8．0 earthqu拙eandl920 Halyuan M。8．5 eafthquake,etc．; Merately strongeaFthquakes are still veryactlve atpresent,onlyln the Wuzhong－un斟m area,there have been7 e血hquakes tvlth M。＞5．0 to occ…     

近10年华北地壳水平运动的若干特征

根据近10年华北网高精度GPS复测资料、“中国地壳运动观测网络”GPS复测资料、山西断陷带的GPS资料等，分析了华北地区最近10年来地壳水平运动状态与演化，结果表明：①燕山构造带(张渤带)是华北地区水平应变最大的活动构造带，相邻块体的趋势性差异运动以燕山块体与华北平原块体之间为最大，约2mm／a(左旋)；②华北地区周边差异性水平运动最显著的特征为该区西界中北段(银川等活动构造带组成)呈右旋走滑活动，南段以压性活动状态为主，该区北界西段的阴山断陷带以拉张活动为主，其它各界带的差异活动均不太明显；③从整体上看，每个时段的结果均有所不同，这其中除了误差因素外，可能还包含着运动的非线性成分。与此同时，文中也给出了华北各个块体、边界带不同时段的相对运动和应变结果。     

Characteristics of Horizontal Crustal Movement in the North China Region in the Last Decade

Based on high-precision data obtained in the past decade from GPS re-measurement in the North China Network, the Crustal Movement Observation Network of China (CMONOC) and GPS measurement along the Shanxi graben zone, the status and evolution of horizontal crustal movement in the North China region are analyzed. The results show that (1) the Yanshan tectonic zone (Zhangjiakou-Bohai Sea zone)is an active one with the largest horizontal strain in the North China region; The largest tendency differential movement of adjacent blocks is seen between the Yanshan block and the North China plain block; about 2mm/a (left lateral) ; (2)The significant horizontal differential movement along the boundaries of the North China region is characterized by right-lateral strike-slip movement at the middle-north segment on its west boundary (composed of Yinchuan and other active tectonic zones) and compressive movement at the south segment; while the Yinshan rift zone located along the west segment on its north boundary is dominated by tensile movement. Other boundaries and zones have no obvious differential movement; (3) On the whole, measurements of each period differ from one another, which might result from the nonlinear movement component as well as from the error effect. In the paper, results of the relative movement and strain in different periods are given for different blocks and boundary zones.     

中国大陆地壳水平运动速度场与应变场

收集了中国大陆及周边地区GPS网的有关数据，提出了GPS网速度场的不同融合方法；经过融合建立了中国大陆及周边地区统一的地壳运动速度场，该速度场使用的有效GPS站共423个，其覆盖面积为1200万km^2；初步总结出中国大陆及周边地区地壳水平运动空间分布的基本特征；建立了板内块体的刚性弹塑性运动应变模型，对其进行了块体应变参数唯一性与速度残差中误差最小检验；根据中国大陆及周边地区的速度场，估计了8个块体的应变参数，分析了这些块体的应变状态，估计出的各个块体的应变状态与地质学、地球物理学方法估计的结果具有很好的一致性。用喜马拉雅块体主压应变方向估计的印度板块向欧亚板块碰撞力的主方向为北东7．1度。     

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。