基于弹性薄片格林函数的GPS应变求解方法对青藏高原东北缘三维构造变形特征的研究

基于弹性薄片格林函数的GPS三维应变求解方法,对青藏高原东北缘地区的构造变形特征进行研究。结果表明,青藏高原东北缘的应变主要集中在边界断裂上,而在断裂之间的内部块体应变分布相对较小,垂直应变最大值位于日月山断裂以东和海原断裂以南的区域,与块体旋转及物质东向运移有关,且很可能受中下地壳流的影响。本文用三维GPS应变分析为理解大陆内部构造变形动力学过程提供了新的视角。     

青藏高原东北缘及其周边地区现今构造应力场及地震活动性

收集青藏高原东北缘及其周边地区371个震源机制解数据,对该区域进行1°×1°经纬度网格的构造应力场反演。结果表明,青藏高原东北缘内缘最大主压应力以NE向为主,外缘最大主压应力由西向东呈现出顺时针旋转的特征,即最大主压应力轴由西段近NNE向转为中段NE向,再转为东段NWW向。从不同深度对青藏高原东北缘及其周边地区进行2°×2°经纬度网格的构造应力场反演。结果显示,地壳上下部分断层体系存在巨大的变化差异,产生这种差异的原因可能与地壳的挤压增厚有关。     

Seasonal and Spatial Variability of Microparticles in Snowpits on the Tibetan Plateau, China

The work presents microparticle concentrations in snowpits from the East Rongbuk Glacier on Mt. Qomolangma (Everest) (ER) (28.02°N, 86.96°E, 6536 m a.s.l.), the Zhadang Glacier on Mt. Nyainqentanglha (NQ) (30.47°N, 90.65°E, 5800m a.s.l.), and the Guoqu Glacier on Mt. Geladaindong (GL) (33.95°N, 91.28°E, 5823m a.s.l.) over the Tibetan Plateau (TP). Variations of microparticle and major ions (e.g. Mg2+, Ca2+) concentrations in snowpits show that the values of the microparticles and ions in the non-monsoon seasons are much higher than those in the monsoon seasons. Annual flux of microparticle deposition at ER is lower than those at NQ and GL, which could be attributed to the long distance away from the possible dust source regions as well as the elevation for ER higher than the others. Compared with other remote areas, microparticle concentrations in the southern TP are much lower than those in the northern TP, but still much higher than those in Greenland and Antarctica. The seasonal and spatial microparticle variations are clearly related to the variations of atmospheric circulation according to the air mass 5-day backward trajectory analyses of HYSPLIT Model. Resultingly, the high microparticle values in snow are mainly attributed to the westerlies and the strong dust storm outbreaks on the TP, while the monsoon circulation brings great amount of precipitation from the Indian Ocean, thus reducing in the aerosol concentrations.     

青藏高原西部及邻区构造应力场反演和断层滑动趋势分析

基于Global CMT提供的1976-01-01~2015-12-31期间1 255个M_W≥3.5地震的震源机制解,利用FMSI方法对青藏高原西部及邻区（新疆西部地区）应力场进行反演,得到区域应力场特征,并分析西昆仑断裂带及阿尔金断裂带的断层滑动趋势。结果表明,青藏高原西部及邻区的最大主压应力轴σ1整体呈NNE-SSW向,自西向东顺时针旋转;最小主压应力轴σ3整体呈NWW-SEE向。最大主压应力轴σ1倾角大小约为5°~9°,说明该地区的构造应力场以水平运动为主。西昆仑断裂带及阿尔金断裂带具有较强的滑动趋势（T_s≥0.5）,说明西昆仑断裂带及阿尔金断裂带未来失稳滑动的可能性较大。     

鄂尔多斯地块周缘地区构造活动与应变积累特性研究

利用截至2016年底、约30 a的跨断层短水准流动观测资料,借助灰色关联度垂向综合指标提炼、年变速率与趋势累积率计算,分析鄂尔多斯地块周缘地区构造活动特性、水平及时空差异,以及与研究区内中强以上地震、区外大震孕育-发生或影响的关系。结果表明：1)断裂活动特性总体上与地质资料一致。2)研究区内MS5.8以上地震及区外汶川大震震前多出现异常。3)垂向断裂活动较快的是渭河盆地西部、六盘山构造区北部;较慢的是渭河盆地中部、海原断裂、六盘山构造区南部。山西断陷带、西秦岭构造区北部长期能量积累明显;六盘山构造区至渭河盆地西部两端活动、中间相对闭锁,尤其近几年。     

青藏高原东南缘碰撞造山结构与物质组成:来自岩石地球化学和地球物理的联合约束

青藏高原东南缘位于印度板块与欧亚板块侧向汇聚部位,是检验碰撞造山动力学模型的理想场所。尽可能全面收集该区已有地球物理和新生代岩浆岩数据,探讨这些资料对碰撞造山带结构和物质组成的指示。结果表明:青藏高原东南缘不同部位的壳幔结构和组成存在较大差异。兰坪—思茅地块、保山地块和腾冲地块等的中地壳(15~30 km深度)普遍发育低速层,表明富水层或者部分熔融物质的存在,为青藏高原物质向东南流动提供了可能。部分熔融产物以大型剪切带内具有高Sr、低Nd同位素特征的淡色花岗岩脉为代表。但是,扬子板块同等深度下却发育高速层,其组成很可能是峨眉山玄武岩,它的存在阻隔了碰撞带物质向东流动。扬子板块和兰坪—思茅地块下地壳底部均出现呈条带状展布的高速体。根据新生代具有高Sr、低Y的岩石显示的下地壳源区特征,结合该区地质演化历史,将上述两套呈条带状展布的高速体分别解释为新元古代铁镁质弧岩浆岩和二叠纪—三叠纪铁镁质弧岩浆岩。青藏高原东南缘地幔各向异性存在明显南、北分区特征,在26°N以北表现为SN向,在26°N以南表现为近EW向。这一差异跟俯冲的印度板片撕裂有密切关系。该撕裂在综合地球物理剖面上显示为突变的印度板片俯冲角度,在地表表现为苦橄岩、煌斑岩、埃达克岩以及淡色花岗岩等的集中出露。这一新模型明显区别于前人的岩石圈拆沉和对流减薄等作用。     

鄂尔多斯块体南缘InSAR地表形变探测分析

采用InSAR技术获取鄂尔多斯块体南缘地表形变速率场,为精细分析研究区域内不同类型的形变特征提供依据。结果表明,研究区中部存在多处形变漏斗,南部盆地内城区存在大范围沉降与隆升;岐山-马召段断裂为左旋走滑运动,口镇-关山断裂两侧存在差异运动。结合遥感影像与野外调查数据,确定研究区中部的形变漏斗为矿区开采所致,盆地内三原县发生沉降的原因主要为地下抽水,扶风县与蒲城县的地表隆升主要与地下水位回升有关。     

Monitoring glacier and supra-glacier lakes from space in Mt. Qomolangma region of the Himalayas on the Tibetan Plateau in China

Because of the large number and remoteness, satellite data, including microwave data and optical imagery, have commonly been used in alpine glaciers surveys. Using remote sensing and Geographical Information System （GIS） techniques, the paper presents the results of a multitemporal satellite glacier extent mapping and glacier changes by glacier sizes in the Mt. Qomolangma region at the northern slopes of the middle Himalayas over the Tibetan Plateau. Glaciers in this region have both retreated and advanced in the past 35 years, with retreat dominating. The glacier retreat area was 3.23 km2 （or o.75 km^2 yr^-1 during 1974 and 1976, 8.68 km^2 （or 0.36 km^2 yr^-1 during 1976 and 1992, 1.44 km^2 （or 0.12 km^2 yr^-1） during 1992-2ooo. 1.14 km^2 （or 0.22 km^2 yr^-1 during 2000-2003, and 0.52 km^2 （or 0.07 km^2 yr^-1 during 2003-2008, respectively. While supra-glacier lakes on the debris-terminus of the Rongbuk Glacier were enlarged dramatically at the same time, from 0.05 km^2 in 1974 increased to 0.71 km^2 in 2008, which was more than 13 times larger in the last 35 years. In addition, glacier changes also showed spatial differences, for example, glacier retreat rate was the fastest at glacier termini between 5400 and 5700 m a.s.l than at other elevations. The result also shows that glaciers in the middle Himalayas retreat almost at a same pace with those in the western Himalayas.     

川滇菱形块体东边界现今应变积累特征及强震危险性

基于川滇地区2013~2018年GNSS速度场结果,解算区域地表应变率场,分析川滇菱形块体东边界现今地表应变特征,反演其断层闭锁程度和滑动亏损分布,并重点分析芦山地震后该区域的深部应变积累程度。结合已有历史地震破裂及断层库仑应力结果,综合分析芦山地震后川滇菱形块体东边界不同段的强震危险性。结果表明,川滇菱形块体东边界现今呈现出明显的左旋应变积累特征,三岔口地区剪切应变积累速率最大,最大量值为3.5×10^-8/a;同时,川滇菱形块体东边界还表现出NS-NE向的拉张和近EW-NW向的挤压变形,康定-石棉段EW向挤压应变率最高,为-3×10^-8/a;安宁河-则木河断裂带EW向挤压应变率为-2×10^-8/a ~ -3×10^-8/a,而小江断裂带由北至南挤压变形逐渐减缓,东川以南转为拉张变形;断层闭锁反演结果与GNSS应变率结果具有较好的一致性,同样反映出川滇菱形块体东边界左旋剪切应变兼局部挤压或拉张的应变积累特征。综合分析认为,鲜水河断裂带道孚-八美段、康定以南的磨西至安宁河断裂带及小江断裂带的巧家-东川段、宜良-建水段具有较高的闭锁程度和左旋滑动亏损速率,是强震危险性较高的段落。     

重力异常反映的郯庐带中南段构造边界与应力场

为解决传统基于重力场数据一阶导数定义的总水平导数和解析信号振幅存在无法均衡深浅异常振幅的问题,应用重力全张量梯度数据,提出改进的倾斜导数地质体边界识别方法NTD_M。经模型验证,NTD_M在收敛性、抑噪性和边界识别精度方面均有提升。利用NTD_M将郯庐带中南段及邻区划分为14个边界较为清晰的构造单元,借助垂线偏差数据对郯庐带中南段的构造应力场和壳幔密度差进行反演。结果显示,二者在水平方向上存在显著差异,在空间上显著相关,构造应力最大差异值约为16 MPa,壳幔密度差约为0.2 g/cm³,构造应力等值线密集处与构造单元划分的边界以及地震分布情况对应较好。郯庐带中段最大主应力方向为NEE-EW,南段主应力方向以EW-NWW为主,总体呈EW向,与震源机制解、地应力测量和GPS反演结果具有较好的一致性。