湖北省现代地壳垂直形变图编制与解释

为编制湖北省地壳垂直形变图,收集了自1927年至1986年施测的一万多公里的水准测量资料,并从中筛选出可信度高、复测间隔年限长的七千余公里Ⅰ、Ⅱ等水准测量成果,经正高与重力等项改正后,参加全国水准网伪逆整体平差,求得湖北境内各水准点的垂直运动年速率,据此绘制速度等值线图。该图基本上反映出省区地壳东降西升的继承性新构造运动;黄陵背斜相对于江汉与秭归盆地继续呈上升趋势;等值线走向与断层走向大致相吻合。该图为判别地壳稳定性和断层活动规律提供了重要参考资料。     

六盘山及其邻区现今大地垂直形变与构造活动研究

以六盘山及其邻近地区1970年以来的水准网监测及跨断裂水准测量资料为主,结合GPS水平运动、区域构造和历史强震活动,研究该区域现今大地垂直形变与地壳构造活动特征。分析认为：1）六盘山及其邻区较长时间尺度垂直形变速度场显示的六盘山、西秦岭以及贺兰山等山地相对上升、盆地相对下降的山、盆垂直构造活动差异,体现了该区域现代地壳垂直运动所呈现的继承性趋势特征;2）区域水准垂直形变与GPS水平运动变形综合反映,六盘山、西秦岭等山区现今地壳挤压缩短强烈地带,垂直隆升也相对显著,2者具有一定的共生性特征;3）GPS水平运动速度场在六盘山断裂两侧西强、东弱差异所反映的区域水平运动受阻状态,与六盘山断裂两侧垂直差异活动状况相配合,在一定程度上反映了六盘山构造带应变积累程度较高。这些结果对于该区域未来强震活动研究具有参考价值。     

祁连山与河西走廊近期垂直形变特征

本文用广义逆速率模型及拟稳速率模型处理了祁连山与河西走廊地区近20年来的水准测量资料。研究结果表明:该地区70年代垂直形变曾出现逆继承性;80年代恢复了祁连山上升,走廊盆地沉降的继承性运动,并有强化趋势。     

山东省地壳垂直形变特征与深大断裂带的活动性

本文利用1971—1986年山东全省多期复测水准及部分测距成果讨论了本省的地壳形变特征。结果表明:以沂沭带为界,鲁东块体显示整体抬升,而鲁西块体虽以上升为主,但内部明显存在着形变差异运动。期间地壳垂直形变速率不高,一般不超过±3mm/年。近期构造运动显示继承性特点,地壳上升和下降的分界线与断裂相吻合。沂沭断裂带形变北强南弱。沿该带北西向益都、苍山-尼山断裂两侧形变差异较大,活动相对强烈,故对这两条断裂及其与沂沭带交汇处应加强监测。     

长江三角洲及邻近地区垂直形变特征

本文根据苏、浙、沪近期水准复测资料,编制了长江三角洲及邻近地区垂直形变图。结合有关资料分析研究了该区垂直形变与地质构造关系。认为现代地壳垂直形变继承性升降明显,垂直形变与主要断裂活动有一定关系,与第四系沉积厚度和工业抽用地下水过量关系密切。     

关中地区地壳形变综合分析与研究

利用关中地区1971~1996年垂直水准资料、1993~2005年流动重力测量资料和1999~2004年GPS观测资料,研究了关中地区地壳形变场的时空变化特征。结果表明:1)研究区地壳形变场变化与活动断裂构造密切相关,临潼-长安断裂是近期非常活跃的断裂;2)地壳形变总体表现为渭河断陷盆地沉降、重力增加,秦岭山区隆起、重力减少;3)垂直形变、水平运动和重力场变化有较好的一致性,显示出该地区现今构造活动的继承性及东、西部地壳运动存在一定的差异;4)西安地区由于过量开采地下水,引起地层压密效应,造成地面急剧下沉与重力值急剧增加。     

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。     

长江三峡库区地震地形变监测研究

三峡地壳形变监测网络结合空间大地测量(GPS、InSAR)和传统大地测量的优点，在1998年以来的三峡工程建设期间和2003年水库首次蓄水中获取了大量监测成果。结果显示库区地壳运动的基本图像：垂直形变较为显著，主要来自因蓄水荷载而产生的形变，水平形变不明显．库区主要断层的活动性在蓄水期间有明显加强迹象。水准测量反映从1998年首期观测至2003年10月首次蓄水后的库区垂直位移．沉降范围较大；GPS给出了2003年蓄水前后库区的垂直位移，形变的范围主要集中在水库近岸区域。水准测量与GPS观测反应的垂直位移的量级基本一致，沉降的最大幅度在3～4cm左右。水准监测、GPS观测与重力监测结果有一定的对应性。从地壳形变监测与研究结果分析，近期负荷改变而诱发中强地震的可能性不大。     

四川西部现今地壳形变与地震

采用分段线性速率动态平差法处理了川西地区７０年代以来的多期区域垂直形变资料。在此基础上,通过垂直形变场的信息分离与动态特征研究,定性、定量相结合分析了川西地区地壳运动现状及未来地震危险区。结果表明：川西地区现今地壳形变场出现转折,呈逆继承性运动,同时运动强度有所减弱。     

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。     

用速率面拟合法研究华北部份地区的现今地壳垂直运动

本文从空间——时间域模拟地壳垂直运动的观点介绍了研究地壳垂直运动的速率面拟合法。并用它研究了华北部份地区的现今地壳垂直运动。文中还将这一方法与仅从时间域来模拟地壳垂直运动的习惯做法作了简单的比较。     

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。     

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。     

北祁连-河西地区垂直形变场演化与地震活动关系研究

基于 1972～ 2 0 0 0年北祁连 -河西地区的垂直形变观测资料 ,分析研究了该区垂直形变场的演化及其与地震的关系 ,得到如下结论 :1本区构造运动近 30年来的演化过程为逆继承性运动 -继承性运动增强 -持续继承性运动 -逆继承性运动 -继承性运动这样一个“旋回”过程 ,继承性运动是构造运动的总趋势 ;2垂直形变场演化与地震活动强弱存在一定的相关性 ,但地震活动强弱明显“滞后”于地壳运动 ;31995～ 2 0 0 0年构造运动恢复继承性运动 ,且山区与盆地的差异性运动较 1989～ 1995年有所增强 ,表明本区构造应力场有强化趋势 ,未来几年祁连构造带中东段有发生中强地震的可能。     

汶川Ms8.0地震前后青藏块体东北缘的垂直形变

利用区域水准、跨断裂水准资料,分析了2008年汶川8.0级地震前后青藏块体东北缘地壳垂直形变。结果表明：震前近10年,垂直形变具有明显的区域性和差异化特征。其中,祁连 河西地区垂直形变主要反映祁连山下沉、河西走廊相对抬升的逆继承性运动;西吉、海原、固原地区构造运动相对平稳;兰州、天水、漳县 武都以西的岷山隆起抬升速率明显增大并伴有形变高梯度带。这主要反映了震前青藏高原北向推挤作用相对减弱,东向挤压作用明显增强;震后,2008年8—10月的观测显示,垂直形变出现反向大幅变化;2006—2008年岷山隆起区相对临夏呈现逆继承性的快速下沉,反映由于地震的发生,导致青藏高原东向挤压运动减弱;2010年的监测表明,垂直形变幅度减小,2008—2010年合作相对临夏仍呈现反向下沉,但差异运动明显减弱,显示当前包括岷山隆起在内的区域构造活动已基本趋于稳定。     

通量均衡意义下中国大陆现今地壳垂直运动及梯度分布与构造活动的关系

本文在应绍奋等研究成果的基础上,利用作者所提出的方法重新处理了覆盖中国大陆(不包括海南省、台湾省等岛屿)900余万平方公里的垂直形变资料,给出了在通量均衡基准下中国大陆现今地壳垂直运动及其梯度的空间分布以及几大地块的平均速率和通量。由此得出以下认识:(1)现今地壳垂直运动与大陆所处的力场有较好的对应性。(2)现今地壳垂直运动具有明显的南升北降大趋势;以西部最为典型和强烈。(3)现今地壳垂直运动高梯度值带与地震带的分布有较好的吻合性。(4)现今地壳垂直运动的分群性与大陆各大地块的划分有较好的匹配性。     

调和分析法应用于编制地壳垂直运动速率面等值线图的可靠性讨论

对有关文献提出的“地壳垂直运动调和分析”模型的建立过程作了全面分析 ,指出 :该模型建立过程中所做的一些处理是不合理的 ,由此建立的模型不是地壳垂直运动规律的客观反映 ,因而尚不足以成为编制地壳垂直运动速率面等值线图的可靠手段。     

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。     

川西地区近期大地垂直形变场演化与地壳运动特征

本文利用四川西部地区近二十年来的水准资料,分析了该区近期大地垂直形变场演化状况。指出了川西地区自八十年代后期以来继承性构造运动增强,断裂控制区域升、降差异运动加剧的地壳运动特征;同时,鲜水河断裂带之乾宁-康定一带已形成闭锁区。     

渤海西、南岸的海面变化及邻近地区的现代地壳垂直运动

本文利用近几十年的精密水准复测资料和渤海西、南岸的几个验潮站资料,研究了渤海西、南岸及其邻近地区的近代地壳垂直运动和渤海海平面变化趋势,结合本区的构造格架及水系、古海面的分析,认为本区现今的地壳垂直运动仍具有明显的继承性特征;在统一基准下,渤海西、南岸的海面近几十年来基本没有变化,各岸段的海面升降存在差异,但受海面上升的直接威胁不大;渤海沿岸因开采油、气、水造成的广大沉降区,即使在正常海面波动情况下也极易受到损害,并造成环境的恶化,应及早采取相应的对策。