利用GPS数据研究川滇块体东边界主要断裂带运动特性

利用1999～2007时段的GPS速度场,对块体刚体旋转模型、块体整体旋转与均匀应变模型及块体整体旋转与线性应变模型的速度残差及无偏性进行估计;针对川滇块体东边界主要断裂带变形的复杂性,结合3种块体变形模型,求得各断裂带的平均滑动速率,并给出了该研究区域断裂带的近场滑动速率。在确定各断裂带可能变形宽度的基础上,利用断裂带构造变形定量分析方法确定了鲜水河-安宁河-则木河-小江断裂带的相对闭锁且剪切应变积累速度较高的异常区域为安宁河断裂带。     

基于GPS观测数据的云南地区地壳形变特征研究

利用1999~2013年间多期GPS观测数据,将云南地区分为5个活动块体,研究区域现今水平运动特征、应变特征以及各块体的运动特征,反演主要活动断裂带的走滑速率。结果表明,区域水平运动具有北强南弱的特征,小江断裂带、红河断裂带对云南地区构造活动具有明显控制作用,改变了断裂带两侧的运动特征;区域应变具有明显的差异,西部以拉张应变为主,东部小江断裂带周边地区拉张和挤压应变均衡且为强应变区,滇东地区应变较小;各块体运动方向与速率存在差异,滇东块体为逆时针旋转,其余块体顺时针旋转;基于块体模型反演的主要断裂带的走滑速率与地质方法获取的走滑速率具有较好的一致性。     

利用GPS位移和主应力方向观测资料进行川滇地区边界力的联合反演研究

在简要介绍了川滇地区的构造格局和构造运动特征的基础上,讨论了不同观测数据同时用于反演的合理性和物理意义,利用1998~2000年观测的9个测点位移数据和1986年以前所测的10个主应力方向数据,将边界力和相对权比λ作为待反演参数,并考虑了主要活动断裂运动特性,进行了弹性有限元数值反演计算。计算结果表明,现今川滇地区的构造活动主要力源仍来源于印度板块与欧亚大陆的碰撞,菲律宾海板块的挤压作用也不可忽略,这一结论说明了该地区现今构造运动的继承性活动特征。     

南北地震带北段近期地壳变形特征研究

利用1999～2007期和2007～2009期GPS速度场、应变率场、断层滑动速率和GPS速度剖面等数据,识别出了南北地震带北段主要断裂带及其邻近地区的显著变形差异。结果表明,庄浪河断裂带左旋剪切变形明显增强,祁连地块北边界左旋剪切变形明显增强;2007～2009期六盘山断裂和海原断裂带挤压变形也有所增强,但量值不大。上述特征表明,庄浪河以东地区存在较高的应变积累背景。     

川滇地区近期地壳变形动态特征研究

基于1999年以来的GPS观测数据,重点分析了川滇地区近期的变形特征,计算给出了该区域主要断裂带的滑动速率,并结合GPS剖面初步识别了断裂带所处的孕震阶段。结果表明,红河断裂带始终处于弱形变区域,值得进一步关注;汶川地震后,由于研究区域应力场的调整和应变的重新分配,使得安宁河断裂带的活动变化较小,逐步趋缓,走滑分量存在明显趋缓现象,并且安宁河断裂带的闭锁深度在一定程度上有所增加;小江断裂带的走滑分量存在明显趋缓现象,显示存在强闭锁现象,小江断裂带平行于断层方向GPS速度剖面显示断裂带两侧变形平缓且变形范围较大;昭通、莲峰断裂的挤压和剪切变形积累均存在弱化现象,可能预示该区域挤压应变积累背景较高。     

利用GPS数据反演中国红河断裂带活动特性

为了研究中国红河断裂带近年的活动特性,利用块体模型对红河断裂带周围块体内1999-2014年的GPS水平速度场进行建模,反演得到块体的刚体旋转、内部应变率以及断层的滑动速率与三维闭锁程度。结果表明,考虑内部应变的块体模型可以显著提升速度场的拟合效果,反演得到的红河断裂带滑动速率与二维速度剖面的结果吻合较好。红河断裂带的闭锁程度大致呈现中段闭锁较强、南段与北段闭锁较弱的对称分布,南段、中段与北段在地表以下15 km深度范围内的断层闭锁程度分别约为0.34~0.52、0.67~0.75、0.26~0.53,右旋滑动亏损速率分别为1.7、3.0、1.4 mm/a。利用最小二乘配置方法计算了研究区域的应变场分布,发现红河断裂带从南至北由压缩转换为拉张,中段处于压缩与拉张的交界带,剪应变率低于南北两段,这可能是由于中段闭锁较强、断层错动量较小造成的。     

南北地震带北段近期地壳形变运动特征分析

利用2009~2011期和2012~2014期观测的GPS连续和流动观测数据,经过统一处理并扣除研究区域典型强震影响,获取了稳定、可靠的GPS时间序列及速度场结果。在此基础上,通过GPS速度场分析、GPS剖面分析、基线时间序列分析来获取南北地震带北段地区地壳变形运动特征。结果表明,庄浪河断裂两侧的运动差异逐渐变小,断裂带两侧的右旋减小;西秦岭北缘断裂和海原断裂维持较稳定的左旋剪切变形特征,其中,海原断裂带在2012~2014期的左旋剪切变形有所增强。     

基于SBAS时序分析方法的断裂带形变监测

以海原断裂带为研究区,开展了基于2015年3月~2016年7月的20景哨兵一号(Sentinel-1)数据和SBAS-InSAR技术的时序断裂带形变监测。结果表明,研究区形变累积量集中在-10~+5mm,海原县第一中学附近存在明显沉降漏斗,其沉降累积量达28mm;海原断裂带南北两盘相对形变速率约为6mm/a,运动性质为左旋走滑,与GPS和地质学研究结果基本一致。     

利用GPS研究新疆天山地区构造块体变形

利用GPS解算软件GAMIT/GLOBK将东天山--西天山多年观测的GPS重复测量成果进行系统处理,探讨了GPS与地球动力学的关系、现状,以及天山地区作为新生代构造演化的结果,它的区域地质构造背景,地震地质学研究和天山新生代构造变形的地球动力学问题.     

基于GPS观测的红河断裂带现今变形特征

以川滇地区1999—2007年、2009—2013年和2014—2016年三期GPS速度场为约束,利用块体整体旋转与线性应变模型(RELSM)和剖面法分析了红河断裂带现今不同时期运动特征.结果表明,红河断裂带整体运动特征是右旋走滑,北段和中段兼具拉张运动的特征,南段是挤压运动的特征.RELSM模型表明,2009—2013年红河断裂带北段走滑速率拉张速率分别增大到4.5±0.9 mm/a、5.2±0.4 mm/a,南段走滑速率增大到4.7±0.3 mm/a;2014—2016年红河断裂带北段走滑速率和拉张速率减小到0.9±0.7 mm/a、2.3±0.3 mm/a,中段和南段垂直断裂带方向的拉张速率分别增大到4.7±0.6 mm/a、-7.6±1.4 mm/a.由GPS速度场剖面可知:红河断裂带北段以稳定的滑移速率进行应变积累,断裂带变形宽度达到170 km,闭锁深度在18.4 km左右,2009—2013年红河断裂带中段右旋走滑速率增加到7.8 mm/a,变形宽度和闭锁深度都有所减小,南段拉张速率增加到-7.8 mm/a;2014—2016年红河断裂带中段和南段闭锁深度和变形宽度进一步减小.     

门源Mw5.9级地震形变InSAR观测及区域断裂带深部几何形态

利用Sentinel-1A卫星升轨、降轨合成孔径雷达影像数据,提取了2016年门源Mw5.9级地震的高精度合成孔径雷达干涉同震形变场,利用单纯形法和非负最小二乘法反演确定了地震断层几何和滑动分布,并构建了区域断裂带的深部几何形态模型。结果表明,门源Mw5.9级地震同震形变以地表抬升为主,沿升轨、降轨视线向的最大值分别为5.3 cm、7.1 cm;地震断层走向、倾角分别为133°、43°;地震滑动以逆冲为主,主要发生在地下6.14~12.28 km处,最大滑动量约0.5 m,平均滑动角为66.85°,地震矩为1.0×1018 N·m（Mw5.94）;形变观测拟合残差均方根为0.36 cm;区域断裂带的深部几何形态以花状构造为特征,整体倾向南西,门源地震发震断裂为花状构造中未出露地表的盲断层。相关成果能够为研究区域地壳运动与变形、活动断裂与地震孕育发生等提供参考。     

唐山7.8级地震三维地表形变和断层运动特征

通过系统收集整理1976年唐山7.8级地震前后区域水准和边角网观测资料,在研究发展动态平差程序的基础上,解算得到了唐山地震震前和同震三维形变定量结果与误差分布,并反演得到了断层面同震滑动分布。结果显示,震前阶段丰润-唐山-唐海-昌黎-迁安一带整体隆升,隆升高值区位于唐山附近,震中区的水平形变量不大,唐山菱形地块相对于周围地块逆时针扭转;同震阶段唐山断裂以右旋错动为主,并呈现西升东降的垂向变形特征;反演结果表明多段断层参与了唐山7.8级地震的应变释放,主震发震断层的南段破裂主要发生在深度约6~18 km、长轴约50 km范围,北段破裂主要发生在深度约7~17 km、长轴约30 km范围,滦县地震断层也发生了少量滑动;主震断层最大水平位错为7.82 m、最大垂直位错为2.04 m,等效震级为Mw 7.58。挖掘得到的唐山震前和同震三维形变场定量结果为深入研究该地震的孕育发生机制及地震影响提供了珍贵资料。