应用GPS观测研究青藏高原东北缘应力场变化

采用各向同性弹性地球模型推导了地面位移场速率与地壳内任意点应力场变化的边界积分关系，同时利用青藏高原东北缘1999～2001年观测的GPS资料对观测区地壳深度为5h和25h的主应力和最大剪应力进行了计算分析。结果表明，青藏高原东北缘的主应力变化主要集中在祁连山断裂、海原断裂等，在1920～1954年间历史上发生过多次震级为7．0～8．5级强震的断裂附近，并具有主应力变化沿断层走向分布、最大剪应力沿断层走向交替变化等特征。     

应用GPS观测青藏高原东北缘应力场变化

采用各向同性弹性地球模型推导了地面位移场速率与地壳内任意点应力场变化的边界积分关系,同时利用青藏高原东北缘1999～2001年观测的GPS资料对观测区地壳深度为5 km和25 km的主应力和最大剪应力进行了计算分析.结果表明,青藏高原东北缘的主应力变化主要集中在祁连山断裂、海原断裂等,在1920～1954年间历史上发生过多次震级为7.0～8.5级强震的断裂附近,并具有主应力变化沿断层走向分布、最大剪应力沿断层走向交替变化等特征.     

汾渭断陷带均衡重力异常研究

本文研究了汾渭断陷带均衡重力异常分布特征与地壳表、浅层结构，新构造运动和现代构造运动，以及均衡重力异常与地震活动性之间的关系。结果表明：局部均衡重力异常分布特征与出露地表的岩石密度和地质构造特征存在明显对应关系，区域均衡重力异常特征反映了本区新构造运动和现代构造运动不是朝着地壳趋于均衡方向发展，而具有反均衡力的特征；不同方向异常带交汇的地方，现今构造运动最强烈，是强震多发区。     

用GPS资料研究华北地区形变场和构造应力场

利用华北地区地质构造、第四纪以来的活动断层、地形、地壳厚度、地壳及上地幔地震波速度结构等资料,构建了三维有限元框架模型,利用最新GPS观测结果作为边界约束条件,模拟计算了华北地区的形变场及构造应力场。结果表明,模型预测地表速度场和GPS观测结果比较一致。模拟结果中,大型NNE向断层如汾渭地堑断裂系呈右旋运动,NWW向断层如张家口渤海断裂带呈左旋运动,与野外地质考察结果一致。在地表以下10～20km处,模型预测应力场的主压应力方向为NNE、EW向,主张应力大约为主压应力2～8倍。模型中最大剪切应力场在山西、华北平原中部和东部沿海分别出现3条NNE向高梯度带,此梯度带与研究区域的主要地震活动带相对应。     

红河断裂的GPS监测与现代构造应力场

中德合作于１９８８年和１９９１年两次用ＧＰＳ监测滇西地震预报实验场场区现代构造运动及红河断裂的地壳形变,两期观测的数据处理结果表明,滇西ＧＰＳ观测基线相对定位精度接近１０－７。利用两期观测资料得到的基线变化,并结合构造应力场应变模型,估算得到场区近期构造应力场的应力特性参数,结果表明：该地区应力状态以挤压为主,兼有拉张及右旋剪切,其主压应力方位为Ｎ１７°±１２°Ｅ;由于印度板块在场区西侧的侧向挤压作用,场区内北东向压应力占优势。     

用GPS资料分析陇县-宝鸡断裂带构造应力场特征

借助GPS数据作为边界条件,运用有限元对陇县-宝鸡断裂带及其邻区进行位移场与应力场数值模拟,分析该地区现今地壳活动与构造应力场的分布特征.结果 表明:1)陇县-宝鸡断裂带与岐山-马昭断裂南端渭河盆地的张应力较弱;2)鄂尔多斯地块西南缘与陇县-宝鸡断裂带接壤的SE向条带的节点应力性质、方向与陇县-宝鸡断裂带一致,显示出平...     

渭河盆地构造应力场演变及盆地形成机制分析

本文依据地质资料、水系统计资料、震源机制解、地震等烈度线及断层位移测量、地应力测量结果等,研究了渭河盆地构造应力场演变,讨论了盆地形成机制。在此基础上,结合盆地新生代沉积特征,对其发展演化阶段进行了初步划分。     

利用GPS观测结果研究华北地区现今构造应力场

根据１９９２年和１９９５年两期ＧＰＳ测量结果所获得的位移场和应变场,结合丰富的地质资料,利用有限元方法对华北地区现今构造应力场进行了数值模拟。计算结果表明：华北地区现今构造应力场主压应力方向为ＮＥＥ,其边界力除受ＮＥ５５°～ＳＷ２３５°方向的压应力作用外,同时还受到ＳＥ１２０°～ＮＷ３００°方向的拉张力作用,其中ＮＥ－ＳＷ的压应力量值较大,约为ＳＥ－ＮＷ向拉应力的两倍,这个结果与震源机制解所获得的应力场方向基本一致。这一应力场状态是两种动力学过程的叠加：一是印度板块和太平洋板块的挤压,其中来自印度板块的作用力最大,约为太平洋板块作用力的１．５倍;另一个是因地幔隆起而产生的ＮＷ－ＳＥ向的水平拉张力。     

西秦岭北缘漳县含盐红层盆地构造分析及古构造应力场反演

对漳县含盐红层盆地的构造节理、褶皱等构造形迹进行野外观察、测量、分期配套,应用吴氏网赤平投影法来反演古构造应力场。分析表明,漳县红层盆地白垩系沉积地层形成后至少经历了4期构造活动：第一期构造应力场的最大主压应力方向为NW-SE向,第二期构造应力场的最大主压应力方向为NE-SW向,第三期构造应力场的最大主压应力方向近E-W向,第四期构造应力场的最大主压应力方向近S-N向,4期构造应力场中间主压力轴（δ2)多近于直立。反演结果显示,该区域自白垩系沉积后区域构造特征以走滑作用为主。     

三峡重庆地区形变场及构造应力场研究

首次利用三峡重庆地区GPS、钻孔应变及数字地震资料,综合研究该地区水平形变场及构造应力场。结果表明,各站点相对丰都龙河站运动速率在0～3 mm/a,呈现一定的右旋特征;整个区域表现为压性特征,区域主压应变方向为NW向及NE向;最大剪应变等值线在渝西南、渝东北及与渝东南分别出现高梯度带,与主要地震活动区域相对应。     

用GPS资料揭示现今中国大陆构造运动

利用GIPSY软件计算分析了1999年、2001年以及2004年中国地壳运动观测网络1000多个台站的GPS数据（包括区域网、基本网和基准网数据）。得到了中国大陆地壳运动速度场（其中绝大多数测站速度分量的估值精度优于2mm／a，基准站精度较高。优于1．5mm／a）。同时结合蒙古、缅甸、印度、尼泊尔和喜马拉雅等周边地区多年的GPS观测资料。采用连续介质假设条件下的数值模拟方法，得到了中国大陆的整体水平位移速度，模拟结果还显示出中国大陆构造运动的分区特征，揭示了现阶段青藏高原向东挤出运动及其内部变形在调节印度-欧亚板块汇聚中发挥的主导作用。     

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用双三次样条函数和GPS资料反演现今中国大陆构造形变场

将中国大陆现今构造变动视为一种连续的地壳变形,利用双三次样条函数模拟了近期GPS测定的大陆内部及周边地区412个测站速率,反演大陆地区自洽的构造变动速度场和应变率场.模拟结果显示:印度板块与欧亚板块的碰撞、挤压是构成中国大陆内部岩石层水平形变的主要驱动力.印度板块在东喜马拉雅构造结深深插入青藏高原,造成地壳大规模的缩短和抬升.青藏高原东南部的喜马拉雅带、拉萨和羌塘地块以及青藏高原东南边的川滇地区,内部构造活动强烈,其内部的构造变形包含地壳碎片的冲断、褶皱和侧向逃逸.大陆地壳(或岩石圈)的增厚,尤其是喜马拉雅山脉南北向的快速缩短和青藏高原东西向的缓慢拉张,大约吸收了印欧板块会聚量的85%,西藏中东地区东西向的拉张速率达到了(16±2.0)mm/a,且顺时针方向扭转明显.印度板块相对欧亚板块运动的欧拉极为(29.7°N, 19.3°E, 0.392°/Ma);华南地块相对于欧亚大陆向东(102°±7.4°)南的运动速率是(11±1.54)mm/a,华南块体相对欧亚板块运动的欧拉极为(62.25°N, 126.56°E, 0.141°/Ma);塔里木地块相对较稳定,其西部运动速度高于东部运动速度,作顺时针方向旋转.总体上讲,中国大陆运动方向为北偏东呈辐射状,从西部近南北方向的运动转向东部地区东南方向的运动,绕东喜马拉雅构造结有一顺时针方向的旋转.横穿喜马拉雅构造带及青藏内部的南北向压缩速率为(19±2.0)mm/a,横穿西天山构造带的南北向压缩平均速率为(13±1.5)mm/a,横穿东天山构造带的南北向压缩平均速率为(6.0±1.4)mm/a.阿尔金断裂带的左旋走滑速率为(6±1.2)mm/a.     

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GPS测站所处构造位置的统计检验

运用方差分析理论,基于有约束和无约束平差所得到的方差的统计特征,给出了一种根据复测结果判别一组测站是否位于同一构造块体上的假设检验方法。该方法实质上是通过方差比,检验某组测站位于同一构造块体的约束是否正确,从而达到判别的目的。这一方法已实际应用于华北地区ＧＰＳ复测资料的分析［７］,取得了较好的效果。     

利用GPS资料反演祁连山断层的三维滑动速率

以位错理论模型为基础,导出了利用GPS观测的水平位移场速率数据反演断层的走滑、倾滑和张开三维运动速率分布的最佳估计反演计算公式,并利用青藏高原东北缘1999~2001年间GPS观测的位移场速率对祁连山断裂的三维运动速率分布进行了反演计算研究。结果表明,祁连山断裂活动速率在断层倾滑方向上明显大于走滑方向和张开方向,而且具有空间分布的不均匀性特征。