高精度GPS测量得到的中国西南地区构造块体运动模型的初步结果s

利用国家攀登计划所属的重大项目现代地壳运动和地球动力学研究课题所布设和施测的GPS网的高精度观测结果，研究了中国西南地区构造块体的运动模型．认为目前高精度GPS观测资料已可以提供有关中国大陆构造块体水平运动的可信信息．得到的运动模型的初步结果为中国大陆地壳运动的动力学机制研究提供了直接的证据，并在此基础上分析了复测区域的运动特征以及这些特征与地震活动、地震危险性的关系．认为初步的观测结果是令人鼓舞的．      

现今中国大陆地壳运动与活动块体模型

通过分析中国地壳运动观测网络GPS数据特别是1999年与2001年区域网数据,我们初步得到中国大陆地壳运动速度场,并用统计分析的方法从高密度台站速度场中区分出9个独立活动块体和2个广泛形变带,求出活动块体刚体运动欧拉极和相邻块体间相互运动速率.     

GPS监测的中国及其周边现时地壳形变

利用多个全国性的GPS监测网、中国地壳运动主要活动带的区域性GPS监测网以及亚太地区大地测量计划(APRGP)的GPS监测网自1991年以来近10年的GPS资料,通过旋转变换将不同方法得出的各个子网的速度解进行统一,给出一个自恰的、完整的ITR一7框架下的速度场综合解.为了研究中国现时地壳运动在欧亚板块内形变的特征,基于一个现时板块运动模型ITRF97VEL,给出了3类网共260多个站的形变速度场.结果表明中国地壳运动有明显的不均匀性,以南北地震带为界,西强东弱;中国西部受印度板块强烈的冲挤,地壳运动由南向北逐渐减慢,呈现南北向缩短,东西向伸展,有明显的块体特征;喜马拉雅和天山西部分别提供了约15mm/a和9-13mm/a的汇聚速率;拉萨块体有(20.2±1.2)mm/a的伸长;喀喇昆仑一嘉黎断裂的右旋走滑速率和阿尔金断裂的左旋走滑速率分别为2-3mm/a和4-6mm/a,穿过龙门山断裂带的缩短速率小于7mm/a,这些都支持地壳增厚学说;沿阿尔金断裂带到喜马拉雅存在一个NNE弥散带,它是形变速度有东和西分量的分界线,是一个有特殊意义的动力学带.中国东部以走滑为主,东北块体是中国最稳定的地区,华北块体具有较大走滑性,是东部较易变形区.     

GPS水平形变面应变率梯度与强震危险区关系探讨

全球定位系统(GPS)观测和信息处理技术的发展, 为获取高精度地壳水平运动和相关的应用研究提供了良好的基础． 应用中国地壳运动观测网络中心提供的1999—2007年GPS水平形变速率观测结果, 研究了地壳水平形变面应变率梯度与强震发生的关系, 探索了地震中长期预测对强震危险区的判识方法． 结果表明, 中国大陆2001—2011年发生的大部分M_S6.8以上强震, 地震地点均位于面应变梯度高-低值过渡区与块体边界带相交汇的部位; GPS面应变率梯度可以作为中长期强震危险区判识的一种方法, 与最大剪应变率分布相比, 缩小了强震孕育地点的判识范围． 文章最后给出了中国大陆地区未来10年或稍长时间的强震危险区.      

利用GPS观测结果对我国地壳水平形变强度的分析

介绍利用中国地壳运动观测网络区域网(包括基本网与基准网)1999年与2001年2期GPS观测所获得的中国大陆地壳水平位移速率结果, 研究块体的划分、 块体位移与块体变形, 提出了用位移(速率)离散度分析块体或局部水平变形强度的方法, 分析了中国大陆现今地壳运动的基本特征及2001年11月14日昆仑山口西8.1级大地震前的地壳水平运动。     

中国大陆构造块体的现今活动和变形

在重新对 1998年和 2 0 0 0年的中国地壳运动观测网络基准站和基本站的 2期观测资料进行预处理的基础上 ,得到了ITRF97坐标框架下 ,参考时刻分别为 1998年 9月 5日和 2 0 0 0年 6月 8日 ,分布在全国各主要构造块体上的 79个GPS站的坐标和协方差矩阵。分别以中国岩石圈动力学地图集 (马杏垣 ,1989)中的中国大陆主要构造单元 (称之为亚板块 )和张培震等 ( 2 0 0 2 )给出的中国主要活动块体为格架 ,用笔者提出的 1种推广了的QUAD方法对中国大陆的 2 0个主要构造块体逐个进行判别检验。那些现今无明显相对运动的相邻块体则被归并起来 ,从而确定了活动块体和它们的边界。采用刚体运动 +块体均匀应变 +局部变形的模型作为描述中国大陆构造块体的现今活动和变形的模型。求出了有明显相对运动块体的欧拉运动矢量和块体的整体均匀变形参数、各块体内部的不均匀局部变形以及活动边界的活动方式和强度。在此基础上 ,除了一般地指出中国大陆地壳运动西强东弱的特征之外 ,还对西部主要活动块体和边界活动强弱给出了定量比较结果 ,从而为强震危险区的判别提供了形变背景依据     

基于GPS资料反演中国大陆主要断裂现今活动速率

断层活动速率分布提供了中国大陆地壳运动变形的图像.它不仅是解释中国大陆岩石圈变形动力学原因的关键,还是评估未来地震危险性的关键参数之一.本文根据中国大陆活动构造和地震活动分布建立了三维弹性块体模型,并利用最新的GPS资料计算了作为一个整体的断层系统中自洽的断层活动速率.计算结果显示,中国大陆内部绝大多数断裂带的活动速率小于20 mm/a,并不存在类似于板块边界的快速运动.另外,中国大陆断裂带的活动存在东西差异,东部断裂带的活动速率大多低于1.0 mm/a,而西部断裂带的活动速率最高达到18 mm/a.本文给出的断层长期活动速率结果为中国大陆现今运动变形的动力学研究提供了新的约束.     

中国大陆现今地壳水平运动

在重新仔细处理了1994和1996年中国大陆地壳运动监测网两次GPS测量资料的基础上,采用较为完善的块体相对运动和块体内变形叠加的变形模型和相应的分析方法,研究了中国大陆现今地壳运动的运动学特征,并定量计算和比较了主要活动构造块体边界带的活动性质和强度,得到了一些新的认识．      

由GPS观测结果推断中国大陆活动构造边界

利用“中国地壳运动观测网络”基本网1998年和2000年两期观测数据,得到分布在全国各构造块体上的79个GPS观测站速度场，对中国大陆主要活动构造块体间的相对运动显著性进行了分析和检验. 分析结果表明，西部活动构造块体的边界有较明显的相对运动，而东部运动不明显. 根据分析得到的活动边界，将中国大陆归并为11个活动块体，逐一计算了这些块体边界的活动量大小，确定了它们最新活动的方式.     

用GPS 资料分析渭河盆地及邻近地区地壳运动特征

利用中国地壳运动观测网络工程1999 ~ 2002 年渭河盆地及邻近地区GPS 观测资料, 以及陕西省地震局2001 ~ 2002 年的GPS 观测资料, 研究了渭河盆地及邻近地区地壳运动速度场。结果表明, 渭河盆地及邻区的运动速率有明显的WE 向条带状变化特征, 鄂尔多斯块体南缘呈整体不连续性逆时针旋转运动, 相对鄂尔多斯块体内部的榆林测点, 平均速率约为5.7mm/ a;渭河盆地中部的彬县— 西安— 蓝田一线两侧存在一个左旋剪切带( 东侧) 和右旋剪切带, 左旋剪切带的北部区域与铜川— 泾阳— 临潼— 渭南小震频发区恰好对应;鄂尔多斯块体东南缘临汾盆地东侧, GPS 观测点资料表现出应力集中的迹象, 该区与临汾-韩城地震带也有较好的对应关系。     

中国大陆活动地块变形与地震活动的关系

本文在中国大陆及邻区活动地块研究的基础上，利用球面上的非连续变形分析方法(DDA)和近10年来的GPS测量结果，对整个中国大陆及其周边地区各活动地块的运动和变形状况进行了初步研究。研究结果表明，虽然中国大陆东西部各活动地块的运动速率和应变率相差较大，但位于同一个地块区的各个活动地块之间的运动和变形具有一定的协调性。文中还计算了活动地块边界带之间的相对运动，讨论了现今地壳运动和强震活动的关系。发现1988年以来，中国陆区的7级以上地震都发生在GPS测量所给出最大剪切应变率差异大的活动地块的边界带和现今滑动速率大的活动地块的边界断裂上。     

鄂尔多斯块体东南缘现今的变形特征与构造模式探讨

鄂尔多斯块体东南缘是中国大陆西部碰撞挤压到东部伸展拉张动力学转换的关键地区,其新构造运动以强烈的差异升降运动为主,在该区开展空间高分辨率的地壳垂直运动观测尤为重要.文中基于Radarsat-2宽模式影像,采用干涉图堆叠(Stacking)技术获得了研究区的空间高分辨LOS向平均形变速率场,并与研究区域内长期观测的GPS...     

川滇地区地壳块体运动特征研究

通过对川滇地区块体细划,借助均匀弹性块体应变模型,利用1999~2007年和2009~2011年两个时段GPS观测地壳水平运动场,计算了这两个时间段该区块体应变状态、块体内部均匀弹性变形场及相邻块体边界带的相对运动。考虑汶川地震、玉树地震对该区域的地壳运动的影响,分析计算结果认为:(1)计算结果较好地反映了该区域构造运动特征;(2)川滇地区块体东边界运动主要以走滑为主,安宁河断裂和则木河断裂的交汇部位表现为明显的左旋走滑运动受阻,且其两侧块体应变率积累显著,是未来可能的强震孕育区;(3)2009~2011年与2007~2009年相比,整个区域块体边界运动空间差异增强,可能反映了汶川、玉树地震对该区域地壳运动的影响。     

1999～2001年中国大陆地壳水平运动

介绍利用中国地壳运动观测网络区域网 (包括基本网与基准网 ) 1 999年与 2 0 0 1年两期GPS观测所获得的中国大陆地壳水平运动信息 .本文的主要特点是 :以位于东部的一组稳定点为基准 ,得到 1 999～ 2 0 0 1年区域网各观测站水平位移速率 .根据由此获得的我国大陆目前最为详细的地壳水平运动图象 ,研究了块体的划分、块体位移与块体变形 ,提出了分析块体水平变形强度的方法 ,分析了中国大陆现今地壳运动的基本特征及 2 0 0 1年 1 1月 1 4日昆仑山口西M8.1大地震前的地壳水平运动 .     

现今中国大陆地壳运动与活动块体模型

通过分析中国地壳运动观测网络GPS数据特别是1999年与2001年区域网数据, 我们初步得到了中国大陆地壳运动速度场, 并用统计分析的方法从高密度台站速度场中区分出9个独立活动块体和2个广泛形变带, 求出活动块体刚体运动欧拉极和相邻块体间相互运动速率. 结果显示中国大陆形变场似可分为3类区域 第1类区包括青藏高原内部区域和天山造山带, 形变在全区域内广泛分布; 第3类区包括塔里木盆地及南北带以东地区, 形变场表现为活动块体, 内部稳定, 形变局限在狭窄的边界带内; 第2类区则处在青藏高原的边缘带, 如柴达木、祁连、西宁、川滇菱形南块体等, 这类区形变场特征处在第1, 3类区之间, 虽然还能保持一定的块体完整性, 但块体的尺度和强度已不如第3类地区. 通过分析各类区域岩石圈结构以及形变模式我们可以得出初步推断 中国大陆地壳形变模式主要由地壳结构所控制. 中国大陆东部和塔里木盆地地区地壳介质有相当强度, 形变表现为刚性块体的相互运动. 而印度板块的北向挤压造成青藏高原和天山的隆起并产生巨厚地壳, 壳内温度上升, 下地壳低速高导层发育, 介质呈较强黏塑性, 地壳脆性层在下地壳塑性流变场作用下产生各种类型的、多层次的形变, 且分布广泛而不局限于少量块体边界地区. 青藏高原边缘的第2类地区地壳结构为第1, 3类地区之间的过渡区, 其形变特征也介于第1, 3类地区之间, 为强度较低的较小活动块体在边界作用力下的运动与变形.     

中国大陆现今地壳水平运动基本特征

介绍利用中国地壳运动观测网络基本网、基准网1998年和2000年GPS观测结果所获得的中国大陆地壳水平运动信息．简要介绍这两次GPS观测概况，以及用GAMIT / GLOBK软件对所获得GPS观测数据的处理及精度分析．基准网与基本网各年观测结果得到的网内点位精度、水平分量精度平均为2mm左右，高程分量精度平均为5mm 左右，由两期观测得到的水平位移分量的精度平均为3mm 左右． 得到的1998年9月初至2000年6月中旬基本网、基准网中的地壳运动，包括以位于东部的一组稳定点为基准的各观测站位移、网内各部分的应变及部分地区的旋转量．根据所获得的我国大陆较为完整而详细的地壳水平运动图象，分析了中国大陆现今地壳运动的主要特征．在所述观测期间，我国东部地区变形较小，相对较为稳定．相对位于东部的稳定点组，东北块体向北运动，位移量约10mm；华南块体向东南运动，位移量约9mm．相对东部地区，西北部新疆地区以北西向运动为主，位移量约26mm；西南西藏地区以向北运动为主，位移量约32mm；西藏东部与云南地区形成非常明显的顺时针旋转构造运动，旋转中心位于26.5N，95.5E，旋转量为0.0045，旋转位移平均为12mm 左右．我国中部南北地震带是一强烈而复杂的变形带．GPS测量结果表明，印度板块向北挤压是影响我国地壳运动的主要因素．      

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。     

中国大陆地壳现今运动的GPS测量结果与初步分析

利用中国大陆及周边地区1991－2000年间一系列全球定位系统（GPS）观测资料，计算了340个GPS站点的位移速率，得到了统一的中国大陆现今地壳运动速率场。这些站主要集中于青藏高原及其周缘的喜马拉雅、、川滇、河西走廊、阿尔金、天山，以及华北、福建东南沿海等主要构造活动区。固定测站速率精度优于1mm/a，流动测站速率精度优于3mm/a。根据GPS结果对中国大陆现今地壳运动的状况进行了分析。     

GPS初步揭示的渭河盆地及边邻地区地壳水平运动特征h

利用中国地壳运动观测网络工程1999~2002年渭河盆地及邻近地区GPS观测资料，以及陕西省地震局2001~2002年的GPS观测资料，研究了渭河盆地及周邻地区地壳运动速度场. 结果表明, 渭河盆地及邻区的运动速率有明显的北东向条带状变化特征，鄂尔多斯块体南缘呈整体不连续性逆时针旋转运动，相对鄂尔多斯块体内部的榆林测点，平均速率约为5.7 mm/a；渭河盆地中部的彬县——西安——蓝田一线，两侧存在一个显著的左旋剪切带，其北部区域与铜川——泾阳——临潼——渭南小震频发区有较好的对应关系.      

中国大陆莫霍界面深度图

过去十年在中国大陆上已进行了数万公里的深地震测深(DSS)剖面工作，取得了许多地壳构造的结果．我们根据这些材料，绘制了中国大陆莫霍界面深度图．在缺少DSS资料的地区，我们采用了天然地震面波及其它资料． 根据莫霍界面深度图，中国大陆可以分为8个地壳块体，块体内部的莫霍深度变化不大，不同块体之间，莫霍深度有很大变化． 本文对影响中国大陆不同地壳块体的莫霍界面深度的某些因素，进行了初步探讨，它对研究地壳演化的过程有重要意义．