张家口-渤海断裂带分段运动变形特征分析

We have collected GPS data in the period of 1999-2007 from the Crustal Motion Observation Network of China along the Zhangjiakou-Bohai fault and its adjacent regions to study the characteristics of present-day crustal horizontal motion velocities in the research zone.Strain rate components are computed in the spheric coordinate system by the least square collocation method.According to the spatial distribution of the principal strain rate,dilation rate and maximum shear strain rate derived from GPS measurements,this paper analyses the deformation of the subordinary faults of the Zhangjiakou-Bohai fault.The principal compression strain rates are apparently greater than the principal extension strain rates.The larger shear strain rate is mainly in and around the Xianghe,Wenan and Tangshan areas in Hebei Province.According to the profiles across different segments of the Zhangjiakou-Bohai fault,the three segments glong the Zhangjiakou-Bohai fault show an obviously left-lateal strike-slip and compression characteristics.By analysis of the motion characteristics of the blocks,e.g.the Yanshan block,North China Plain block,Ordos block,and Ludong-Huanghai block in and around the North China region,this paper speculates that the dynamics of the motion styles of Zhangjiakou-Bohai fault may directly come from the relative movement between the Yanshan block and the North China plain block,and the ultimate dynamics may be the results of the collison between Indian plate and Eurasian plate,and the persistent northeastward extrusion of the Indian plate.     

张家口—渤海断裂带分段活动性研究

利用GPS资料,用地壳运动强度和大空间尺度变形分析了张家口—渤海断裂带的活动性。 结果表明,燕山地块与华北平原的地壳运动强度以张—渤带为明显的分界线,张-渤带以左旋走滑为主。 通过最小二乘配置对GPS资料进行了空间去噪声处理,并建立球面位错模型,反演了张—渤带的11条断层,结果表明: NW向断层以左旋走滑为主; NE向断层中,活动性最强的是以倾滑为主的沧东断裂。 2001—2004年时段与1999—2001年时段相比,张—渤带中西段、西段断层的走滑量略有减小,而其中东段、东段的走滑量有较大程度增大。 这种现象可能与该区域构造应力场有关。     

张家口—渤海断裂带西缘壳幔过渡带研究

利用复杂性系数、频谱分析和小波变换方法处理了穿过张家口—渤海断裂带西缘的地震测深剖面的Pm波形资料,研究不同构造单元壳幔过渡带的多参数特征以及它们在岩石圈构造演化中的意义. 结果表明: 不同构造单元Pm波的复杂性系数和频谱特征有较大差异,内蒙地轴复杂性系数小,莫霍面具有明显的一级间断面特征,怀安—张北位于张家口—渤海断裂带的西缘,该区域Pm波复杂性系数大并且频谱为多极值,Moho面为复杂的壳幔过渡带. 利用小波分析和反射率理论地震图得到该壳幔过渡带由2～3层组成,总厚度约为6～9km,最大厚度位于怀安盆地下方. 该壳幔过渡带是大陆裂谷环境中底侵作用的产物,壳幔过渡带的分层特征与该区域中新生代的多期岩浆活动有密切联系.     

基于GPS观测的张家口-渤海断裂带活动性

文中基于1999年、2007年、2009年、2011年、2013年以及2015年6期GPS区域站观测资料,计算得到了5个相邻时段中张家口-渤海断裂带的水平形变速率和应变率,据此研究了该断裂带的活动性演化特征。结果表明,在5个时段中,张家口-渤海断裂带的总体形变速率平均为1. 74mm/a,左旋走滑速率平均为1. 59mm/a,压缩速率平均为-0. 59mm/a。张家口-渤海断裂带各时段的左旋走滑速率均大于压缩速率,说明其活动性以左旋走滑活动为主,兼有压缩运动。在5个时段中最小主应变率均小于0,为压性,最大主应变率>0,为张性。张家口-渤海断裂带的主压应力方向均为NEE-SWW向,主张应力方向NNW-SSE向;正应变率均为负数,为压性;断裂带的剪应变率值相对于正应变率较大,表明剪应力较强,各时段均以左旋剪切应力作用为主。张家口-渤海断裂带的构造活动具有继承性,在日本3·11大地震后,其构造活动性呈现逐步减小的趋势。     

渤海盆地的现今扩张运动

关于渤海盆地的扩张,前人已有很多研究成果.但是,对渤海盆地现今扩张的主方向,扩张的速率和笵围迄今还不清楚,本文试图探讨之.根据中国地壳运动观测网络GPS网1998~2004年的观测结果,建立了渤海盆地周围地区相对于欧亚板块的速度场.将该区划分为8个块体,建立了各块体的速度模型,得到该区的水平形变速度场和应变场.分析形变速度场和应变场的空间变化,发现渤海及周围地区呈现明显的NW-SE方向的双向扩张运动,扩张速率为2.5±1.8 mm/a.NW-SE与NE-SW方向扩张范围分别为310 km与 410 km.渤海盆地扩张的范围与华北地壳最薄的区域基本一致,这表明上地壳的扩张变形与上地幔的隆升密切相关,岩石圈减薄和岩浆上涌使上地壳发生拉张变形,使渤海地区发育成一个拉张盆地.     

基于InSAR的海原—老虎山—毛毛山断裂带现今地壳形变特征

本文利用107景L波段2007年至2011年的ALOS/PALSAR卫星影像, 采用干涉图堆叠技术, 基于GAMMA软件, 利用影像数据公共区域的均值统计校正, 首次获取海原—老虎山—毛毛山断裂带整体地区的平均地壳形变速度场, 将大范围形变结果进行统一表达。 沿断层方向形变结果表明, 断裂带两侧存在明显差异运动, 断层的运动性质为左旋, 其中毛毛山-老虎山段的差异运动比较显著, 在震情跟踪工作中要给予重视。 另外, 结合研究区域内长期GPS水平速度场, 从多角度研究了区域现今地壳运动的特征。     

张家口—渤海地震活动带及其邻区的地壳厚度与泊松比分布

利用山东、 河北、 辽宁、 北京、 天津等区域地震台网记录的远震资料, 采用接收函数H-k叠加搜索方法, 得到了张家口—渤海地震活动带及其邻区99个台站下方的地壳厚度和平均泊松比估计. 研究结果显示: 研究区地壳厚度在30—46 km之间显著变化, 地壳厚度与地表地形相关性很好, 呈现出从隆起区到盆地区逐渐减薄的变化趋势; 研究区地壳泊松比具有明显的分区特点, 燕山地区泊松比偏低可能与该地区克拉通破坏方式以拆沉为主有关, 郯城—庐江断裂带山东段出现的泊松比高低混杂现象可能与该地区火山活动有关, 张家口—渤海地震活动带西段与隆起的交汇地带, 部分台站下方地壳的泊松比值偏高, 可能是断裂带附近岩石比较破碎与岩石部分熔融共同作用的结果. 此外, 位于渤海湾中间岛链上的北隍城台下方地壳较厚, 泊松比较低, 其原因尚待查明.      

张家口—蓬莱断裂带的分段特征

张家口－蓬莱断裂带是华北地区一条重要的北西向地震构造带。根据近年来的研究结果，将断裂带分为4段：张北－南口段、南口－宁河段、渤海段和蓬莱－烟台段，各段具有不同的几何学和运动学特征。同时，对断裂带内北西向断裂和北东向断裂的关系进行了讨论。     

张家口-渤海地震构造带的地壳形变研究

华北北部地区的张家口-渤海断裂带是控制现代强震的一条地震构造带。新近纪以来,在区域NEE向主压应力的作用下,新发育了一系列的NE向构造活动带,与张家口-渤海断裂带组成1组共轭的剪切破裂系统,控制了近代强震的发生。文中主要探讨了这条断裂带的地壳形变特征。长趋势GPS地壳形变图像反映了这条活动断裂带相对完整的左旋走滑活动。分期的地壳形变图像揭示了在中强地震前,沿该断裂带出现一系列的NE向梯度异常带,分别指示了唐山-河间、三河-涞水以及延怀-山西地震构造活动带的活动,表明了沿张家口-渤海断裂带出现了中强地震的中期前兆。研究认为,强震前地壳形变揭示的是深部蕴震层的应变活动信息,而强震之后比较杂乱的图像特征体现了盖层的调整运动     

张家口—渤海地震活动带中东段地壳剪切波分裂研究

张家口—渤海地震活动带是我国华北地区一条重要的地震带。该区域的主压应力场方向为近ＥＷ 向。本文利用２００５年９月—２０１０年９月首都圈地区地震台站记录到的数字波形资料,采用ＳＡＭ 方法（剪切波分裂系统分析法）,研究讨论张家口—渤海地震带中东段地壳介质各向异性的空间分布特征。结果显示：张渤活动带中部及以东区域总体的优势方向明显,为近ＥＷ 方向。横跨张渤活动带两侧的快剪切波优势偏振方向的空间分布显示,地震带北侧燕山隆起区内、地震带范围内和地震带南侧华北盆地内的快剪切波优势偏振方向均为近ＥＷ 方向,差异不大。     

Discussion on Characteristics of Crustal Deformation along the Zhangjiakou-Bohai Sea Seismotectonic Zone

INTRODUCTIONThe Zhangjiakou-Penglai fault zone has drawnextensive attentionfromseismologists and geologistssince it was determinedinthe1980’s(Zheng Binghua,et al.,1981).Ma Xingyuan,et al.(1989)consideredit asthe north boundaryof North China sub-block.Int…     

巴颜喀拉块体北东地区现今水平运动与变形

本文利用GPS数据研究了巴颜喀拉块体北东地区现今水平运动与变形特征。 在球坐标系中解算了各应变分量, 分析了应变率场的空间分布特征, 并与地球物理学和地震地质学研究结果进行了综合对比分析。 最新的GPS速度场结果表明, 巴颜喀拉块体北东地区与高原整体运动性质一样具有顺时针向南东方向旋转的特征, 自西向东和北东方向测站水平运动速度呈现明显的衰减特征。 应变场结果显示, 研究区以北东向的主压应变为主, 伴随着近北西向的张性应变。 应变较强的区域主要分布在活动块体的边界断裂东昆仑断裂带的东段塔藏段和龙门山断裂带上。 东昆仑断裂带东段塔藏段的主压应变明显, 结合地震地质和活动构造资料, 认为东昆仑断裂带东段塔藏段的运动性质自西向东发生了改变, 水平滑动速率逐渐减小, 垂向运动逐渐增强。 研究区GPS速度场和应变场的这一变形特征表明, 青藏高原内部的块体运动特征较为明显, 变形主要集中在作为活动块体边界的活动断裂带上, 边界断裂带的运动特征在调节活动块体间的相互运动中起着重要作用。     

利用GPS资料研究郯庐带现今运动及变形状态

本文利用华北地区1999—2001年, 2001—2004年, 2004—2007年及2007—2009年四期GPS速度场资料, 基于块体的整体旋转与均匀应变模型, 分析了郯庐断裂带中南段的运动及变形特征。 结果显示: 潍坊—郯城段主要为右旋走滑的变形特征, 而郯城—庐江段则为左旋滑动的变形特征, 两段垂直断层方向上的变形表现为“张压交替”的特征。 基于刚体运动模型, 计算了扣除环渤海湾区域整体刚性运动的华北地区GPS速度场, 并分析了环渤海湾区域块体的变形状态, 结果显示环渤海区虽然各期的变形特征不同, 特别是郯庐带附近, 各期的运动特征差异较大, 但基本可反映燕山—渤海地震带是运动特征差异的分界线, 且每期郯庐带各站点的一致性运动明显。     

张渤带形变预测指标分析

根据张渤带震例研究成果, 系统清理1966年以来张渤带5级以上地震前形变异常变化的各项特征, 初步归纳出张渤带的形变预测指标。 主要指标为: 张渤带5.6~6.2级地震异常相对集中, 异常主要集中在110~270 km范围; 潮汐类、 突变类异常数量相对较少; 破年变类异常较多, 异常主要对应4.5~5级和6~6.5级地震, 异常对应范围主要为100~300 km; 趋势转折类异常主要对应5.5~6.5级地震, 且异常时间在4.5~6.5级范围内有随震级增大而增加的趋势。     

利用GPS资料研究郯庐带现今运动及变形状态

本文利用华北地区1999-2001年,2001-2004年,2004-2007年及2007-2009年四期GPS速度场资料,基于块体的整体旋转与均匀应变模型,分析了郯庐断裂带中南段的运动及变形特征。结果显示：潍坊—郯城段主要为右旋走滑的变形特征,而郯城—庐江段则为左旋滑动的变形特征,两段垂直断层方向上的变形表现为“张压交替”的特征。基于刚体运动模型,计算了扣除环渤海湾区域整体刚性运动的华北地区GPS速度场,并分析了环渤海湾区域块体的变形状态,结果显示环渤海区虽然各期的变形特征不同,特别是郯庐带附近,各期的运动特征差异较大,但基本可反映燕山—渤海地震带是运动特征差异的分界线,且每期郯庐带各站点的一致性运动明显。     

利用Sentinel-1合成孔径雷达干涉测量技术监测海原断裂现今地壳变形特征

20世纪20年代,青藏高原东北发生了两次8级以上强震,其中1920年12月16日发生的海原M8.5地震距今已经100年。海原断裂带作为青藏高原东北缘最活跃的断裂带之一,至今仍控制着该区域微震及中强地震活动。本文基于ISCE软件和StaMPS平台,以2017年3月至2020年6月覆盖研究区的72景哨兵一号（Sentinel-1）SAR影像为数据源,采用PS-InSAR技术对海原断裂带进行时序形变监测,并以区域内GPS速度场进行校正,获取了其三年多来雷达视线向（Line of sight,LOS）的年平均形变速率。研究结果表明：①海原断裂带南北两盘形变速率差异明显,这与左旋走滑的运动性质相符;②毛毛山断裂、老虎山断裂西段处于闭锁状态,老虎山断裂中东段处于较为活跃状态,观测到蠕滑变形;海原地震破裂带部分断裂浅部处于愈合状态;③老虎山断裂中东段的蠕滑变形是青藏高原东北缘最为显著的区段,推断与1888年和1990年景泰的两次六级地震有关。     

张渤带洞体应变参数解算及结果分析

采用张渤带2002年以来的洞体应变观测资料,首先利用Venedikov调和分析方法计算带内各个台站洞体应变测项的潮汐因子和相位滞后,并以潮汐因子的稳定性对观测资料进行了质量评价.其后,以怀来台伸缩仪为例讨论了3分量和2分量观测解算平面应变参数的模型及其适用性,结果表明二者的相关系数在0.9以上.在此基础上,选取张渤带上资料较稳定的16个洞体应变台站资料进行了应变参数时间序列计算,并对华北M5.0地震前应变参数同步变化现象进行了总结.最后对比了洞体应变与GPS应变的差异,并分析了可能的原因.     

利用GPS监测和非连续介质力学研究阿尔金断裂对中国大陆地壳运动变形的影响

非连续介质力学方法中非连续变形分析（DDA）方法有利于分析分块运动特征，而非连续有限元方法（DFEM）能更细致地反映板块间相互作用。本文利用DDA和DFEM方法的各自优势，基于实测的308个GPS测站位移矢量，利用DDA方法提取了大陆边界位移信息；并以此边界位移条件建立了中国大陆的二维DFEM模型；利用该模型探讨了阿尔金断裂活动对整个大陆的地壳运动和构造变形方式的影响。     

乌鲁木齐西山逆断层组的新活动特征

通过大比例尺的地质地貌填图工作获得了乌鲁木齐西山逆断层组的几何学特征、新活动和运动速率等相关的定量资料。西山逆断层组由5条长度十几～30余千米、近乎平行的次级断层组成,总体走向NEE,分布在南北宽约6.5km的条带范围内。该断层组南侧的两条断层属于晚更新世活动断层,北侧3条全新世以来仍有活动,其新活动具有分组和组合破裂的特征。西山逆断层组以向南的逆冲运动为主,地表形成了一系列阶地断错、挤压鼓包和断塞塘等新活动现象。根据对断层运动量的测量及年代学测定,获得该断层组中更新世晚期以来所造成的南北向地壳缩短速率为1.0～1.5mm/a,晚更新世晚期以来南北向地壳缩短速率为0.22mm/a左右。