形变大地测量学的进展、问题与地震预报

简要概括了形变大地测量学的革命性进展，研讨了它的科学特色、功能和定义以及对地球科学和防灾减灾的推动。形变大地测量学有助于从根本上击破多年来制约地震预报的“瓶颈”，但也存在不少急待解决的问题。着重研讨了在21世纪前10年，形变大地测量学如何依托多年的学科积累并充分受益于人造卫星和数字化等新技术，开展创新性研究和试验以推进地震预报。为此，对当前的研究工作提出了12条科学技术途径。最后对学科名称提出了建议。     

中长期地震危险区地壳形变场标志的研究

本文总结了一些震例震前的垂直形变特征，对垂直形变高梯度带和隆起区的形成机制和孕震原理作了分析，认为这两类形变异常区作为中长期地震危险区预测的地域标志是合理的。讨论了震级与形变异常区范围的一般关系，最后讨论了按贝叶斯公式计算形变异常区发生地震概率的方法。     

地壳形变测量用于地震预报的研究

本文给出了一个用形变资料预报大陆地震的基本模式：①用大面积形变资料进行地震背景的研究，确定地震危险区，并综合各种手段对危险区震情的发展进行监测；②在重点监视区内布设形变监测台网，寻找形变敏感点，利用形变测量手段（如跨断层短水准。短基线测量手段等）捕捉中短期地震前兆信息，进行中短期震情预测，为短临形变监测手段提供依据。③建立固定形变监测台站进行连续形变的观测（如连通管、倾斜仪、伸缩仪、应变仪等），以捕捉临震的形变前兆信息，用于震前的短临预报。本文对以上三个步骤以实例作了简要的介绍，并简单地介绍了一些形变数据处理及提取形变前兆信息的方法，同时给出了预报地震的实例。     

IAG2001年科学大会与大地测量学的最新进展

扼要报导了国际大地测量学术界的一次重要会议－IAG2001年科学大会。根据会议的学术报告，对坐标系统的统一与协调，全球重力场研究，导航卫星的应用，地壳形变与地球动力学等方面的研究进展作了详细介绍。     

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。     

GPS揭示的贝加尔湖地区现今地壳形变特征

利用贝加尔湖地区GPS监测网测站坐标,根据边长尽量相等的原则,形成了11个Delaunay三角形,计算了各三角形的形状因子,结果表明有9个三角形的形状因子大于0.1。利用3期GPS观测结果,通过对位移速率和应变分量的分析,初步得到以下基本认识贝加尔湖地区目前整体上处于拉张状态,拉张速度约为4.5±1.2mm/a,拉张方向为NW-SE方向;地壳应变是不均匀的,应变分量存在区域上的差异性。东部和西部主张应变均为NW向,但主压应变方向表现不一致,监测网东西两端的应变大于中部地区,最大应变为5.4×10-8,最小应变为-2.6×10-8。贝加尔湖东南部地壳处于压缩状态,压缩方向为NNW向和NNE向;东西部剪切应变比中部大,东西部剪切应变方向基本一致,表现为近南北向;7个三角形的面应变计算结果显示地壳为膨胀状态,2个三角形显示为压缩状态。大地转动结果表明,东北部表现为顺时针的旋转,而西部地区和中部显示为逆时针的旋转。GPS揭示的应变结果与地质和地震学结果基本一致。     

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。     

地壳形变与海平面变化

本文根据冰川和海平面变化资料，探讨地壳形变对冰川消长和海平面升降的响应，并由此得出可以解释相应的地球物理现象的有益结果。这些结果对地壳形变的测量和地震预报有重要意义。     

福建省地壳形变观测网络建设

介绍了福建省地壳形变观测网络的建设。福建省地壳形变观测网络，以GPS观测技术为主，结合精密水准、精密重力和流动地磁测量，将3者重合到GPS观测基准站上获取观测信息，初步构成一个时空相结合，点线面与长中短兼顾的高精度、高时空分辨率的地壳形变观测网络。该网络可动态监测福建省东南沿海地区地壳运动变化，为地震预测预报提供背景信息，将取得显著的社会效益和经济效益。     

地球自转、极移与地壳形变

由于地球表面是球面，所以地表任何方向的水平运动实际上都是转动。地球自转所产生的离心力矩是大陆离极运动的原因，由此而产生的极移使地球发生相应的形变。计算表明，极移是大规模地壳运动和地震活动的原因之一。     

大地测量与地壳运动研究的某些进展与动向

概述了近年来美国、日本等国在大地测量与地壳运动研究方面的若干进展和发展动向。     

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。     

地震组的地壳形变异常

在各种地形变的异常中,有些异常不能只归属于一次地震,而是一组地震的共同反映,我们称之为”地震组异常”。本文着重介绍了我国华北和西南地区三组强震的地形变异常。地震组的地形变异常曲基本特征是:异常的时间跨度大,分布范围广,群体出现。异常的种类有两种:一种是速率异常,另一种是形态异常。地震组的地形变异常,可以作为地震组预测的重要依据。     

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～ 2 0 0 0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。     

永登5.8级地震的地形变异常分析

总结了１９９５年７月２２日永登５．８级地震前的地壳形变异常特征，研究了跨断层形变异常及其与地震的对应关系，地震发生在隆起区边缘的形变高梯度带上，有明显的地形变前兆，说明大面积地形变与断层形变观测相结合对一些较大地震作出预报是可行的     

CUSP突变模型在地壳形变和强震危险性判定中的应用

应用ＣＵＳＰ（尖角）突变模型研究了板内边界带地壳形变与强震的危险性判定及其预测的方法，并以鲜水河断裂带１９７３～１９８２年的动态大地测量和地震活动数据作了验证。结果表明：（１）强震前该断裂带地壳形变与蕴震系统经历了稳定平衡—不稳定平衡—稳定平衡—不稳定平衡—近于临界状态的过程。（２）系统的不稳定平衡状态在不同的观测点位具有同步性和持续性，且持续的时间与未来的地震强度有关。（３）预测未来事件发生的时间、震级、位移与实际发生的事件基本相符。     

张北地震前地壳形变异常及力学分析

1998年 1月河北省张北 6 .2级地震前 ,在震中区西部存在一个幅度为 2 0mm的隆起异常区 ,震后异常恢复。根据张北地区 1984～ 1991年的水准测量资料 ,反演地震孕育期间的力学参数 ,结果显示震源区受力增加了32× 10 14 N ;力系中心位置为 4 0 .99°N ,113.99°E ,力系的方位角α =2 8.6 5°,力系的倾角 β =- 17.19° ,与后来实际发生地震的震中及震源机制十分接近 ,与华北地区区域应力场也基本一致。理论形变图与实测图大体相似。