川滇地块南部主要断裂现今形变特征及危险性分析

本文利用川滇地块南部30余年的跨断层观测资料,计算了跨断层场地的三维活动量,分析了区域内断裂的现今形变特征以及川滇地块南部的运动方式,认为部分断裂现今表现出异常活动的现象,川滇地块南部整体表现出以水平顺时针旋转为主的运动学特征,并对该区域中短期地震危险性做出了初步推测。     

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。     

川西龙门山及邻区地壳上地幔远震P波层析成像

本文利用川西地震台阵记录到的远震P波走时数据和非线性层析成像算法,获得龙门山地区400 km深度范围内的三维P波速度结构.为了适应川西地区复杂的地质结构,本文的层析成像方法采用了快速行进三维走时计算算法和Tarantola非线性反演算法.我们的结果揭示了川滇地块、松潘-甘孜地块和四川盆地三个不同地块构造差异及该区深部动力学特征.本文的研究表明：1）研究区地壳上地幔P波速度结构具有较为明显的分区特征,松潘-甘孜地块和川滇地块岩石圈速度较低,四川盆地岩石圈速度较高,四川盆地的岩石圈厚度从南250 km向北逐渐减薄至100 km.松潘-甘孜地块上地幔存在地幔上涌的特征.2）川滇地块和四川盆地仅是垂直接触关系,而在龙门山地区四川盆地前缘存在减薄的现象,并伴随松潘-甘孜地块上地幔低速物质有侵入四川盆地岩石圈下方的特征,这显示了四川盆地与松潘-甘孜地块和川滇地块的动力学关系的差异.3）以映秀为界,龙门山断裂带被从松潘-甘孜侵入的低速异常分为南北两段：龙门山南段和龙门山北段,汶川大地震及其余震序列均分布在龙门山断裂带的北段.在青藏高原向东挤压和地幔上涌的双重作用下造成松潘-甘孜地块隆升,由于汶川处于龙门山北段的最南端,应力容易在此集中.这些因素可能是汶川M_S8.0地震的基本动力学背景.本文的结果不支持四川盆地的俯冲及层间流动的动力学模型.     

巴颜喀拉地块及其周边地震危险性分析

巴颜喀拉地块及其周边因地震动活动频繁成为中国地震预测研究的重要目标区,我们利用广义极值(GEV)分布对该地区的最大震级进行了极值统计分析.本文首先对于分布参数进行估计,然后计算出重现水平、地震平均复发周期与发震概率和震级危险率等参数,并比较了GEV分布99％分位数和b值截距法最大震级、历史最大震级.最后基于Monte Carlo模拟方法验证了运用GEV分布对研究区域做极值统计分析的稳定性.经计算,该地区6.0级地震的平均复发周期为1.8年,8.0级以上巨震的复发周期仅为76.8年.百年的重现水平高达8.08级.另外,该地块未来发生5.0～7.0级地震的概率较大,说明该地块未来仍然会比较活跃.Monte Carlo模拟结果表明,利用GEV分布探讨该地块的地震危险性在一定程度上是稳定的.     

鄂尔多斯块体周缘中小地震震源机制及应力场特征

<正>利用HASH方法计算得到了鄂尔多斯地块周缘2008年1月1日~2014年6月1700个ML≥2.5地震的震源机制解。根据Zoback对震源机制解的分类方法,鄂尔多斯地块周缘地震破裂方式以走滑和正断类型为主,大约占四分之三;另外还存在少量的过渡型,表明鄂尔多斯地块周缘除了以剪切拉张作用为主之外,     

鄂尔多斯周邻地区地壳应力场——一个简化的力学模型

本文提出了鄂尔多斯周邻地壳应力场的一个简化力学模型。在这个模型中,欧亚板块被简化为一个无限大Hooke薄板,稳定而且完整性好的鄂尔多斯地块则被模拟为一个嵌入在该板内的刚性椭圆核。由于印度洋板块碰撞和太平洋板块的俯冲,使该板承受着一种沿太平洋板块向西俯冲方向的单向压缩。利用该问题的Mycxeлишвили解,分析和计算了鄂尔多斯地块周邻地区地壳应力场,对该地块周邻地壳应力场特征提出了一种可能的解释。认为华北地壳应力场与鄂尔多斯地块周邻应力场可能是同一种力源作用下形成的,鄂尔多斯地块周围存在小区域应力场的原因可能反映了介质明显的非均一性。      

中朝与扬子地块结合带东部的卫星重力异常特征研究

中朝板块与扬子板块碰撞结合带过黄海向东延伸方式一直是国内外学者关注的问题.本文采用最新的地球重力场模型(GGM03C)计算了中国东部海域及朝鲜半岛的360阶卫星布格重力异常,通过异常分离、水平梯度及其垂直导数等位场资料处理和边界识别技术的应用,获得与研究区地块边界及断裂相关的各种信息.结合地质资料,对中国东部海域及朝鲜半岛进行地质构造单元划分与断裂系统分析,探讨了中朝与扬子地块结合带在海区位置与东部延伸模式.对京畿地块的深部结构及地质构造的认识是探讨中朝-扬子地块结合带在朝鲜半岛所在位置的关键.分析认为,五莲-青岛-荣城断裂和嘉山-响水断裂构成中朝-扬子地块结合带的海区段,南黄海南部断裂带与绍兴-勿南沙断裂带构成中朝-华南地块结合带;在京畿地块中部可能存在近南北向的断裂带,与临津江构造带、沃川构造带和上述两个结合带共同构成中朝、扬子与华南地块结合带;南黄海属于扬子地块,而北黄海与朝鲜半岛大部分仍属于中朝地块,其南界位于济州岛南缘断裂带附近,济州岛南缘断裂带南部海域为华南地块.     

中国西部活动地块运动模型的建立及其运动学分析

中国西部的青藏和新疆地区现代构造变形活动非常强烈, 业已证实该区可以进一步划分为塔里木、 阿拉善、 天山、 柴达木和西藏5个活动地块。 利用GPS观测资料得到的中国大陆地壳水平运动的速度场, 借鉴全球板块运动模型的建模方法, 将其视为刚性的地块系统, 反演得到各地块相对欧亚板块运动的欧拉矢量, 进而求得各地块两两之间相对运动的欧拉矢量, 并计算出沿地块边界的相对运动速率。 结果显示, 与地块边界上的地震滑移矢量, 由地质学资料得到的滑移速率, 以及GPS数据本身均有较好的一致性, 从而也说明了将该地区划分为若干活动地块并视为刚性地块的合理性。     

GNSS空间大地测量技术在中国大陆活动地块划分中的应用和研究进展

中国科学家提出了"中国大陆的强震受控于活动地块运动与变形"的科学假说,很好地解释了地震活动在空间上的分区、分带现象。活动地块为形成于晚新生代、晚第四纪的强烈活动的地质构造,地块边界带的构造活动性最为强烈。以GNSS为代表的空间大地测量技术以其时空分辨率高、覆盖范围广、观测精度高等特点,被应用于现今的地壳形变监测。基于GNSS建立的中国大陆及周边地区高空间分辨率的地壳运动速度场图像,清晰地揭示了中国大陆内部不同活动地块的不同运动与变形方式,以及地块相互作用的构造边界带的强烈变形。文中回顾了用于监测中国大陆地壳运动的GNSS观测数据来源及处理方法,提出了中国大陆GNSS运动速度场以稳定的华南地块为区域参考框架的优势,介绍了3种划分活动地块的方法以及检验地块是否具有刚性运动的判别方法。结合GNSS速度场的最新研究成果,阐述了具有刚性运动的华南、塔里木、鄂尔多斯、阿拉善和东北地块现今的运动特征,以及青藏高原、天山和华北平原地块的非刚性变形。在利用空间大地测量技术丰富和完善活动地块假说理论方面,不仅需要地块内部和边界带分布密集的GNSS观测网络,同时也要充分利用In SAR等其它空间大地测量技术,并需加强与地震地质、地球物理等多学科的交叉融合。文中的系统总结,对利用GNSS技术研究活动地块的运动变形特征和活动地块边界带强震孕育的动力学机理具有重要的参考价值。     

龙首山地区构造应力场初步探讨

讨论了沟谷成因与构造应力场的关系,利用沟谷资料计算了龙首山地区的主压应力方向,结果表明,主压应力为北东向。新构造应力场、现代构造应力场、地震应力场趋于一致。认为晚第三纪以来,龙首山地区地壳构造应力场相对稳定,应该是青藏地块与阿拉善地块相互作用的结果。     

青藏高原东南缘南段现今变形特征研究

本文以青藏高原东南缘南段1999—2017年的GPS速度场为主,结合小震分布、历史地震和活断层探测等资料,首先,基于Okada断层位错模型反演了研究区域主要活断层的滑动速率;其次,以断层滑动速率和GPS速度场观测资料作为约束,利用DEFNODE负位错方法反演了研究区域的块体内部变形及主要活断层的闭锁程度和滑动亏损;最后,计算研究区域现今应变率场,并结合Pms和XKS剪切波分裂结果,探讨分析了青藏高原东南缘的动力学特征.研究结果表明:(1)红河断裂带现今滑动速率明显低于南华—楚雄—建水断裂和无量山断裂;(2)红河断裂带的元江—元阳段、鹤庆—洱源段和小江断裂带北段处于强闭锁状态,南华—楚雄—建水断裂带和无量山断裂带中—北段的闭锁程度强于南段;(3)青藏高原东南缘南段现今地壳变形表现为近E-W向的拉张和近N-S向的挤压,最大剪切方向与Pms和XKS剪切波分裂的快波方向呈一定角度,表明地壳与地幔处于完全解耦状态,而中-下地壳低速层可能是壳幔解耦的主要原因之一;(4)青藏高原东南缘的整体变形受控于印度板块的推挤、印缅俯冲带的深源俯冲以及缅甸微板块与巽他板块的后撤/回退的共同作用.     

张家口—渤海断裂带分段运动变形特征分析

利用张家口—渤海断裂带(张渤带)及其邻区1999—2007年的GPS观测数据, 研究了该区域现今地壳水平速度场特征。 运用最小二乘配置方法获得应变率场的空间分布特征, 根据区域地壳主应变率、 面膨胀率和最大剪切应变率等形变场的空间变化, 分析了张渤带各分段的形变特征。 结果表明: 相对于欧亚框架, 研究区内GPS速度场以SE方向运动为主; 应变场以NE方向的主压应变为主, 伴随着近NW方向的张性应变; 整个张渤带及其邻区的高剪切变形区主要位于河北香河、 文安以及唐山等三个地区。 利用跨断层GPS剖面分析得到张渤带以左旋走滑为主, 兼有挤压运动。 华北平原块体和燕山块体的相对运动是张渤带左旋走滑的直接动力来源, 而印度板块与欧亚板块碰撞后继续向北的推挤作用则是张渤带运动变形的根本动力来源, 太平洋板块的作用相对较弱。     

柴达木-祁连山地块内部震间上地壳块体运动特征与变形模式研究

以青藏高原北缘及东北缘的柴达木-祁连山地块内的活动断裂、由断裂所围限的微小块体为研究对象,系统收集整理区内活动断裂定量参数和GPS速度场等资料,使用球面应变率计算方法分析研究区内GPS 速度场得到现今构造应变率场,讨论区内最大剪应变率、面膨胀率与旋转率等参数与区域构造变形之间的关系;同时,依据区内详实的活动断裂资料建立精细的微小活动块体模型,利用Backslip模型反演断裂所围限的各个块体边界断裂的滑动速率、块体内部统一应变率及块体欧拉运动学参数等,并与活动构造方法获得的滑动速率做对比;最后,讨论研究区内由GPS速度场所揭示的地壳运动变形模式.结果表明:(1)柴达木-祁连山地区地壳运动,在沿着山脉走向上具有带状区域分块运动特征,大范围内具有弥散变形特征;(2)青藏高原北部变形场应是通过不同断裂差异性相对运动、区域内部逆冲挤压和块体旋转共同作用的结果.从鄂拉山到古浪民勤一带具有强烈的逆冲活动,其两侧地壳块体分别具有逆向旋转的运动性质;(3)在研究区东部GPS速度场所呈现顺时针旋转的形态,应是处于不同地块边界处的中下地壳与地幔介质差异驱动机制对上地壳块体所产生的作用,并以近地表断层应变率积累形式表现的结果,是祁连山地块、阿拉善块体、鄂尔多斯地块等大型块体推挤旋转影响下的复杂运动学形态.     

川滇地区活动地块现今地壳形变特征

利用川滇地区1998～2002年间200多GPS点位的多期复测结果, 将川滇地区分为9个次级活动块体, 计算了各个活动块体的欧拉旋转矢量和主要活动断裂的运动速度, 并分析了该地区的应变场特征. 结果表明, 川滇地区的地壳运动速度具有北强南弱、西强东弱、以菱形块体为主顺时针旋转的特征; 菱形块体外各个块体运动速度大幅衰减; 与地质结果的差异表明, 川滇菱形块体的现今地壳运动由北往南逐渐增强; 青藏高原物质的侧东向挤出在滇中块体南部明显下降, 而丽江—小金河断裂带的吸收作用并不明显; 川滇地区以压应变为主,四川石棉和云南新平一带出现的应变集中地区也许具有发生中强地震的可能性.     

Basic characteristics of active tectonics of China

Active tectonics is inferred to all the structures which have been active since the late Pleisto-cene, 100—120 ka B.P., are still active recently, and will be active in a certain time period in the future, such as active faults, active folds, active basi…     

GPS观测及断裂晚第四纪滑动速率所反映的青藏高原北部变形

断裂晚第四纪滑动速率及现今GPS观测揭示了青藏高原向北扩展与高原边缘隆升的运动特征.主要断裂晚第四纪滑动速率及跨断裂GPS应变速率的结果表明,青藏高原北部边缘的断裂以低滑动速率（＜10 mm/a）为主,特别是两条边界断裂：阿尔金断裂和海原—祁连山断裂.两条主要边界断裂上的滑动速率分布显示了断裂间滑动速率转换及调整特征.阿尔金断裂自95°E以西的8～12 mm/a稳定滑动速率,向东逐渐降低到最东端的约1～2 mm/a,而海原断裂自哈拉湖一带开始发育后滑动速率为1～2 mm/a,到祁连一带（101°E以东）增大到相对稳定的4～5 mm/a,直到过海原后转向六盘山一带,滑动速率降低到1～3 mm/a,甚至更低.滑动速率的变化及分布特征显示,阿尔金断裂滑动主要是通过祁连山内部隆起及两侧新生代盆地变形引起的缩短来吸收的,海原—祁连山断裂的低滑动速率及沿断裂运动学特征表明断裂尾端的陇西盆地变形及六盘山的隆起是断裂左旋走滑速率的主要吸收方式.这一变形特征表明,青藏高原北部边缘的变形模式是一种分布式的连续变形,变形发生自高原内部,边界断裂的走滑被高原内部变形所吸收.     

中国大陆地壳应变能密度年变化率图像与强震活动关系的初步探讨

以现代构造应力场和地壳运动的观测结果为约束条件,利用有限元方法计算了中国大陆地壳应变能密度年变化率,三维有限元模型采用粘弹性本构关系,包含了中国大陆主要活动断裂带,在青藏高原考虑了因高海拔地势蓄集的附加重力势能和地壳山根浮力作用。     

Pattern of latest tectonic motion and its dynamics for active blocks in Sichuan-Yunnan region, China

Based on the concept of "active blocks" and spatial distribution of historical earthquakes with surface ruptures as well as major and subordinate active faults. The Sichuan-Yunnan region can be divided into four first-order blocks. They are the Markam block (I), the Sichuan-Yunnan rhombic block (II), Baoshan-Pu'er block (III), and Mizhina-Ximeng block (IV). Cut by sub-ordinate NE-trending active faults, the Sichuan-Yunnan rhombic block (II) can be further divided into two sub-blocks: the northwestern Sichuan sub-block (II1) and the middle Yunnan sub-block (II2), while the Baoshan- Pu'er block (III) can be further divided into three sub-blocks: Baoshan sub-block (III1), Jinggu sub-block (III2), and Mengla sub-block (III3). A quantitative study of offset landforms is carried out and the basic types of active faults and their long-term slip rates along the major boundaries of active blocks of different orders in the Sichuan-Yunnan region are determined, through slip vector analysis, the motion states of the active blocks are clarified and the deformation coordination on the block margins is discussed. It is suggested that the tectonic motion of the blocks in this region is a complex or superimposition of three basic types of motions: southeastward sliding, rotating on vertical axis, and uplifting. The Markam block (I), the northwestern Sichuan sub-block (II1), and middle Yunnan sub-block (II2) have a southeastward horizontal sliding rate of 1-5 mm/a, clockwise rotating angular rate of 1.4-4(/Ma, and uplifting rate of about 1 mm/a. The Baoshan-Pu'er (III) and Mizhina-Ximeng (IV) blocks have also been extensively clockwise rotated. This pattern of motion is a strain response to the collision between the Indian and Eurasian plates and the localized deformation and differential slip on the block margins associated with the northward motion of the Indian Plate. Because a set of transverse thrusts between the blocks absorbs and transforms some components of eastward or southeastward sliding motion, the eastward escape or extrusion of the Tibetan Plateau is limited as "imbricated thrusting transformation-limited extrusion model".     

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.     

Movement and strain conditions of active blocks in the Chinese mainland

The definition of active block is given from the angles of crustal deformation and strain. The movement and strain parameters of active blocks are estimated according to the unified velocity field composed of the velocities at 1598 GPS stations obtained from GPS measurements carried out in the past years in the Chinese mainland and the surrounding areas. The movement and strain conditions of the blocks are analyzed. The active blocks in the Chinese mainland have a consistent E-trending movement component, but its N and S components are not consistent. The blocks in the western part have a consistent N-trending movement and the blocks in the eastern part have a consistent S-trending movement. In the area to the east of 90°E, that is the area from Himalayas block towards NE, the movement direction of the blocks rotates clockwisely and the movement rates of the blocks are different. Generally, the movement rate is large in the west and south and small in the east and north with a difference of 3 to 4 times between the rates in the west and east. The distributions of principal compressive strain directions of the blocks are also different. The principal strain of the blocks located to the west of 90oE is basically in the SN direction, the principal compressive strain of the blocks in the northeastern part of Qingzang plateau is roughly in the NE direction and the direction of principal compressive strain of the blocks in the southeastern part of Qingzang plateau rounds clockwisely the east end of Himalayas structure. In addition, the principal strain and shear strain rates of the blocks are also different. The Himalayas and Tianshan blocks have the largest principal compressive strain and the maximum shear strain rate. Then, Lhasa, Qiangtang, Southwest Yunnan (SW Yunnan), Qilian and Sichuan-Yunan (Chuan-Dian) blocks followed. The strain rate of the blocks in the eastern part is smaller. The estimation based on the stain condition indicates that Himalayas block is still the area with the most intensive tectonic activity and it shortens in the NS direction at the rate of 15.2±1.5 mm/a. Tianshan block ranks the second and it shortens in the NS direction at the rate of 10.1±0.9 mm/a. At present, the two blocks are still uprising. It can be seen from superficial strain that the Chinese mainland is predominated by superficial expansion. Almost the total area in the eastern part of the Chinese mainland is expanded, while in the western part, the superficial compression and expansion are alternatively distributed from the south to the north. In the Chinese mainland, most EW-trending or proximate EW-trending faults have the left-lateral or left-lateral strike-slip relative movements along both sides, and most NS-trending faults have the right-lateral or right-lateral strike-slip relative movements along both sides. According to the data from GPS measurements the left-lateral strike-slip rate is 4.8±1.3 mm/a in the central part of Altun fault and 9.8±2.2 mm/a on Xianshuihe fault. The movement of the fault along the block boundary has provided the condition for block movement, so the movements of the block and its boundary are consistent, but the movement levels of the blocks are different. The statistic results indicate that the relative movement between most blocks is quite significant, which proves that active blocks exist. Himalayas, Tianshan, Qiangtang and SW Yunnan blocks have the most intensive movement; China-Mongolia, China-Korea (China-Korea), Alxa and South China blocks are rather stable. The mutual action of India, Pacific and Philippine Sea plates versus Eurasia plate is the principal driving force to the block movement in the Chinese mainland. Under the NNE-trending intensive press from India plate, the crustal matter of Qingzang plateau moves to the NNE and NE directions, then is hindered by the blocks located in the northern, northeastern and eastern parts. The crustal matter moves towards the Indian Ocean by the southeastern part of the plateau.