首都圈及晋冀蒙交界地区地壳垂直形变及地震危险性分析

根据首都圈及晋冀蒙地区1998—2002年、2002—2006年精密水准复测资料,分析了该地区近年来地壳垂直形变状态与特征,结果表明:北京、天津和河北等平原地区,由于过量开采地下水导致了大空间、大量级的地面沉降,致使无法获取该区域垂直向构造运动的真实信息。能够获得构造运动信息的只有北部燕山地区及太行山以西地区。山西断陷带北部中段近期的趋势性运动出现反向趋势。以忻州为中心梯度变化明显,有明显的四象限分布图像,且与"北高南低"的地形地貌不相关,反映出这一时段区域应力场处于加强态势。但从量级及规模上都小于大同—阳高地震前孕震体的变形。     

昆仑山8.1级地震对川滇地区地壳水平形变的影响

为了从整体上(较大尺度)跟踪区域应变场的时空变化,并更客观地描述区域运动场,文中在区域无旋转的基础上使用了以提取中低频应变信息为主的连续非线性应变模型。根据《中国地壳运动观测网络》位于川滇地区GPS测站所产生的复测资料(1999年~2001年~2004年),以1999年~2001年的运动为基本参考(阶段性形变背景),从2001年和2004年两期资料中分离出了2001年昆仑山8.1级地震对其产生的主要影响量。结果表明:①昆仑山8.1级地震对川滇地区产生了可识别的影响,且形变的方式与形变背景既有一定的相似性又有一定差异;②震前运动场非常有序;震后的位移场有序与杂乱并存,GPS测站的位移量一般为数毫米;③震前的主应变场基本为近东西向显张性、南北向显压性,且以张性为优势;震后四川地区基本上为东西向压、南北向张,且以压性为优势,云南地区北东向张、北西向压,且以张性为优势;④震前面应变以膨胀为主,收缩区基本位于川滇块体的东界及附近地区;震后四川地区为面收缩地区(越往北越大),南部为面膨胀地区。从整体上看,昆仑山8.1级地震对川滇地区能量的积累有积极作用,重点应注意西昌-东川段及附近地区。     

天津地区连续GNSS时序观测值共模误差识别

为了恰当地识别共模误差并对观测结果进行修正,提出了均值-小波法.天津地区全球导航卫星系统(GNSS)时序观测资料的计算表明下列4点:1)在一定程度上共模误差是可识别和分离的;2)在局部区域上可较精确地剔出共模误差中的白噪声--闪烁噪声;3)共模误差在GNSS观测值误差中占主要成份,测站综合噪声、共模噪声和自身噪声的比例关系约为1:0.83:0.54;4)通过修正后观测值信噪比可显著提高.     

川滇地区地壳水平运动与变形场的演化特征及其机制讨论

通过对川滇地区近年来的GPS资料的处理和分析,确定以1999~2004年的3期资料为基础获取相对于区域无旋转基准的背景性运动场,并以此为基本约束,利用2005年和2007年的资料分别获取不同时段的偏离位移场.综合运动场与位移场结果并借助连续应变模型分析了水平形变场的主要特征,得到如下结果:川滇菱形块体的东边界带是该区的主要形变带,菱形块体及以西的地域表现为明显的顺时针旋转形变运动.2004年12月26日印尼苏门答腊巨震的同震影响波及到川滇地区,导致该区中、南部产生SSW向偏离位移,北部产生NW向偏离位移,对汶川地震的发生可能有正影响作用.     

汶川地震对华北地区水平形变场影响及有关含义的讨论

通过2008年华北地区的GPS监测资料处理,初步分析表明:①华北地区(山西断陷带以东地区)水平形变在汶川地震(Ms8.0)临震前数个月及同震时段(震后数个月)内整体有序且与地震相关的差异变化不明显,基本上继承了上一时段(2004-2007年)的运动方式;②从震后偏离上一时段运动方式的偏离结果来看,汶川地震的影响主要体现在山西断陷带的南端,此外也发现华北地区似乎有微弱的动态变化,其东北地区存在某种程度的偏离背景变化,东南与西北地区略有加速的迹象.从信息显著性的角度来看,由于其信息的信噪比不高,所以有关讨论则更侧重于可能性或形变迹象.     

印尼地震对我国川滇地区地壳水平活动的影响

2005年1~2月用GPS技术对中国川滇地区及中国南部进行了精密流动与连续监测,综合利用1999年、2001年和2004年的数据及GPS处理技术获取了2004年12月26日印尼苏门答腊地震(Ms8.7)对监测区所产生的同震水平位移场。由水平位移图可知,此次地震对川滇地区及其以东及中国南部地区的影响是显著的,其特征为对四川地区的影响相对较小,数值为数毫米,优势位移方向为西;对云南地区的影响较大,数值一般为10~20mm,变化趋势为“北小南大”,优势位移方向为西南。应变分析表明,此次地震对该区造成的区域应变非常突出,并且占主导地位,南北方向表现为整体拉伸,东西方向为“北张南压”,面应变除南缘为收缩外几乎整个区域为面膨胀,并呈现“北大南小”的变化特征,最大剪应变则恰好相反。由此反映的相对位移在该区南北端的差别接近20mm,与背景应变场的结果相比有很大的差异。另由拉萨、昆明和广州等连续监测站的结果可知,西藏地区没有受到显著的影响,西沙群岛和海南地区向西南位移了大约20mm,云南地区向西南位移了大约12mm,泸州及福建沿海地区没有明显的变化。     

川滇地区近期地壳水平运动与变形场的演化特征及其机制讨论

川滇地区是我国地壳运动与变形最为突出的地区,所以,了解其基本特征与动态变化已成为地学众多研究内容中不可缺少的一个方面.本文通过对该地区近些年来几乎全部GPS资料的处理和分析,确定以1999-2004年的3期资料为基础获取相对于区域无旋转基准的背景性运动场;并以此为基本约束,利用2005年和2007年资料分别获取不同时段的偏离位移场.综合运动与位移场并借助于连续应变模型分析了水平形变场的主要特征,获得如下结果.     

近几年山西断裂带水平形变的初步分析

以沿山西断裂带布设的GPS监测网的6期复测资料(1999~2004)所计算的近期趋势性运动速率为基础,获得了2005、2006年山西断裂带相对于近期趋势性运动的偏离结果。结果显示:(1)趋势性差异运动信息不显著,运动信息明显的点数只占十分之一,它们分别是S21、S20、S30和S33(位于太原以南),量级最大约6mm/a;(2)尽管单站趋势性运动信息不显著,但整体模拟计算表明,1999~2004年似乎有南北相对运动的迹象,相对变化最大约2.0mm/a;(3)2005年有偏离趋势运动的迹象,且背离趋势运动方向,最大量级约7mm;(4)截至2006年的累计偏离量最大约6mm;这表明2006年基本未发生累计偏离。由于变化相对平稳,这可能预示着山西断裂带内近期地震活动强度不太可能明显提高。     

华北地区现今水平运动场的动态特征

在整体无旋转基准的基础上, 采用了以提取中、 低频应变信息为主的连续应变模型, 处理并分析了《中国地壳运动观测网络》在华北地区400余个GPS测站的复测资料(1999—2001—2004年)和2006年130余个测站的复测资料, 获得了1999—2004年、 2004—2006年的相对运动速率以及2004—2006年偏离1999—2004年运动的位移结果。 结果表明: ① 华北地区非均匀应变比较明显, 不同时段的结果在空间上的表现形式也不一样; ② 前后两个时段的运动特征具有一定的不一致性; ③ 2006年存在着较明显的偏离位移, 并显示了右旋形变的迹象, 面应变表现为北、 中收缩, 南部膨胀的特征; ④ 近两年东西向的压性作用较前明显, 北京以南地区是运动的转化地区及面应变象限的准中心地区。 这可能表明, 在昆仑山口西8.1级地震之后, 华北地区又进入了常态能量的积累阶段。     

GPS基准站坐标分量噪声的时间序列与分类特征

根据地震预测对异常信息(长期、中期和短期异常)与噪声分离(白噪声、闪烁噪声和随机漫步噪声)的需要,文中应用小波方法对中国大陆的有关GPS基准站坐标分量和测站间坐标分量进行了分离,并将它们归纳为四类高频、中频、较低频和低频。通过对高频、中频和较低频的时间序列特征进行分类分析,获得如下看法:①高频类可能主要是白噪声造成的,其离散的程度较中频类略大,或许其中在某时刻包含临震前兆和震时形变信息;②中频类主要突出闪烁噪声的特征,或许其中在某时刻包含着短临前兆信息;③较低频类若剔除年和半年周期成分则显示随机漫步噪声的特点,或许其中包含着中期前兆信息;④低频类主要体现趋势性形变信息;⑤高频与中频类噪声的大小一般与观测季节明显有关,噪声最大的时段大约是8月份,噪声最小的时段大约是2月份;⑥判定不同频域信息的显著性时,其噪声要进行相应的综合或分离;⑦一定的空间域内的测站间坐标增量噪声平均小于测站相应坐标的噪声,而且噪声大小随时间的变化更加突出,甚至相差达一倍以上。这些可能说明,虽然这些噪声是GPS观测所固有的,但并非完全是独立的,测站间越近,共性的成分越突出。所有这些将为我们变形分析时信息显著性的判断、方法的选择、资料处理时权的确定、观测的最佳时段选择、跟踪监测方案制定和参考基准站的确定等提供重要的参考。