用GPS测量数据模拟中国大陆现今地壳水平速度场及应变场

基于连续介质力学理论,提出了直接利用ＧＰＳ测量资料建立地壳运动与形变模型的方法。把整个中国大陆视为由无穷多个微元集合而成的连续介质体,并假定每一个微元体的转动矢量服从统一的、连续的泰勒级数分布,由此引进一组待定参数,称之为地壳运动与形变参数。利用全国网１９９４年和１９９６年的两期ＧＰＳ观测数据,组成矛盾方程组,应用阻尼最小二乘方法,经迭代解算,得到所需要的地壳运动与形变参数。依据这些参数模拟地壳水平速度场及应变场,并将ＧＰＳ结果与地质、地球物理的研究成果作了对比分析,这些结果基本上一致,能相互印证。最后初步探讨了周边板块对中国大陆的作用。     

从GPS观测看华北地区的形变场演化

利用1992、1995、1996、2001年的GPS观测资料研究了华北地区形变场的动态演化。华北地区的形变场服从中国大陆板块的整体应力应变场,但也有动态起伏。从主应变场看,1992~1995年,整个华北地区主应变场的方向比较一致,即主压应变方向为NEE-SWW,主张应变方向为NNW-SSE,应变量东部大于西部;但1995~1996年则相反,西部应变量大于东部,而且应变场方向也发生了明显的偏转,西部主压应变方向为NNE-SSW,而东南部地区为NEE-SWW;到1996~2001年西部地区主压应变又恢复到NEE向,整个华北地区应变量也趋于平衡。比较GPS观测与震源机制解给出的华北地区的应力应变场可以看出,其主应力方向基本一致。     

基于GPS观测的地壳水平运动划分活动地块的试验

本文分析了板内块体与板块运动的差别,提出以Ｂｕｒｓａ公式作为板内块体的运动学模型,并据此提出了划分板内活动地块的方法。根据华北ＧＰＳ网１９９５、１９９６和１９９９年的３期观测成果,用本文提出的数学模型和方法,将华北北 剖地区划分为８个小块体。本文用地壳水平运动划分的结果与用本区地壳垂直运动划分的结果在是体旧一致或相近的。本文的划分结果与新构造运动也基本一致,本区活动块体的现今运动是新构造的继承和发     

GPS观测量与地震矩张量联合反演地壳水平运动速度场的方法

借助于地震应变率，建立了地震矩张量与地壳水平运动速度的关系；以ＧＰＳ网的边长为观测量，建立了边长变化率与地壳水平运动速度的关系。将表达水平速度的转动函数的分量展成麦克劳林级数，建立了以地震应变率和ＧＰＳ边长变化率为观测量，以转动函数的麦氏级数系数为待定系数的矛盾方程组。最后，讨论了联合求解的方法。     

中国大陆地壳水平运动统一速度场的建立与分析

收集了国内外中国大陆及周边地区GPS网的有关数据，并根据所收集的GPS网的不同数据，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1200万平方千米．分析该速度场，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，并讨论了印度板块向欧亚板块碰撞力对中国大陆速度场的影响范围和印度板块作用力的主方向等问题．      

板内块体的刚性弹塑性运动模型与中国大陆主要块体的应变状态

建立了板内块体的刚性弹塑性运动应变模型，并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．根据中国大陆及周围地区的速度场，估计了8个块体的应变参数，分析了这些块体的应变状态．本文估计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．由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．      

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。     

用GPS观测结果对中国大陆及邻区现今地壳运动和形变的初步探讨s

基于中国国家攀登计划现代地壳运动和动力学研究项目建立的全国GPS网1994年1996年的复测数据,推算了测点的运动速度;按Haines和Holt提出的球面上水平速度的转动函数幂级数展开法,计算了水平速度和应变率场,初步探讨了中国大陆现今地壳运动和形变的态势与特征．结果表明:印度、太平洋和菲律宾海板块联合控制着中国大陆的现今地壳运动和形变,三大板块呈鼎足之势,但印度板块似乎起主导作用;南北地震带在中国大陆现今地壳运动和形变过程中起重要调节作用,大区分界线特征突出;大致沿北纬35线,似乎也存在一个调节带,但分界线特征没有前者明显;三大板块对我国大陆的动力作用是动态稳定的,表现为推挤速度的稳定．这些与地质学、地球物理学和地震学的结果是基本相符的．对比地震活动,初步显示高强度的剪切形变带与未来强震活动区有一定程度的对应关系,但需进一步的震例检验．      

日、月对孕震区的水平引潮力与震源机制的关系

根据计算日、月对孕震区水平引潮力方位角的表达式及美国哈佛大学提供的全球 Mw≥7.0的矩张量地震目录 ,选取了 1 980年 1月至 1 999年 1 2月全球发生的 (Mw≥ 7.0 ) 2 4 2次地震。利用地震目录中提供的地震矩张量参数 ,计算了每次地震发震应力场 P轴、T轴的方位角。同时计算了每次地震时日、月对震中区水平引潮力的方位角。将此方位角与 P轴、T轴以及二组断层面的走向进行对比分析。结果表明 ,日、月对震中区的水平引潮力方向与 P轴、T轴的方位角及二组断层面的走向互相平行或互相垂直 ,其平行或垂直的一致性非常好。平行或垂直相差在1 0°、2 0°、30°之内的发震概率分别达到了 0 .41 4、0 .736、0 .945。这个结果表明 ,日、月对孕震区的水平引潮力与大地震的发生密切相关。并进一步讨论了日、月对孕震区的水平引潮力对大地震发生的调制作用     

中国福建及其边缘海域现时地壳运动定量研究－GPS、断层形变和水准等测量与震源机制结果的综合分析

基于中国大陆GPS测网（1994～1996年）、福建GPS测网（1995～1997年）和跨断层形变测量网（1982～1998年）、精密水准网（1973～1980年）以及近数十年来的震源机制资料,综合定量地研究了中国大陆东南缘－福建及其边缘海现时地壳运动．发现:此区域同大陆整体以11.2 mm/a速度较均匀地向SE方向运动;同时还存在着一种由泉州湾指向大陆内部,主方向NW 并向两翼扩展,其平均速度为3.0mm/a的运动．地壳形变测定的现时应变场与震源机制应力场以及地质学推测的构造应力场三者相符．区域应力场主压应力方位为NW（NWW）－SE（SEE）．在此应力场作用下,NE向断层呈压性运动,NW向断层呈张性运动．以泉州湾、晋江——永安NW 向断裂为界,地壳运动呈现分区特性:闽西南及闽粤交界区为上升区、闽东北区为下降区,前区的应变率和断层活动量均高于后区．本研究区受到喜马拉雅碰撞带侧向传递运动和西太平洋俯冲带挤压的共同作用;前者导致的运动量大于后者,但前者均匀后者不均匀．因此,本区强震的孕育发生与西太平洋俯冲带的关系更直接．