一种板块边界断层运动的力学模型

提出了一种描述板块边界断层运动的力学模型,即将板块边界的地壳运动表述为板块的相对刚体运动加边界断层面上的负位错分布。应用该模型描述北美板块与太平洋板块边界处的圣安德烈斯断层带,并用该地区近３０年的大地测量数据反演了模型参数。研究结果表明,运用该模型方法可利用大地测量数据确定沿板块边界断层带的相对闭锁区,从而进行中长期地震预报。     

球坐标系中图形单元应变与旋转张量及其误差解算

利用泰勒级数展开和弹性力学的几何方程,推导了球坐标系中由GPS位移数据解算图形单元应变和旋转张量的解析公式. 通过线性化处理,并利用误差传播定律,详细推导了图形单元应变和旋转张量的误差公式. 利用川滇地区最新的GPS测站位移速率数据,采用图形单元法解算了该区的面应变率及最大剪切应变率分布,并对其进行了初步的分析. 同时阐述了图形单元应变数学模型的局限性,讨论了图形单元法计算应变的意义以及图形单元的选择问题,进一步分析了应变计算的定权方法,还讨论了GPS观测网图形单元的地心半径差异与应变的关系问题.      

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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。     

青藏高原东南缘现今地壳运动速度场分析

利用“中国大陆构造环境监测网络”1999~2015年GPS观测数据,获得ITRF2014框架下青藏高原东南缘滇西菱形块体区域测站的水平速度场。结果表明,相对于欧亚板块固定,该区域现今地壳运动方向总体上呈现由东向到东南向、再到南西向的顺时针旋转分布;从运动速度大小分布来看,则呈现菱形块体中间大两侧小、由北向南逐渐减弱的态势。采用三角形法计算得到的区域最大剪应变率分布表明,最大剪应变率高值区基本上都集中在滇西菱形块体的东西边界上,主应变方向主要表现为东西向压缩和南北向拉伸。东侧断裂带主要呈现左旋运动,西侧断裂带主要呈现右旋运动,与基于地质调查的断层新生代构造运动基本一致。     

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三角形形状因子对地壳形变计算精度的影响

引入三角形内切圆半径与外接圆半径之比值作为三角形形状因子，讨论利用三角形法计算应变分量的精度与三角形形状因子之间的关系。设计一种涵盖所有三角形形状的方法，计算分析了用三角形法计算应变分量精度的分布。研究表明：当三角形形状因子达到0．36时，计算得到的应变分量均方差，一般不会超过位移数据均方差的3倍；而当三角形形状因子小于0．1时，计算得到的应变分量均方差会陡然增大，这样的三角形一般不适合用于应变分量的计算。在利用GPS观测站组成三角形计算地应变时，建议所组成的三角形形状因子的阈值应取为0．1～0．36。     

海潮模型和格林函数对海潮位移改正的影响

根据海洋负荷潮理论，海潮位移改正的计算取决于海潮模型和格林函数的选取，因此，针对不同的海潮模型和不同的格林函数分别计算了海潮位移改正，并且比较和分析了它们对海潮位移改正所带来的影响。结果表明，不同海潮模型和不同格林函数对海潮改正的计算值有一定的影响，而且相对来说，不同海潮模型所引起的差别较大，但是这种差别对GPS数据处理的最终结果影响不大。