利用星载GPS数据确定厘米级Jason-1卫星精密轨道

利用Jason-1卫星星载GPS实测数据,通过非差简化动力学定轨的方法,计算Jason-1卫星2003年1月3日至23日的轨道,并与JPL确定的GPS简化动力学轨道进行对比。结果表明,简化动力法使Jason-1卫星的径向定轨精度可优于±2.5 cm。     

Movement of Ordos block and alternation of activity along its boundaries

The GPS data in and around the Ordos block area indicate that the left-lateral slip rate along the northern or southern margin of the Ordos block is about twice or three times as fast as the right-lateral slip rate along the eastern or western margin of the block. However, many researchers stressed the dextral-slip of the eastern or western boundaries of the Ordos block, and suggested that the block as a whole rotated counterclockwise based on the available geological data. Focusing on the inconsistency, we reexamine the late Cenozoic deformation pattern in the Ordos region based on seismicity data and geodesy data (GPS and leveling) around it. The results indicate that the rigid block-like motion appears to be the basic characteristic of the kinematics of the Ordos region, and this motion is absorbed by the displacement of the faults around the block. When the faults along the northern and southern boundaries of the Ordos block are active, its eastern boundary is inactive. However, if the faults along the eastern boundary are active, the northern and southern are inactive. In recent years, the northern and southern boundaries of the Ordos block are in active. But in the long term, the Ordos block is moving southeastward relative to the Alxa and Yinshan blocks because of the strong pushing of the Tibetan Plateau on its southwestern side, and this deformation is accommodated by the counterclockwise rotation of the block itself.     

土坡最危险滑裂面的随机搜索和稳定性分析

基于土质滑坡滑裂面的若干实例,总结出发生土质边坡滑裂面的一些规律。据此,提出滑裂面几何参数的若干统计规律。应用蒙特卡洛概念得出一系列滑裂面。用条分法分别确定出抗滑安全系数,安全系数最小的就是最危险滑裂面。通过实例验算,获得较为满意的结果。     

基于GPS观测资料反演庄浪河断裂带、马衔山北缘断裂带的滑动速率

根据地质资料,首先建立庄浪河断裂带、马衔山北缘断裂带空间展布的三维几何模型和分段模型,并把地质方法大致推测或估计的各段滑动速率和滑动方式作为先验初值,通过三维深断裂位错模型对GPS观测站点速度场的最佳拟合,反演获得各断裂段的现今滑动速率。结果表明,马衔山北缘断裂有1.4～3.0mm/a的逆倾滑,且中部断层段有约3mm/a的左旋走滑;庄浪河断裂有0.6～1.2mm/a的逆倾滑,走滑分量不明显。这些滑动速率值均在地质方法的推测范围内,且模型预测的GPS站点速度与实际观测值在整体上取得了较好的吻合。本研究表明,对于庄浪河断裂带、马衔山北缘断裂带这样一些滑动速率相对较低且传统地质调查方法较难实施的断裂,基于GPS观测结果的滑动速率反演是一种有效的补充手段     

GPS连续监测鲜水河断裂形变场动态演化

利用跨鲜水河断裂的二对GPS连续观测点资料, 获得了跨鲜水河断裂高精度形变场(误差约1 mm)的动态演化轨迹. 该轨迹清晰地反映了鲜水河断裂乾宁段和道孚段形变场的明显不同, 前者为稳态、后者为非稳态. 道孚段的非稳态形变可能与鲜水河断裂在此分段并呈现东、西二支有关. 采用一多段脆韧转换带模型对形变场动态演化给出初步的模拟与解释: 鲜水河断裂南段转换带内蠕滑稳定, 而北段和道孚段呈现间歇状态且平均滑移率高于南段. 这可能与断层面介质的物理性质有关, 揭示当前断裂南段转换层强度可能高于北段, 对应于更长的发震周期.     

青藏高原东北缘4个强震重点监视区库仑破裂应力的近百年变化和危险性分析

针对青藏高原东北缘地区前人基于多学科研究资料圈定的4个未来强震重点监视区,构建了顾及到中下地壳黏弹性弛豫效应的区域岩石圈模型;考虑1920-2010年期间发生在本区域及其周边的18次Ｍ_s≥７级强震在这一区域的黏弹性静态库仑破裂应力变化,和长期构造背景加载下的应力积累情况,定量分析了每个重点监视区近百年来的库仑破裂应力变化,并在此基础上初步分析了各重点监视区的未来发震危险性程度。结果表明：西秦岭断裂带监视区和六盘山断裂带监视区均处于长期构造背景场和历史地震影响共同加载应力的状况;而海原断裂带监视区和东昆仑断裂带监视区,如果不考虑长期构造背景的应力加载,则处于地震影响的卸载状况。考虑到这4个重点监视区的大震平均复发周期及上次大震事件的离逝时间,认为西秦岭断裂带监视区的未来强震危险性程度最高,海原断裂带次之,然后是东昆仑断裂带和六盘山断裂带。     

3·11日本大地震对中国东北部地区地壳形变态势的影响

以中国东北部地区的GPS观测资料为基础,研究了2011年3月11日日本东部MW9.0大地震对中国东北部地区的地壳形变场状态、活动构造的运动方式及地震危险性态势的影响。结果表明,该地震所引起的同震地壳应变场与研究区域长期地壳应变率场相对比,两者在主应变方向和大小等方面,整体上并无明显的一致性。该地震主要影响了中国东北区域应变积累水平,同震位移在瞬间所产生的应变,相当于该区域约12.7a的长期积累。而在东北以外的其他区域,同震应变对背景应变场的影响并不明显。基于同震应变以及背景应变场,选取了4个重要的活动断裂区段,利用一系列跨断裂连续GPS基线端点相对位置的时间变化序列进行分析,发现该地震使郯庐断裂北段发生了明显的左旋错动和拉张运动,且震后的变化趋势反映着轻微的继续左旋和拉张;而对于郯庐断裂的中段,该地震并没有产生明显的错动和拉张,仅使其震后的右旋运动速率有轻微的加快;对于华北地区的张家口-蓬莱断裂带,虽然在地震后约1a时期内表现为右旋挤压运动,但随后则快速回归到原有的左旋拉张运动,反映出这次地震的发生使该断裂的应力积累首先得到短暂的释放,随后区域应力又回归到原有水平;太行山山前断裂带的运动态势未受这次地震的显著影响,因而推断出此次地震的影响范围并未波及到山西地堑系。总体而言,3·11日本大地震的发生,使中国东北部区域的地壳应变积累和应力水平有所缓解,因此,在某种程度上缓解了区域的地震危险性。     

地应变计算Delaunay三角网在MATLAB与GMT环境下的相互转换

地壳应变率计算的传统方式是将GPS站点组成三角形进行计算,因Matlab与GMT在构造Delaunay三角网时采用不同的算法,对于同一套数据生成结果有明显的差异.通过研究Matlab与GMT构建三角网结果输出的数据格式,利用Perl语言编写程序将两套结果进行转换,实现Matlab与GMT软件在绘制Delaunay三角网时的相互转化并构建同样的三角网结果,绘图时再结合GMT的地形底图,取得了较好的表达效果.     

5·12汶川地震前后鲜水河断裂运动状况的变化——基于跨断裂连续GPS观测的认识

鲜水河断裂作为青藏高原东南部现今运动最为强烈的活动构造,因历史上一系列大震(如1786年康定7级地震、1816年炉霍7级地震和1973年炉霍7.6级地震等)的发生而一向备受关注。本文基于跨越鲜水河断裂道孚段和干宁段的两条密集型GPS剖面自2005年以来的高精度地壳运动观测资料(其中4站为连续GPS观测,23站为每年一期的非连续GPS观测),揭示出鲜水河断裂在汶川8.0级地震之前,一直保持着强烈而稳定的左旋(~10.4±1.0mm/a)兼轻微拉张(~0.3±1.2mm/a)运动。汶川地震的发生,使鲜水河断裂干宁段和道孚段近断层两侧分别发生了量值达13mm和4mm的侧向拉伸,并使干宁—道孚段发生了量值达2.5~10mm的右旋位错,因此,对其现今的左旋运动方式施加了短暂的反向抑制,但汶川地震后,鲜水河断裂的运动状况很快恢复了以往的态势。我们的研究结果表明,汶川地震的发生,使鲜水河断裂的应变积累有所消减,故在一定程度上降低了该断裂未来的地震危险性水平。另外,青藏高原东南部的GPS速度场和鲜水河断裂两侧的应变分析显示,鲜水河断裂所表现的强烈左旋差异运动是由其南侧"流滑带"的东南向逃逸远大于北侧松潘地块的轻微东南向运动所致。     

2016年青海门源MS6.4地震前的区域地壳形变特征

选取2016-01-21青海门源MS6.4强震发震区域周围200 km范围的10个连续GPS观测站和74个流动GPS观测站资料,分析研究2016年门源MS6.4地震之前的区域地壳形变特征：1）基于10余年GPS资料的速度场计算结果表明,发震区域所处的祁连-海原断裂系具有显著高于周边区域的地壳应变率和地震矩累积率。在发震区域20 km × 20 km范围内,最大和最小主应变率分别为21.5 nanostrain/a（方向NW-SE,拉张）和-46.6 nanostrain/a (方向NE-SW,挤压),地震矩累积率达17.4×1015 N·m/a。主应变挤压的主轴方向与本次地震的震源机制相一致。2）基于震前6 a连续GPS观测站坐标变化时间序列的计算结果表明,自2010年以来,发震区域的面膨胀值随时间呈“非线性”不断变小的趋势,反映出发震区域一直处于应变的挤压缩减状态,但在震前的2~3个月,面膨胀与最大剪切应变均发生了一次明显的反向趋势变化。这些震前的地壳形变异常变化,或许反映了发震区应力-应变积累在接近临界破裂状态时的非线性调整。