青藏高原东南缘现今地壳形变与多尺度应变率场特征

利用青藏高原东南缘1999~2007年与2011~2017年高精度GNSS监测资料,充分顾及GNSS测站非均匀分布的特性,构建青藏高原东南缘地壳形变多尺度球面小波模型,定量分析汶川强震前后该区域地壳形变与不同空间尺度下地壳应变率场变化特征。研究结果表明,汶川强震前后研究区整体地壳运动具有一定继承性发展特征,均在龙门山、安宁河、则木河与小江断裂处形成明显的速度差异梯度带,且高应变率值也主要聚集在上述主干断裂及附近区域;汶川强震后,研究区域整体地壳运动速率量值,特别是龙门山断裂带西北侧地壳运动速度量值显著增大,羌塘、巴颜喀拉与川滇地块也呈现出加速向南东运移并推动华南块体的趋势。不同尺度下的应变率场反映出不同空间范围下区域应变积累特征,青藏高原东南缘区域在尺度因子q=7时的计算结果是合理的（合理的最大尺度因子）;当尺度因子q=6时,能较好地揭示出区域整体构造活动特性,即清晰地揭示出汶川强震后龙门山断裂处呈现出的显著主压应变、面压缩与最大剪应变率高值特征;当尺度因子q=3~7时（最佳组合尺度因子）,可较好地综合揭示出区域地壳大尺度（整体）形变与局部形变特征。汶川强震后,研究区域主干断裂带,特别是震中及其附近区域地震活动性显著增强。     

六盘山及其邻区现今大地垂直形变与构造活动研究

以六盘山及其邻近地区1970年以来的水准网监测及跨断裂水准测量资料为主,结合GPS水平运动、区域构造和历史强震活动,研究该区域现今大地垂直形变与地壳构造活动特征。分析认为：1）六盘山及其邻区较长时间尺度垂直形变速度场显示的六盘山、西秦岭以及贺兰山等山地相对上升、盆地相对下降的山、盆垂直构造活动差异,体现了该区域现代地壳垂直运动所呈现的继承性趋势特征;2）区域水准垂直形变与GPS水平运动变形综合反映,六盘山、西秦岭等山区现今地壳挤压缩短强烈地带,垂直隆升也相对显著,2者具有一定的共生性特征;3）GPS水平运动速度场在六盘山断裂两侧西强、东弱差异所反映的区域水平运动受阻状态,与六盘山断裂两侧垂直差异活动状况相配合,在一定程度上反映了六盘山构造带应变积累程度较高。这些结果对于该区域未来强震活动研究具有参考价值。     

地壳形变分析的总体最小二乘配置方法

针对地壳形变问题中观测向量和趋势项系数矩阵均含有误差的情况,研究了总体最小二乘配置平差方法,在广义总体最小二乘准则下推导了具体的解算公式和迭代算法。利用模拟的地壳水平形变和2009年意大利L’Aquila实际地震数据进行分析,结果表明,总体最小二乘配置与传统的最小二乘配置方法在地壳形变分析中的效果基本一致,并给出了相关的理论依据。     

基于CMONOC建立和评估中国大陆地壳运动速度场模型

针对现有速度场模型采用数据少、现势性不强的问题,详细论述了速度场模型建立的数据获取与处理方法,利用中国大陆地壳运动监测网络中260个连续运行基准站2011~2015年的连续观测数据,采用GAMIT/GLOBK与GMT软件,获得高精度的定位及速度成果,并基于上述速度成果采用克里金插值法构建了中国大陆地壳运动速度场1°×1°格网模型。最后利用IERS公布的中国区域7个IGS站实测速度以及全国范围内均匀分布的陆态网络区域站实测速度,对模型内插结果进行检核,验证了模型的现势性、精确性和可靠性。     

汶川8.0级地震前BSQ型数字垂直摆倾斜仪观测到的地形变异常现象

地倾斜连续观测是地壳形变观测研究中重要内容。汶川8.0级地震前,布设在四川德阳金河测点的新型BSQ型数字垂直摆倾斜仪观测到了明显的地形变异常现象。分析其观测结果可知,汶川8.0级地震前约半月时间内德阳金河测点的地倾斜运动速度较过去的平均运动水平提高了数十倍,且震前地表快速倾斜的方向在N25°W左右。除此之外,德阳金河BSQ型数字垂直摆倾斜仪测点还观测到较为完整的,对应于可以反映地表应力集中、释放过程的震前地表破裂过程。上述现象为今后研究强震孕育机理提供了重要的信息。介绍与分析了布设在龙门山断裂带附近的其它类型地倾斜仪在震前的观测结果。事实证明,BSQ型数字垂直摆倾斜仪在强震前的浅表过程监测中具有重要意义,值得在今后的地震前兆台网工作中进行推广。     

山东及周边地块间近期运动状态分析

为研究山东所在块体及周边地块间的地壳相对运动状态,利用2001年以来中国地壳运动观测网络以及2007年以来山东GPS观测网的观测结果,使用K-L最佳直线拟合和滑动傅里叶法得到基线变化年周期,以此对处于不同地块的GPS基准站间基线变化趋势进行分析,得出近期山东内部及周边地块间的地壳运动特征。并利用GPS资料分析了2011年3月11日日本9.0级强震对山东地区的影响。     

环渤海区域及邻区现今地壳构造运动形变特征分析

将环渤海区域划分为5个次级块体,利用整体旋转与线性应变模型分析2009~2014年中国大陆构造环境监测网络的GPS对地观测速度场数据,得到相对于欧亚板块0.5°×0.5°的水平运动速度场和应变场。分析形变速度场和应变场的空间变化发现,环渤海区域整体上呈现0.25×10^-9/a的NW-SE 111.3°的双向趋势性扩张运动,太行块体、山西块体分别呈NW-SE 116.3°、NW-SE 130°的微弱扩张运动,胶辽块体、冀鲁块体和阴山-燕山块体分别存在NW-SE 144.3°、NE-SW 39.5°和NW-SE 155.6°的微弱压缩运动,其中太行块体的扩张运动量级相对于其他次级块体较大。尽管环渤海区域内部各次级块体的形变在空间上存在以上差异,但整体上环渤海区域主压应变轴方向基本为NEE-SWW,主张应变轴方向为NNW-SSE,且主压应变轴走向为NE 47.70°～89.74°,与利用地球物理方法得到的主压应变轴优势方向大体一致,表明环渤海区域现今地壳运动相对稳定。     

伽师近场观测地震资料的三维Q值成像

为了研究震源区介质的物性特征,利用振幅谱拟合和有限差分三维Q值成像方法处理了伽师地震区临时台网的地震波形资料,获得了该地震区上地壳的S波三维Q值图像。结果表明:不同深度的Q值图像都存在低Q值带,主要展布方向为EW向、NNE向和NNW向,与研究区的柯坪断裂、羊达曼断裂和麦盖提断裂有一定的对应关系,并且NNE向的低Q值带与强震群分布和余震分布的条带位置接近,推测低Q值带可能是震源区的几条深部断裂。     

广西若干重大基础地质特征

文章根据华南地区物探、化探、遥感编图广西综合解译成果,研究广西若干重大基础地质特征,着重讨论地壳结构、深部构造、主要隐伏深断裂带、基底性质等,以板块观点划分大地构造单元,提出广西地壳属陆壳型性质和扬子板块在广西的边界划在三江-大新一线的新认识.     

走向21世纪的地壳形变学--对大陆动力学与地震预测的新推动

监测和预测地震等自然灾害的需要,促进了大地测量学和地球物理学等学科的相互交融.经过30余年的探索,一门地学前沿交叉新学科--"地壳形变学"已初步形成.地壳形变学已拥有空间-地面-深部立体测地系统,具有在多种空间尺度内精确测定现今地壳运动(秒～数十年)和灾害孕育过程的空前强大能力,从而可望击破长期制约现今地球动力学和地震预测的地球空间信息的"瓶颈".在21世纪,地壳形变学将成为推动大陆动力学和地震预报的主要科技动力之一,推进精确定量测定大陆动力学现今过程,限定现今大陆动力学性质并在验证解释地质学模型诸方面发挥特有作用.它将促使地震预测摆脱"粘滞状态",由"经验预测"走向"图像动力学预测";在揭示大陆地震孕育时空过程、判定地震大形势、划定危险区、搜寻和跟踪震源动力学演化过程及研究动力学响应耦合等方面作出新贡献.