断裂区带变形分析方法及应用

应用GPS观测技术专门研究活动断裂区带的地壳形变及其服务于地震预测的数据处理方法目前还不够完善与充分。本文针对这一问题并结合实际的需求,从场的角度提出了适合于断裂区带活动特征分析的数据处理方法,并以川滇菱形块体东边界带为例,依据1999-2004年的GPS资料对其进行了简要分析。结果表明:①经过这种处理与描述可使人们从多角度更清楚全面地了解断裂及两侧的相对活动,及在空间上的演化特征;②走滑运动等值线显示川滇菱形块体东边界两侧相对活动量最大达15 mm/a,分布宽度约400 km,然而活动量的2/3只分布在断层两侧近100km的范围内,清晰而定量地显现了高剪切应变的积累与存在的空间;③走滑运动梯度显示川滇形块体东边界带南段变形大于北段;④张压性运动结果显示断裂两侧没有明显的差异变化。     

形变强度与地壳变形分析

本文利用GNSS等观测所获得的地壳位移速度结果并应用数值逼近理论, 提出了具有解析式的形变强度分析与计算方法。 根据形变的性质或类型将它们分别定义为形变强度、 水平形变强度、 水平剪切形变强度、 水平张压形变强度、 垂直剪切形变强度。 文中最后以GNSS 1999—2007年观测数据所产生的运动结果为例, 分析了川滇地区的地壳运动和形变, 并给出了不同性质形变强度的空间变化结果。     

GPS连续观测站基线与地震危险性分析

根据中国地壳运动观测网络基准站1999—2009年的资料,文中应用小波方法对中国大陆的有关GPS基线时间序列进行了分离,通过对各个频段小波分解结果的分类分析,我们获得如下看法:①在2001年昆仑山口西Ms8.1级与2008年汶川Ms8.0级强震前,部分GPS基线小波分解中低频段(A8,D8,D7,D6,D5)在数月至1年以上的时间内发生较明显的变化,说明浅源大地震的孕育发生与大区域构造活动增强相关;②与北京十三陵(BJSH)相连的BJSH-YANC,BJSH-JIXN,BJSH-TAIN,HLAR-BJSH,CHUN-BJSH基线近期都存在一定程度的异常,显示北京周围地区压性活动增强,首都圈地区2006—2008年大面积垂直形变结果也反映该地区存在一定的异常。目前尚无足够的证据证明这种形变异常变化是否与汶川地震有关。但也许提示2008年华北北部地区的构造活动已从常态活动开始转向异态活动,有可能是强震孕育的信号,应给予密切跟踪研究。     

利用GPS连续观测资料进行强震危险性预测的探讨

中国地壳运动观测网络基准站自1999运行以来已经积累了8年多的观测资料,目前针对地震预测、观测对象和数据处理方法,广义地提出了"点、线、面"的分析方法。实际应用表明,利用"线"的分析方法可能是比较好的方法,它最大的优点是在恰当的空间范围内不但可降低噪声,而且可突出异态信息。在目前较低测控能力的基础上,可通过全空间扫描与现象分析发现:①距昆仑山口西地震震中最近的德令哈观测站相对于拉萨观测站在震前较早的时间,其EW向就出现了缓慢变化,乃至闭锁(或无差异变化),直至地震发生为止,持续时间超过2年,闭锁数值10 mm以上,震后恢复正常;②云南地区数次强震震前下关观测站相对于泸州观测站EW向出现了闭锁或低于正常的变化,2003年强震之后恢复正常;最近的普洱强震自2006年初EW与SN向均出现了相对闭锁,两个方向的数值分别接近和达到10 mm;此外,每阶段异常的持续时间均超过1年;③塔什—乌什间EW向在新疆巴楚地震前出现了闭锁性活动,时间2年以上,数值约10 mm,震后恢复正常;目前SN向有相对闭锁迹象,并正在趋于明朗;④鼎新—西宁间EW方向有相对闭锁的迹象,但时间尚短;⑤通过寻找相对"闭锁"区段有可能成为判定强震危险性存在与否的主要方法。由此推测,若普洱6.4级地震后闭锁不解除,川滇菱形块体的西边界构造带及周围地区仍是近期强震最有可能发生的地区,其次是新疆的西天山地区,目前青藏高原东北缘尚不明朗。     

天津滨海新区潜在淹没区发展趋势研究

本文利用2006年以前天滓地面沉降监测资料和塘沽、汉沽地区潜在淹没区RTK加密观测资料,以水准监测点为基本研究对象,深入分析研究了每个测点随时间的沉降变化规律,进而“以点带面”绘制了2005年和2011年天津滨海新区地面沉降速率等值线图。同时,还绘制了2005年塘沽、汉沽地区潜在淹没区地面标高等值线分布图,以及预测的2011年塘沽、汉沽地区潜在淹没区的时空分布和面积。最后,提出了应对地面沉降的相关建议,以供政府控制地面沉降时参考。     

山西断陷带水平形变分析

对汶川地震前后山西断陷带及邻区的观测资料进行了处理,获得了2007-2008年的运动速率。此外,又以2003～2007年的运动速率为参照获得了汶川地震之后的偏离位移场,结果表明：1）运动似乎显得杂乱无章,观测误差也相对较大,这可能与观测时间段分别包含了地震前后有关;尽管如此,其运动分布仍有其特征,较明湿的为该带北段有向南的运动趋势,该段南部有向北的运动趋势,它们大致交汇于太原以南地区;2）震后的偏离位移场显现,汶川地震对山西断陷带有一定的影响,主要体现在断陷带的南部,这种影响以该段向北位移为主,量级为数毫米;而北段向西的偏移可能反映了来自于东侧的应力有所加强。总之,从危险性的角度来看,当前需密切关注的地域可能是该带的北端。     

首都圈地区现今地壳垂直形变特征

利用首都圈地区1998、2001、2005、2007年151期精密水准复测资料,分析该区近十年来地壳垂直形变状态与动态特征。结果表明,形变场以继承性运动为主,即山区上升、盆地及平原下降。值得注意的是首都圈西部地区等值线分布密集有序,有些象限图形特征,东西升,南北降,其最大差值为10mm／a,可能预示该区应力场处于逐步积累及有所加强的势态,虽然异常形变数值及所涉面积均较小,但仍需跟踪关注。     

用GPS资料研究华北地区形变场和构造应力场

利用华北地区地质构造、第四纪以来的活动断层、地形、地壳厚度、地壳及上地幔地震波速度结构等资料,构建了三维有限元框架模型,利用最新GPS观测结果作为边界约束条件,模拟计算了华北地区的形变场及构造应力场。结果表明,模型预测地表速度场和GPS观测结果比较一致。模拟结果中,大型NNE向断层如汾渭地堑断裂系呈右旋运动,NWW向断层如张家口渤海断裂带呈左旋运动,与野外地质考察结果一致。在地表以下10～20km处,模型预测应力场的主压应力方向为NNE、EW向,主张应力大约为主压应力2～8倍。模型中最大剪切应力场在山西、华北平原中部和东部沿海分别出现3条NNE向高梯度带,此梯度带与研究区域的主要地震活动带相对应。     

华北主要构造单元及边界带现今水平形变与运动机制

根据华北地区12，15，16，1年高精度GPS观测结果，给出了华北地区各主要构造单元间两个时段(12-16年和16-1年)的相对水平运动.其结果为：①相对于鄂尔多斯单元，阴山单元的运动为(0-2.3)±1.6mm/a，方向约0°-W13°N，属于相对较弱左旋走滑运动.②相对于鄂尔多斯单元，晋冀鲁豫单元的运动为(4.4±1.0)-(2.5±1.5)mm/a，方向约为S50°-30°E，属于右旋型拉张运动；相对于燕山单元，则为(4.7±1.4)-(4.3±1.4)mm/a，方向约为E37°-°S，属拉张型左旋走滑运动.③相对于晋冀鲁豫单元，胶辽鲁苏单元12-16年的运动显示了顺扭的运动特征；16-1年的运动为(2.6±1.5)mm/a，保持顺扭趋势，方向约为W11°S，总体上属于北张南压的右旋走滑运动.分析表明：现今地壳构造活动与现代地壳构造运动性质基本一致，但量值有所差别；地壳运动存在着数年尺度的较明显的波动性，这可能是大陆地壳运动的一个主要特征；16-1年的运动不同于12-16年，主要表现为鄂尔多斯单元北移态势增强，山西断陷带和燕山构造带两侧拉张性有所减弱，可能是张北地震后应力调整与华北地区边界力耦合共同作用的结果.     

�����в�����Χ�������ڵؿ��α�����

?????????в?????1992??2001??2006??3??????????????????1999??2007??????GPS???????????????????????α?????????????????????????в??????????????α????????????????????????????????????????????仯??????GPS????????????????????????????????????????????????????????????????á?