华北近十年来水平运动动态与地震活动危险区的讨论

根据华北地区1999年和2001年两期高精度GPS观测结果，通过与1992，1995，1996年和1999年这几期资料的比较，发现近两年的运动与前有所不同，主要表现为：（1）阴山单元和鄂尔多斯单元之间显示为压性运动的性质，但比较微弱，它们之间的边界带上似乎有左旋走滑运动，但从整体上看并不显著。（2）晋冀鲁单元和燕山单元的整体活动性不如以前，各单元内部存在着较明显的差异运动，并山单元和晋冀鲁单元的北部存在着比较显著的东西向挤压，北京地区则表现为南北向挤压。（3）晋冀鲁单元南部与胶辽鲁苏单元的南部的趋势活动呈张性，优势运动方向为东南，这样的结果可能表明，华北目前存在着应力扰动行为，大同与天津之间的区域是受其影响最大的地区，该区有可能成为未来几年中强地震活动的一个主体地区。     

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.     

华北地区现今水平运动场的动态特征

在整体无旋转基准的基础上, 采用了以提取中、 低频应变信息为主的连续应变模型, 处理并分析了《中国地壳运动观测网络》在华北地区400余个GPS测站的复测资料(1999—2001—2004年)和2006年130余个测站的复测资料, 获得了1999—2004年、 2004—2006年的相对运动速率以及2004—2006年偏离1999—2004年运动的位移结果。 结果表明: ① 华北地区非均匀应变比较明显, 不同时段的结果在空间上的表现形式也不一样; ② 前后两个时段的运动特征具有一定的不一致性; ③ 2006年存在着较明显的偏离位移, 并显示了右旋形变的迹象, 面应变表现为北、 中收缩, 南部膨胀的特征; ④ 近两年东西向的压性作用较前明显, 北京以南地区是运动的转化地区及面应变象限的准中心地区。 这可能表明, 在昆仑山口西8.1级地震之后, 华北地区又进入了常态能量的积累阶段。     

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.     

利用GPS果确定华北不同运动性质单元及活动方式

利用华北地区1992，1995和1996年所施测的高精度GPS结果，对华北地区内部同期不同运动性质的活动单元进行辨别，确定了4个有明显差异运动的活动单元和1个过渡带，它们分别是鄂尔多斯 阴山单元、燕山单元、晋冀鲁单元、胶辽鲁单元和燕——冀过渡带；并给出了这一时期相邻单元间的相对运动，具体为:①鄂尔多斯——阴山单元与燕山单元之间不存在明显的压缩运动（量值为0.41.3 mm/a）；② 晋冀鲁单元背离鄂尔多斯 阴山单元向东偏南40的方向运动，量值为4.41.0 mm/a；③相对于燕——冀差异运动转换带，燕山单元向西偏北38方向运动，量值为2.41.3 mm/a，晋冀鲁单元向东偏南35方向运动，量值为2.30.9 mm/a；④晋冀鲁单元相对于燕山单元向东偏南37方向呈张拉型左旋运动，量值为4.71.4 mm/a；⑤位于晋冀鲁断块南部郯庐带附近的局部地区有偏离晋冀鲁单元的运动，方向为南偏西14，量值为1.51.1 mm/a；⑥相对于晋冀鲁单元，胶辽鲁单元有顺时针运动的趋势。其与燕山单元为邻的北端表现为张拉型右旋运动，南端则表现压性运动．需要说明的是，这里所给出的误差是根据单元内各点位移间的离散性得到的，并不是由观测点位移误差计算求得的．分析结果还表明:①山西带和燕——冀过渡带是体现华北内部相对运动格架及强弱的主要构造活动带，其它构造活动带则为次一级的活动带；② 华北地区整体水平形变并非均匀连续；③华北地区的动力模式可能为地幔拖曳＋边界耦合．      

山西地堑系的最新水平运动

利用山西断裂带布设的GPS监测网的6期复测资料(1996—2001),分析了山西断陷带的水平运动特征。结果表明,整体呈现逆时针的差异活动,主压应力场的方位角为72°,断裂两侧不存在明显的走滑运动。2001年的运动显示,代县附近是差异活动的分界区段。     

近10年来中国大陆GPS水平运动与构造变形特征

利用1999-2009年中国大陆CPS水平运动速度场资料,对近10年来地壳水平运动及主要活动断裂带构造变形特征、昆仑山口西8.1级与汶川8.0级地震变形及其可能影响进行了分析.结果表明:①昆仑山口西与汶川地震同震变形显著,可能在一定程度上促进东昆仑构造带东段及甘川-甘川陕交界,鲜水河断裂带南段、安宁河断裂带中北段及与龙...     

华北地壳物质重力水平扩展运动的基本特征

根据地壳结构、震源机制解、地震活动及地球物理探测等资料的综合分析,作者认为,在华北存在着由南西往北东为主的地壳物质重力水平扩展作用。本文分析了华北地壳物质重力水平扩展运动的基本特征及其对区内现代构造运动与地震活动的制约关系     

华北地区近期地壳水平运动与应力应变场特征

利用华北GPS监测网 1 992年、1 995年、1 996年的观测资料 ,应用最小二乘配置给出了华北地区相对水平位移场、应变场的分布图像 .经初步研究表明 :华北地区 1 992—1 995年间的水平位移和应变场表现为整体性不均匀的压性运动 ,1 995— 1 996年测区东部仍以水平压性运动为主 ,但测区西部则主要表现为张性运动 .水平运动 （方向、大小 ）发生显著变化和应变高值区的地带主要位于块体边界带和主要断裂带附近 .燕山断块南边界的北东向断裂存在着较显著的左旋运动 .区内最大剪应变、面膨胀的高值区在天津、北京、唐山一带 .结合非连续变形数值分析方法 （DDA）初步分析认为 ,1 992— 1 995年GPS观测结果显示的华北地区存在东、西部构造应力作用的明显差别 ,华北东部以东西向压应力作用为主 ,而西部的南北向构造应力作用又明显大于东部 .     

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．      

Characteristics of Horizontal Crustal Movement in the North China Region in the Last Decade

Based on high-precision data obtained in the past decade from GPS re-measurement in the North China Network, the Crustal Movement Observation Network of China (CMONOC) and GPS measurement along the Shanxi graben zone, the status and evolution of horizontal crustal movement in the North China region are analyzed. The results show that (1) the Yanshan tectonic zone (Zhangjiakou-Bohai Sea zone)is an active one with the largest horizontal strain in the North China region; The largest tendency differential movement of adjacent blocks is seen between the Yanshan block and the North China plain block; about 2mm/a (left lateral) ; (2)The significant horizontal differential movement along the boundaries of the North China region is characterized by right-lateral strike-slip movement at the middle-north segment on its west boundary (composed of Yinchuan and other active tectonic zones) and compressive movement at the south segment; while the Yinshan rift zone located along the west segment on its north boundary is dominated by tensile movement. Other boundaries and zones have no obvious differential movement; (3) On the whole, measurements of each period differ from one another, which might result from the nonlinear movement component as well as from the error effect. In the paper, results of the relative movement and strain in different periods are given for different blocks and boundary zones.     

基于GPS的华北地区地壳水平形变特征研究

利用中国大陆构造环境监测网络2009、2011年2期的GPS数据资料,计算得到华北地区相对于稳定的欧亚板块的区域水平速度场。根据水平速度场,基于连续变形假说,采用三角形方法计算了区域应变场特征值,并用GMT绘制了其分布图像。结合地震地质资料对该区的地壳水平形变特征进行分析研究,得出了有意义的结论:(1)水平相对运动与应变率场分布显示,板块交界处的断裂带及其附近区域地壳运动差异显著,应变率量值较为突出;(2)山西断陷带的活动方式与地质结果具有差异性;(3)区内最大剪应变、面膨胀的高值区主要位于环渤海的京津唐地区、山西断陷带中南部及郯庐断裂带中南段。     

A Preliminary Research on the Application of GPS to Regional Crustal Movement and Judgement of Seismic Risk Region

We analyzed the present state of crustal horizontal movement in part of the North China region using existing GPS re-observation data (1992-1995) and drew the following conclusions: (1) The monitored region appears to be in tensile movement, with the trend of the principal tensile strain in the WNW-ESE direction; (2) There are two zones of higher maximum shear strain in the monitored region, namely, the Beijing zone and two sides of the Tancheng-Lujiang fault near Linyi; (3) There exists a striped compressive zone which stretches in the NNE-SSW direction; the zone of maximum planar compression is located in the Beijing zone; (4) The displacement field has an obvious zoned distribution.     

Crustal Movement in the Northern Part of North China Associated with Zhangbei Earthquake

Crustal Deformation Monitoring Center, China Seismological Bureau, Tianjin 300180, China Crustal deformation in the northern part of North China associated with Zhangbei earthquake is analyzed using GPS data collected during 1992, 1996 and 1999, precise re-leveling data collected during 1992, 1998 and 2000, and INSAR result (September 22, 1997～May 6, 1998). The results indicate: ① The vertical deformation is not remarkable since 1992. The vertical crustal deformation in the central and northern part of North China in recent 10 years is of inheritance. The scope of the significant deformation is 15km×15km with a magnitude of 250mm when the event occurred. ② The horizontal deformation is not remarkable in any unit of North China. ③ Before and after the event (1992～1996 and 1996～1999), there is kinematic change of horizontal motion between different units. The activity mode along Yinshan tectonic zone changed from relative static state to left-lateral strike slip; The dominant extensional movement along Shanxi rift zone changed to right-lateral strike slip; Yanshan tectonic zone changed from left-lateral strike-slip with extension to left-lateral strike slip; Yanshan-Hebei transitional zone formed before the event disappeared after the event. ④ The scale of the deformation is closely related to the physical property of media and geological structure environment. Further analysis indicates that ① Zhangbei earthquake does not mean that the earthquake activity begins to be strengthened in North China; ② The crustal movement is normal at present; ③ Next stronger earthquake in North China might be located in Yanshan tectonic zone, especially at its both ends, and Shanxi tectonic zone.     

Establishment of the GPS Monitoring Network in North China, the Relation of Horizontal Crustal Movement to Stress Field and Seismicity

In the paper, the establishment, measurement, data-processing program and monitoring accuracy of the GPS seismic monitoring network in North China, especially in the Capital-Circle area, have been presented briefly. The relation of horizontal crustal deformation to tectonic movement, stress-field variation and seismicity has been analyzed in detail. The results indicate that the accuracy of GPS measurement has reached the order of 10-9 and the annual rate of horizontal crustal deformation in North China is about 4 ~5 mm. Horizontal crustal movement is a direct indication of the regional stress field. Therefore, by monitoring the time-sequence variation of horizontal crustal motion, it would be possible to investigate the change in the stress field, to analyze the tendency of seismicity and to determine the seismogenic zones.     

GPS用于区域地壳运动及地震危险区判定的初步研究

利用现有的ＧＰＳ复测资料（１９９２～１９９５）,分析了华北部分区域当前地壳水平运动状态,得到了如下结果：（１）监测区在整体上表现为张性运动,主张应变方向为北西西－南东东;（２）监测区存在两个较高的最大剪应变区－北京地区和临沂附近的郯庐断裂两则;（３）存在一个北北西－南南东条带状的压性区,最大面压缩位于北京地区。（４）位移场具有明显的分区性。     

卫星重力测量数据反演中国西部地壳水平运动速率

在固定的坐标系下,讨论了直立长方体水平运动与其外部的重力场变化之间的关系,建立了地壳水平运动与地球外部重力场变化的数学模型。根据此模型,并参考直立长方体大小以及地形等因素,用2003～2008年GRACE(Gravity Recovery And Climate Experiment)卫星数据计算地球外部重力场变化,基于PSO算法(ParticleSwarm Optimization Algorithm)反演中国西部地区地壳水平运动速率。反演结果表明:中国西部地壳水平运动具有整体由南向北、且伴有向东运动的特征;地壳水平运动表现为不均匀,除昆明区域(地壳由北向南运动)外,在南北方向上地壳水平运动速率具有从南向北逐渐递减的趋势。青藏高原南北方向运动速率为10～35 mm/a,东西方向运动速率1～25 mm/a;塔里木盆地南北方向运动速率5～15 mm/a,东西方向运动速率4～7 mm/a。     

大同地震与华北北部地壳异态垂直运动

本文根据笔者提取异态信息的新数据处理方法，分析了华北北部地区近十年来地壳异态垂直运动，结果显示出以大同地震为界，震前的整个华北北部地区均处于应变的积累阶段，而且震源区具有非常清晰的四象限分布图像，呈一种典型的水平应力作用下的点源理论垂直形变场图象，震后整个华北北部地区则出现了截然相反的异态垂直运动，这又清楚地表明了具有弹性回跳的理论特征。迄今为止，这是我们唯一获得中强地震前后地壳异态垂直运动在空间     

由跨断层形变测量反映的华北地块近期断裂活动特征

通过对华北地块不同构造部位、不同地震活动时段的跨断层测量资料研究表明，华北地块对于NE走向断裂作用为主的构造单元(包括地块和边界带)的强震活跃时段的断层运动速率明显小于强震不活跃时段；对于NW走向断裂作用为主的构造单元，其强震活跃时段的断层运动速率明显大于强震不活跃时段；对于NE、NW走向断裂共同作用的构造单元，断层运动速率变化特征类似于NW走向断裂作用为主的构造单元。结果还表明，华北地块现今强震活动主要受NW走向断裂的控制。