华北地区活动地块运动时空变化特征

利用华北地区1992年、1995年、1996年和1999年4期GPS资料研究分析了华北地区活动地块运动的时空变化特征。基于刚性块体和GPS稳定点组概念，分别用1992年、1995年、1996年所得到的GPS速度场和1996年与1999年所得到的GPS速度场求出了华北地区活动地块的欧拉运动参数，反演计算各GPS观测点的背景运动速度，分析了华北地区活动地块边界带的运动及块体内部变形的规律。采用双三次贝塞尔样条函数模型拟合华北地区应变率场，发现华北地区内部整体上处于张性状态。     

福建地区地块运动时空变化特征研究

为了研究福建地区活动地块边界带的运动及块体内部变形规律,利用5期GPS观测资料(1995、1997、1999、2001、2003年)计算了福建块体的趋势性差异运动年变速率、优势水平运动年速率,以及在区域无整体旋转基准下各GPS测点运动速率。GPS网5期观测的不同测点速率随时间序列变化结果显示福建活动块体整体向东南方向运动,而块体内部形变量较小(约1mm/a)。     

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华北地区断裂带的现代形变特征

断层形变观测揭示华北地区西部的速率大于东部。华北地区(特别是西部)的断层活动主要具有正断性质，但华北东部的逆断活动比例高于西部。断层应变累积率在包头6．4级和张北6．2级地震前明显增大，可能与地震孕育有关。呼和浩特-大同地带、渤海湾地区、莱州湾-沂水地段和太原盆地是现今压应变速率相对较大的地区，有一定的应力积累。水平应变反映出郯庐断裂带、河套-张家口-蓬莱隐伏断裂带等有明显的分段性，各段的活动及应变特征存在差异。     

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。     

用GPS测量结果研究华北现今构造形变场

用华北及邻区近十多年GPS测量结果和欧亚板块的弹性运动模型研究华北地区的水平形变场和局部水平形变场 ,发现华北地区水平形变场存在比较一致的SE向运动 ,且运动方向绕顺时针方向逐渐旋转 ,从西向东运动速率逐渐增大。鄂尔多斯、华北平原和鲁东 黄海地块的运动速率分别为 4 .8mm/a、5 .0mm/a、5 .2mm/a ,运动方向分别为SE5 0°、4 0°、35°。鄂尔多斯、华北平原和鲁东 黄海地块的局部形变方向分别为SE方向、SSE方向和SSW方向 ,而华北局部形变场的形变速率大约为水平形变场的 5 0 %。应用地块的整体旋转与线性应变模型计算了华北主要断裂带两侧的相对运动和各地块内部的主应变场。华北EW向和NWW向断裂基本上为左旋走滑型 ,滑动速率从东向西逐渐减小 ;NNE向和NE向断裂基本上为右旋走滑型 ,从北向南滑动速率逐渐减小。华北地区应变场的基本格架是NEE SWW方向压缩与NNW SSE方向扩张 ,主压应变率从西向东逐渐增大而主张应变率从西向东逐渐减小。根据全区水平形变场与应变场的基本特征推测 ,华北地区构造运动与形变的主要驱动力为 :青藏高原NE方向的推挤力 ,太平洋板块向欧亚板块俯冲对华北地壳产生的西向推挤力 ,以及地壳上隆所产生的NW SE方向的扩张力     

华北1999—2009年水平形变应变场特征

根据华北地区GPS观测数据计算了华北活动块体的运动速度和应变率,以及块体边界带的活动速率和应变率,研究了华北块体的运动和应变率特征,以及边界断裂带的应力作用特征。形变揭示出华北亚板块从西向东运动方向由东向偏转为南东向,NE NNE向断裂带呈现右旋,NWW EW向断裂带呈现左旋。各个次级块体的主压应变应力轴方向存在一定的差异。边界断裂带现今应变应力状态页不相同,郯庐断裂带北段和山西断陷带以压性为主,具有应变能积累显示,但是应变率相对较小,应变能积累缓慢。     

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据断层垂直形变确定华北活动块体边界

根据中国华北地区断层形变测量资料的系统处理结果和已知构造带的分布 ,给出了该区现今主要块体的活动边界 ,分别统计了不同区带断层垂直运动的平均速率 ,对其差异性进行了对比 ,并结合地震活动的空间分布进行了分析。结果表明 ,不同区带的断层活动差异性显著 ,断层测点分布条带与主要构造带或地震活动带一致时 ,其断层垂直运动的平均速率较高 ;在区块与条带相交或相邻的情况下 ,条带上比区块的断层平均活动速率明显偏高     

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华北地区定点台站形变资料分析

对华北地区定点台站形变观测资料,采用傅立叶去年周期和线性拟合的方法进行处理.结果表明,华北地区现阶段的变化未形成主体异常时段,反映出断层未进入强烈活动阶段;首都圈地区跨断层资料异常数量不多,没有形成同步异常,异常变化幅值也不是很大,中短临地震异常不明显.     

华南块体的现今构造运动与内部形变

运用华南块体及周围地区最新的GPS观测结果,研究了华南块体的现今构造运动。华南块体无论是相对于欧亚板块或相对于西伯利亚块体都存在逆时针方向的旋转。由GPS观测结果得到的华南块体相对于西伯利亚块体的现今旋转运动与由地质学和地球物理学方法得到的自晚新生代以来华南块体相对于西伯利亚的旋转运动相比,运动速率相同,但运动方向顺时针旋转了20.7°。     

强震孕育与断层形变异常形态及时空分布特征

分析了华北北部20世纪70年代初以来的断层形变资料。结果表明：震前断层活动存在明显的阶段性特征；短临阶段断层形变异常主要形态有两种：一种是在α、β相后的γ相短临异常，这种异常一般在近源区出现；另一种是较大幅度的突跳型短临异常，这种异常一般在远源区出现，这些都是断层形变前兆由中期过渡到短期的明显标志；断层形变短临异常有从外围向震中迁移的特征；唐山地震前出现γ相短临异常的比例高于大同和张北地震，主要表现为在中期趋势积累背景上的反向；3次强震前α、β、γ相异常场地的分布具构造控制特征；强震前场地断层异常活动存在象限性分布特征，且与震源机制解的结果基本一致。     

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从GPS观测看华北地区的形变场演化

利用1992、1995、1996、2001年的GPS观测资料研究了华北地区形变场的动态演化。华北地区的形变场服从中国大陆板块的整体应力应变场,但也有动态起伏。从主应变场看,1992~1995年,整个华北地区主应变场的方向比较一致,即主压应变方向为NEE-SWW,主张应变方向为NNW-SSE,应变量东部大于西部;但1995~1996年则相反,西部应变量大于东部,而且应变场方向也发生了明显的偏转,西部主压应变方向为NNE-SSW,而东南部地区为NEE-SWW;到1996~2001年西部地区主压应变又恢复到NEE向,整个华北地区应变量也趋于平衡。比较GPS观测与震源机制解给出的华北地区的应力应变场可以看出,其主应力方向基本一致。     

华北北部（大首都圈）地区近十年来地壳垂直运动的演化

本文分析了华北北部（大首都圈）地区近十年（１９８３－１９９２年）来的地壳垂直运动。就其运动的性质可明显地分为两个阶段：以１９８９年大同地震为界的前一阶段，表现为应力积累阶段；大同地震后的后一阶段，则表现为地壳垂直运动处于一种反向运动状态。     

华北地区近期地壳水平运动的非震负位错反演

利用一种经初步改进了的非震负位错模型和华北地区1991－2000年的GPS观测资料，反演华北地区的地壳水平运动，以获取构造块体和边界断裂活动状况以及应力应变的积累部位及强度。其结果显示：（1）华北地区整体性向东偏南运动，冀鲁北部各块体正东向速率相对较大（11．4－12mm/a）；（2）阴山－燕山与河套断陷－鄂尔多斯－晋冀鲁间近EW－NWW向边界两侧左旋相对运动明显，导致1．0－2．8mm/a的边界锁定，且东段大于西段，以压性为主；（3）太行断块东西两界的北东向断裂带呈0－1．9mm/a的拉张锁定，左旋为主，其中晋获断裂锁定量最高；（4）唐山－沧东断裂北段、益都北西段及郯庐断裂中南段呈0．9－3．1mm/a右旋拉张锁定，其中益都北西段锁定量最高；（5）14条断裂中有12条不同程度地阻碍块体相对运动，近10年来有相当于Ms4.8-6.1的能量积累，其中燕山与冀鲁交界西段最高，阴山与鄂尔多斯东部交界次之，均表现为压性；晋获、郯庐断裂较弱（张性）；（6）从块体及断层活动方向来看，燕山、冀鲁交界西段与唐山－沧东断裂交汇区，阴山、鄂尔多斯东部交界与汾渭断裂交汇区，积聚一定程度应力应变的可能性相对更大。     

利用多种地形变资料联合求解华北地区水平应变场

阐述了以不同类型不同尺度的地形变资料联合解算应变场的方法。利用华北地区 1995～ 1996年GPS观测成果与首都圈跨断层水平形变流动测距资料进行联合解算 ,所得边长变化率的尺度统一归化 ,获得了华北地区水平应变场的分布图像。     

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