应用GPS技术监测山西断裂带的水平运动

利用沿山西断裂带所布设GPS监测网的4期复测资料（1996～1999）,分析了山西断裂带近期水平运动状态及其与位于监测区北端附近阳原 浑源地震（M＝5.6、39.8N、113.9E,1999-11-01）的关系．结果表明:① 1996～1997年山西断裂带的水平运动不显著;② 1997～1998年山西断裂带水平运动的强度增大,在震源区、忻州地区和介休东北地区出现了3处相对较高的应变区（110-6）;监测带的优势运动方向与其走向相一致,但不存在明显的走滑运动;③1998～1999年山西断裂带优势运动方向尽管与其走向相一致,但与上一年相比,方向大体相反、量值相近;④ 1996～1999年山西断裂带的累积水平运动逐步清晰,从趋势上看可分为３部分:忻州地区以北地区优势运动方向为北北东（0.8cm）;曲沃以南地区为南南西（1cm）;中部地区较杂乱,其南半部形变较大些,但整体不存在优势运动．总体来说,山西断裂带现主要受来自北北东 南南西向张应力场的控制,但不存在走滑运动;1997～1998 年该区可能存在一次较为明显的应力扰动,1999年度基本恢复;阳原 浑源地震是在这一过程之后发生的,该次扰动可能是地震发生的触发机制．从长趋势看,今后要注意的是上述3个运动单元的接合部位．      

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。     

鲜水河断裂带的现今水平形变及构造动态

据鲜水河断裂带水平测距的新成果,讨论该带现今构造运动的动态特征。在分析水平形变的基础上,联系表层构造形变和区域背景,探讨地块沿断裂带运动的模式。认为该带的现今运动主要表现为断裂带两侧地块往东南的同向不等速滑动,其地表形变效应则与左旋走滑相一     

山西断裂带的地震活动与形变资料分析研究

用地震活动性和水平形变资料及定点地倾斜资料分析构造活动中岩层物理变化与形变位移之间对应关系,对以后GPS观测的形变应用于地震预报做一些尝试性工作。结果表明,GPS资料应用于地震预报是大有前途的。     

山西地震带近期水平运动状态及活动性

利用山西地震带３期ＧＰＳ复测资料（１９９６￣１９９８）,计算并分析限该带近期的水平运动状态,结果表明,山西断裂带现主要受来自北西、北西西－南东、南东东向压应力场的控制,不存在明显的走滑运动;运动强度在空间上表现为北强南弱,在时间上表现为前北后强,局部区域的应变量级达到１０＾－６     

沂沭断裂带近期断层形变特征分析

利用最佳逼近一般多项式曲线拟合和速率合成方法,分析沂沭断裂带近期断层形变特征,结果显示:沂沭断裂带及其北西向断层近期的垂直和水平形变速率均较小,没有明显的速率异常;同一断层具有分段活动特征,且不同时间段的活动速率存在着差异;同一断层的水平形变速率大于垂直形变速率.     

山西离石断裂带地震活动与地形变观测

对离石断裂带的地震活动特征进行了研究 ,认为离石地震台定点形变 (水平摆倾斜 )是地震异常信息传递的放大器 ,是山西地震活动的窗口 ,对山西地震带的地震监视预报有重要的意义。     

红河断裂带中、越现代形变监测对比研究综述

利用现今大地形变测量资料,可分析研究得到现今地壳形变特征.大地形变场的建立,主要以精密水准测量监测大地区域垂直形变,以地面激光测距监测大地水平形变,以短基线、短水准测量等方法对断层活动性进行定点观测研究.20世纪90年代以后比较流行用GPS监测场区现代构造运动及断裂的地壳形变.本文主要通过分析对比中、越红河断裂带及其相邻地区的现代形变监测资料,得出现今红河断裂的形变特征.     

GPS形变监测网起算点坐标对水平形变的影响

利用首都圈ＧＰＳ形变监测网的资料,用伯尔尼软件计算并分析了大规模ＧＰＳ地形变监测网中起算点坐标误差对水平形变计算结果的影响,给出了３种典型图形,利用速率动态平差结果,分析了不同固定点的情况,ＧＰＳ形变监测网的点位位移中误差的分布特点。     

Monitoring the horizontal movement along the Shanxi fault zone by GPS measurement

IntroductionShanxi is a significant seismic activity area in North China (WANG, 1995), named as Shanxi fault zone. One can see how important it is by the name. Up to now, a large number of achievements have been obtained from the studies mainly by the geological method. In order to improve the seismic research and carry out earthquake monitoring and prediction in this area, a GPS horizontal deformation monitoring network is established along the fault from the north to the south by the Se…     

山西断陷带上地幔顶部Pn波速度结构与各向异性成像

本研究拾取了中国数字测震台网固定台站记录的2008—2019年期间发生在山西断陷带及邻区2级以上天然地震事件及陕西神木、府谷等3级以上非天然地震事件共25304条高质量Pn到时数据,反演了山西断陷带及邻区上地幔顶部高分辨率Pn波速度结构与各向异性.研究结果显示,山西断陷带及邻区Pn波速度结构差异较大,大同火山及以南区域、忻定盆地、太行山造山带、华北盆地南部和吕梁山局部地区表现为显著的低波速异常,而运城盆地、临汾盆地北部、太原盆地、大同盆地北部、华北盆地北部和鄂尔多斯块体呈现明显的高波速异常.大同火山下方上地幔顶部的低波速异常与Pn快波方向呈现以火山为中心的近发散状结构特征,结合已有的远震上地幔成像结果,暗示大同火山岩浆可能来源于地幔深部,岩浆的底侵或热侵蚀作用造成了该地区岩石圈的破坏以及整个华北克拉通的"活化",这一推论符合克拉通的热-化学侵蚀破坏模型.山西断陷带上地幔顶部速度异常形态较好的对应了研究区的地质构造,Pn快波速方向与地质构造的展布方向和SKS波各向异性的特征基本一致,说明变形形式以简单剪切为主,表明其形成和演化过程与上地幔物质运移过程有密切关系.     

山西断陷带上地幔顶部Pn波速度结构与各向异性成像

本研究拾取了中国数字测震台网固定台站记录的2008—2019年期间发生在山西断陷带及邻区2级以上天然地震事件及陕西神木、府谷等3级以上非天然地震事件共25304条高质量Pn到时数据,反演了山西断陷带及邻区上地幔顶部高分辨率Pn波速度结构与各向异性.研究结果显示,山西断陷带及邻区Pn波速度结构差异较大,大同火山及以南区域、忻定盆地、太行山造山带、华北盆地南部和吕梁山局部地区表现为显著的低波速异常,而运城盆地、临汾盆地北部、太原盆地、大同盆地北部、华北盆地北部和鄂尔多斯块体呈现明显的高波速异常.大同火山下方上地幔顶部的低波速异常与Pn快波方向呈现以火山为中心的近发散状结构特征,结合已有的远震上地幔成像结果,暗示大同火山岩浆可能来源于地幔深部,岩浆的底侵或热侵蚀作用造成了该地区岩石圈的破坏以及整个华北克拉通的"活化",这一推论符合克拉通的热-化学侵蚀破坏模型.山西断陷带上地幔顶部速度异常形态较好的对应了研究区的地质构造,Pn快波速方向与地质构造的展布方向和SKS波各向异性的特征基本一致,说明变形形式以简单剪切为主,表明其形成和演化过程与上地幔物质运移过程有密切关系.     

Dynamic mechanism for horizontal deformation in part of North China area

ｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎＧＰＳｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｈａｓｐｒｏｖｉｄｅｄａｎｅｆｅｃｔｉｖｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｃｒｕｓｔａｌｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｍｏｖｅｍｅｎｔ．Ｉｎ１９...     

蒙古-贝加尔裂谷区地壳应变场及其地球动力学涵义

蒙古-贝加尔地区是现今构造最活跃的大陆地区之一,其地壳构造运动及变形对我们理解大陆动力学问题具有重要的科学意义.基于融合的这一区域的GPS速度场,本文计算了该区应变率场和应变能变化率场.结果显示,蒙古褶皱带以南区域表现为NNE-SSW方向的压缩状态,主压应变率约为-2.0×10^-9/a,剪应变及面膨胀均较弱,表明蒙古褶皱带比较稳定.贝加尔裂谷整体处于拉张状态且伴有较强的剪应变和面膨胀,暗示可能有多种机制控制裂谷的张裂过程.蒙古高原西部有两条高应变率的构造带,结合深部存在地幔热柱等证据,我们认为这两条构造带及所围限的区域共同构成Amurian板块的西部边界—一条弥散变形的边界带.蒙古-贝加尔地区剪应变分布与0~40 km的地震活动性基本一致,表明该地区形变在地壳尺度耦合程度较高.地幔对流拖曳力场与主应变轴方向及应变率场的一致性表明,地幔对流可能是蒙古—贝加尔地区区域构造动力学过程主要控制因素之一.     

Numerical analysis of contemporary hori-zontal tectonic deformation fields in China from GPS data

Introduction To correctly understand the tectonic deformation of continental lithosphere, its dynamical mechanics and seismic activity, we should firstly acquire the velocity field and strain field of lithospheric tectonic motion with fine resolution and consistent accuracy (Molnar and Lyon-Caen, 1989; Molnar, 1990). And the quality, distribution and density of observed data are the basis for studying crustal tectonic deformation. In the past, crustal deformation is usually determined indi-r…     

Experiments on rift zone evolution in unstable volcanic edifices

Large ocean island volcanoes frequently develop productive rift zones located close to unstable flanks and sites of older major sector collapses. Flank deformation is often caused by slip along a décollement within or underneath the volcanic edifice. We studied how such a stressed volcanic flank may bias the rift zone development. The influence of basal lubrication and lateral flank creep on rift development and rift migration is still poorly constrained by field evidence; here our analog experiments provide new insights. We injected colored water into gelatin cones and found systematic orientations of hydro-fractures (dikes) propagating through the cones. At the base of the cone, diverse friction conditions were simulated. By variation of the basal creep conditions we modeled radial dike swarms, collinear rift zones and three-armed rift systems. It is illustrated that a single outward-creeping flank is sufficient to modify the entire rift architecture of a volcano. The experiments highlight the general unsteadiness of dike swarms and that the distribution and alteration of weak substratum may become a major player in shaping a volcano’s architecture.     

山西裂谷带形变应力场及其与地震的关系

1996年至2001年山西裂谷带6期GPS复测资料的基本特征为趋势性活动,表现为北段向西运动,南段向东运动,整体呈逆时针的差异活动性质;趋势性活动强度并不高,南北向伸展运动只有1 mm/a,而且主要发生在断裂带的北段;主压应变场的方位角为72;°看不出区内任一条断裂两侧存在着明显的趋势性差异运动。显示了华北地区西界受力的特征为“南强北弱,”2002年运动性质与以往基本一致,量级上也比较接近;2003年的运动量级明显偏大,这可能预示着应力增量场有所加强,山西断裂带中段的应变(尤其剪应变)积累较快一些。2004年水平运动没有形成断层错动、应变相对集中或断层闭锁的有序结果。     

首都圈及山西断陷带北部地壳垂直形变与地震危险性分析

根据首都圈地区及山西断陷带精密水准复测资料,分析了近十年来地壳垂直形变状态与特征。结果表明,研究区的东北区域表现为整体下降,下降速率约2～4mm／a;但“北升南降”的运动格局基本没有改变。太行山以西至山西断陷带的东侧地区为整体隆升。隆升速率最大近8mm／a。运动的时空分布从“南快北慢”整体上升的特征,逐步转变为“北升南降”的有升有降的特征。西区上述运动性质发生变化是以2001年为分界线,同时在延怀盆地及其附近区域形成了四象限分布的形变图像。但这一图像从规模和量级上都小于大同地震前的变形。山西断陷带北部的运动表现为断陷型的垂直运动,整体呈下降趋势,运动速率为4～6mm／a。上述特征表明监测区未来2～3年内发生6级以上地震的可能性不大。