菲律宾海板块的整体旋转线性应变模型与板内形变-应变场

用菲律宾海板块上7个站ITRF2000的速度建立了菲律宾海板块的整体旋转线性应变模型. 结果认为菲律宾海板块的现今运动是顺时针方向旋转,与NNR_NUVEL_1A估计的旋转方向一致,但与NNR_NUVE_1A估计的旋转极位置和旋转角速度有较大差别. 本文模型与Sella等建立的刚体运动模型相比能更精确地描述菲律宾海板块的现今构造运动与板内形变. 菲律宾海板块内部存在强烈的形变-应变场. 在板块上存在一致的向东形变,形变速率在中央构造线附近小,东、西边界附近大,南、北两端小,中部大,在Mariana弧上向东的形变速率达到48.4 mm/a. 板块上南北方向的形变,东、西部存在明显差别,东部的南北向形变速率很小,西部在Manila海沟附近南北向形变速率较大,北端向北的形变速率为11.3 mm/a,南端向南的形变速率为29.3 mm/a. 板块的中央构造线把板块的主应变场分为东、西两个区. 东区存在非常强烈的张应变,压应变则很弱. 主张应变为近东西方向,从中央构造线向东主张与主压应变率逐渐增加,板块东南边界附近（148°E,15°N）主张应变率最大为8.58×10-8/a. 在西区,存在很强的主压应变而主张应变则较弱,主压应变为NW-SE方向,主压与主张应变率呈现从中央构造向西逐渐增加的特征,在板块西北边界（122°E,23°N）附近,主压应变率最大为5.71×10-8/a. 菲律宾海板块主应变场的空间变化与板块内部及周围的构造背景密切相关,是构造应力场的反映.     

板内块体现今刚性运动模型研究

应用欧拉矢量方法,建立了板内块体运动模型。根据运动模型,应用全国ＧＰＳ地壳运动监测网２期观测结果,计算了我国大陆板内块体的现今运动量。     

弹性板块运动模型研究进展

传统板块构造理论认为板块是一个刚体,实际上板块是可变形的.板块内部几年到几十年时间尺度的变形主要是弹性变形,因此应当用弹性模型描述板块运动.推导了板块的弹性运动方程,由空间大地测量新的观测成果建立了菲律宾海、太平洋和澳大利亚板块的弹性运动模型.发现三个板块内部都存在明显的水平形变.板内应变场的空间变化有明显的规律：板块边界附近的应变率最大,从边界向内部逐渐减小;在板块扩散边界附近,主张应变率大于主压应变率,主张应变轴基本上与边界的扩张方向一致;在俯冲边界附近,主压应变率大于主张应变率,主压应变轴基本上与板块的俯冲方向一致;在走滑兼有俯冲性质的边界附近,最大剪应变的方向与边界断裂的走向基本一致.由GPS观测得到的主压应变轴与由震源机制解得到的主压应力轴方向具有很好的一致性.板内的应力－应变场基本上遵循广义胡克定律.     

中国大陆及周边地区的水平应变场

推导并建立了块体的两种弹性运动方程：块体的整体旋转与均匀应变方程和块体的整体旋转与线性应变方程. 应用统计学原理,使用西域、青藏和华北块体上的GPS站速度数据,对这两种弹性运动方程与刚体运动方程模拟块体站速度的无偏性和有效性进行了统计检验. 检验结果表明,块体的整体旋转与线性应变方程是描述块体运动的最优模型. 将中国大陆划分为10个块体,应用块体的整体旋转与线性应变方程和块体上的GPS站速度估计了各个块体上的旋转与应变参数,按照1°×1°的间距计算了中国大陆及周边地区上1005个点的应变参数,分析了中国大陆及周边地区应变场的基本特征. 用本文方法得到的主压应变方向与地质学方法和测震学方法得到的主压应力轴方向具有很好的一致性(华南块体除外).     

空间大地测量GPS揭示的汾渭盆地及其邻域现今地壳应变场变化特征

利用汾渭盆地及其邻域2001-2007年与2009-2011年高精度GPS监测资料,基于区域构造特点,采用块体运动应变模型结合数理统计假设检验法,建立了区域合理的地壳运动应变模型,基于此定量研究了区域现今地壳应变场及其变化特征,特别是2008年汶川强震对汾渭盆地区域变形特征的作用影响,同时从盆地整体上分析了盆地内多发的地裂缝灾害与区域整体构造变形特征之间的内在关系.研究结果表明:经统计检验判断,选择合理的区域地壳运动应变模型,对获取真实反映区域实际构造变形特性的应变参数具有重要的作用;2008年汶川强震对青藏东边缘地块及渭河盆地西侧局部地区应变场造成一定的影响,但是震后上述区域并没有出现显著的应变积累而是呈现出应变量值较震前减小的特征,分析其原因可能是因为此区域并不是强震造成的库仑应力显著增加区,在震后2009-2011年时间段内处于构造应力场的松弛调整期;汶川强震没有显著改变研究域现今整体的构造变形背景特征,区域地壳构造活动特征仍具有较好的继承性;基于研究域构造块体具有各向同性连续弹性变形的前提,初步推断整个汾渭盆地内多发的地裂缝灾害可能是区域NW-SE向拉张应力场作用下的地表破裂响应.     

GPS观测结果的精化分析与中国大陆现今地壳形变场研究

20世纪60年代以来板块构造理论解释海洋地壳构造与形变取得极大成功并被全球地球科学家所接受。但是人们也意识到,大陆内部构造形变并不能完全被板块构造理论所解释,因此板内构造与形变的研究一直是地球科学探索的热点之一。在过去20多年的大陆动力学研究过程中,人们提出了多种理论和假设。针对中国大陆内部的形变模式,     

青海地区现今垂直形变场概貌及与构造运动和强震活动性的关系

本文利用青海地区近几十年的大地测量资料，探讨了该区现今地壳垂直形变与现代构造运动及强震活动之间的关系，认为青藏高原北部目前仍处于强烈的构造运动活跃期，判定了两处有可能是未来发生强震的场所，并对青藏高原北部强震成因提出了作者的看法。     

应用大地测量资料论证北京平原的现代构造运动和现代应变场

从测量资料的研究得知北京平原地区的现代构造形态与第三纪形成的京西北隆起、北京凹陷、大兴隆起等不相符合。由于出现一个北西向的下降带,使原来“两隆夹一凹”的构造形态可能解体。同时,应变场也起了变化,认为该地区目前处在南东方向的拉伸应力场中     

全球五大板块的运动和形变──用卫星激光测距数据导出的站速度分析

根据德国卫星激光测距（ＳＬＲ）数据分析中心ＧＦＺ对１９８０年１月－１９９１年７月获取的ＳＬＲ观测数据处理后得到的４１个ＳＬＲ站的站速度,解算了北美、欧亚、太平洋、南美和澳大利亚板块之间的相对运动欧拉矢量,得到了第１个ＳＬＲ实测的板块运动模型ＳＰＭＭ１．与地学板块模型ＲＭ２和ＮＵＶＥＬ－１的比较指出,ＳＰＭＭ１大体上与地学模型一致,与ＮＵＶＥＬ－１更为接近;ＳＰＭＭ１的欧亚与北美板块相对运动欧拉极与ＮＵＶＥＬ－１的相应极很接近,但旋转速率明显偏小．还分析了各板块上ＳＬＲ站的局部形变特征．欧亚板块东部和西部存在１０－２０ｍｍ／ａ的相对运动;板块边界附近ＳＬＲ站的残差站速度基本上反映了该边界的构造形变特征．     

菲律宾海板块运动欧拉参数的确定及其推论

利用 ＮＵＶＥＬ－１全球板块模型的 １１２２个数据、菲律宾海板块（ＰＨ）的地震滑动 矢量以及由ＧＰＳ测得的的运动速率，根据全球板块模型反演了包括菲律宾海板块在内 的１２个板块相对于太平洋板块（ＰＡ）的欧拉矢量．推得了菲律宾海板块相对周围其他板 块的运动矢量．这一结果与观测值相当符合，并能满足开罗林板块（ＣＲ）附近的ＣＲ－ＰＨ， ＰＡ－ＣＲ边界上的地质及其他地球物理约束．最后利用板块运动参数讨论了菲律宾海板 块的形变．     

应用综合震源机制解法推断鄂尔多斯块体周缘现今地壳应力场的初步结果

利用2007年8月1日至2013年7月21日发生在鄂尔多斯块体周缘的8499个地震的49844个P波初动符号资料,应用综合震源机制解法获得了鄂尔多斯块体周缘0.25°×0.25°的精细地壳应力场,所得应力场结果基本上覆盖了整个鄂尔多斯周缘地区.研究结果表明鄂尔多斯周缘地壳应力场具有以下特征: (1)在环绕鄂尔多斯周缘的银川—吉兰泰断陷带、河套断陷带、岱海断陷带、山西断陷带和渭河断陷带内,综合震源机制解结果以正断层型为主,且综合震源机制解节面走向大体与控制断陷带边界的主要断裂走向相一致,与鄂尔多斯周缘断陷带现今的拉张状态相一致.(2)在鄂尔多斯西南缘,综合震源机制解类型主要为逆冲、逆冲走滑和走滑型,反映了鄂尔多斯块体在西南缘受到青藏高原北东向挤压作用.鄂尔多斯西南缘的应力场的主压应力方向在远处为东向,源自于青藏高原向东北挤压作用,靠近鄂尔多斯块体表现为北东—南西向.(3)P轴方位在局部地区变化较大,但总体呈现规律性变化.P轴方位在鄂尔多斯块体西缘,从南向北,主压应力轴方位更加偏北;在其北缘,由西向东,主压应力轴方位更加偏东.在其南缘和东缘,主压应力轴方位变化不大,大体上平行于控制各断陷带主要断裂走向.P轴倾角在西南缘为近水平,在其周缘各盆地内P轴倾角近直立.(4)T轴方位总体表现为北西—南东向;在鄂尔多斯周缘各断陷带内,T轴走向大体与控制断陷带主要断裂走向以及断陷盆地走向相垂直.(5)鄂尔多斯块体在其西南角受到来自青藏高原的北东向挤压和其东北角深部物质上涌形成的北西—南东向拉张力联合作用,上述作用使得鄂尔多斯块体周缘地区除西南区为挤压区外,其余区域均为剪切拉张区,与先前研究认为鄂尔多斯周缘地区处于引张应力场作用相符合,较好地解释了环鄂尔多斯周缘的断陷盆地构造,亦符合鄂尔多斯块体东西两侧的右旋剪切拉张带以及南北两侧的左旋剪切拉张带的认识.     

南北地震带形变场动态演化与地震活动参数图象综合对比研究

利用南北地震带及附近地区２０ 多年来的大地垂直形变资料, 结合区域地震活动资料, 初步分析归纳了大地形变时空分布与地震群体活动的关系。在此基础上, 进一步对南北地震带中南段之川滇菱形块体形变场中期动态演化图象与ｂ 值等地震活动参数图象进行了综合对比分析, 研究了形变场动态演化所揭示的区域现今构造运动的时空差异与反映地壳介质结构特性的ｂ 值的时空分布变化、强震前后地震非均匀度值分布变化以及地震空区等的关系。结果表明： 强震前区域形变场动态演化与地震活动参数的时空分布均具有一定的非均匀特征, 二者所反映的大区域应力场变化与介质结构的不均匀导致的强烈差异运动产生的应变能积累是强震孕育的主要原因。得出了一些利用大地形变场动态演化与地震活动参数图象相结合进行强震中期预测的有益结果。     

The dependence of response spectrum on the tectonic ambient shear stress field

Introduction The acceleration response spectrum and peak ground acceleration are the necessary and im-portant parameters in earthquake-resistant design at present. They are still active research field. With the increase of digital high accurate strong motion observation data, especially the earth-quakes of Loma Prieta (M=7.0) in 1989; Landers (M=7.3) in 1992; Big Bear (M=6.4) in 1994 and Northridge (M=6.7) in 1994 in USA; Kozani (M=6.6) earthquake and afteshocks in 1995 in Greece; Dinar…     

应用最小二乘配置建立地壳运动速度场与应变场的方法

简要论述了应用最小二乘配置原理,利用GPS资料建立水平运动速度场统一模型和应变场的方法.讨论了建立基于不同参考基准和几何变形含义的地壳运动模型及空间不同尺度和频率域应变场等问题.对中国地壳运动观测网络区域网资料进行了处理、分析,并分别以中国大陆区域整体及首都圈地区不同空间尺度的区域作为研究区对本文提出的模型和方法进行了实际应用和讨论.     

板块运动与地震各向异性及应力场的相关性统计分析

利用收集到的各种来源共计7 959组的地震各向异性观测数据和21 750组应力场数据,结合板块绝对运动模型计算给出的各板块的运动规律,分别统计分析了板块运动与地震各向异性及应力场的相关性,并对板块运动对地震各向异性及应力场特征产生的影响进行了分析． 统计结果表明,阿拉伯、 加勒比、 胡安德富卡、 北美、 纳兹卡、 太平洋和南美板块上地震各向异性与板块运动均具有较好的相关性,而非洲、 南极洲、 澳大利亚、 欧亚、 印度和菲律宾板块上二者的相关性则相对较差. 讨论分析发现,板块运动拖动软流圈流动、 橄榄岩晶格优选方位、 化石各向异性和地幔流动或岩石圈流动等因素均在一定程度上控制并影响着地震各向异性与板块运动的一致性． 而板块基底拖曳力、 洋脊推力、 浮力作用和碰撞及俯冲作用等多种因素共同制约了板块运动与应力场的相关性,使得非洲、 可可斯、 欧亚、 胡安德富卡、 北美、 纳兹卡、 菲律宾和南美板块上二者的相关性较好,其它板块上其相关性则较差． 对于俯冲带地区,由于俯冲机制的复杂性和软流圈、 岩石圈地幔流动方向的不确定性,其板块运动与地震各向异性及应力场的相关性图像表现复杂,需要结合具体的俯冲带构造进行近一步研究．     

兰州至玛曲地区地应力测量与现今构造应力场特征研究

兰州—玛曲地区是印度板块北东向推挤引起青藏块体强烈变形的前缘区,该区的现今构造应力场研究对研究大陆动力学问题具有重要意义.本文给出了兰州—玛曲地区不同地点的现今地应力实测值的大小和方向.测量方法采用压磁应力解除法,测点分别布置在阿姨山、大水、尕海、玛艾以及清水.为系统研究本区及邻近地区现今构造应力场特征,对已有应力实测数据进行了整理分析.研究结果表明,本区及邻区几十米浅表部应力与其他地区相比,属于中等大小量值;应力随深度增加而加大,但在不同构造单元,应力增加梯度有所不同;最大水平主应力方向总体上为北东向,不同构造单元上方向有所不同,鄂尔多斯地块最大水平主应力方向为近东西向,河西走廊带最大水平主应力方向在北北西—北东方向内变化,祁连山东南端最大水平主应力方向变化较大,西秦岭地块是现今地应力的一个过渡带,最大水平主应力方向由北侧的NE向逐渐转变为中部的EW向和南侧的SEE向.本文给出的结果与由GPS观测给出的该区域应变场分布具有一致性.     

北天山中东段活动断层滑动与现代构造应力场

利用北天山中段地区主要活动断裂关键构造部位测得的断层滑动数据,采用断层滑动资料反演构造应力张量的方法,确定了该区现代(最新构造变动时期)构造应力场的基本特征,结果是:应力方向表现为近南北向的挤压;应力结构以逆冲型为主,兼有走滑型。该结果与前人利用震源机制解资料反演得到的区域构造应力场的基本特征一致。两类不同应力资料反演得到的构造应力场特征具有较好的一致性,表明在一个较长的地质时期内研究区的构造应力作用比较稳定。     

南北地震带震源机制解与构造应力场特征

南北地震带作为中国大陆地应力场一级分区的边界,其构造应力场的研究对理解大陆强震机理、构造变形和地震应力的相互作用具有重要意义.本文收集南北地震带1970—2014年的震源机制解819条,按照全球应力图的分类标准对震源机制解进行分类,发现其空间分布特征与地质构造活动性质比较吻合.P轴水平投影指示了活动块体的运动方向,T轴水平投影在川滇块体及邻近地区空间差异特征最为突出,存在顺时针旋转的趋势.南北地震带的最大水平主应力方向具有明显的分区特征,北段为NE向走滑类型的应力状态,中段为NEE—EW—NWW向的逆冲类型,南段为SE—SSE—NS—NNE向走滑和正断类型,在川滇块体的北部和西边界应力状态为EW—SE—SSE的正断层类型,表明来自印度板块的NNE或NE向的水平挤压应力和青藏高原物质东向滑移沿大型走滑断裂带向SE向平移的复合作用控制了南北地震带的岩石圈应力场.川滇块体西边界正断层类型应力状态范围与高分辨率地震学观测得到的中下地壳低速带范围基本吻合,青藏高原向东扩张的塑性物质流与横向边界(丽江—小金河断裂带)的弱化易于应变能的释放,在局部地区使NS向拉张的正断层向EW向拉张正断层转变.反演得到的应力状态基本上与各种类型地震的破裂方式比较吻合,也进一步验证反演结果的可靠性,可为地球动力学过程的模拟和活动断层滑动性质的厘定提供参考.