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．     

根据GPS大地测量资料计算的板块运动和地壳形变

我们使用了全球定位系统（GPS）4年的大地测量资料计算了：（1）6个主要板块之间的运动；（2）板块边界带上10个点的相对板块运动。大地测量速率与刚性板块之间的统一性的标准误差，对水平速率（一维）约为2mm/a，我们根据GPS估算结果描述成对板块之间运动的15个角速度中的每一个角度，与全球板块运动模型NUVEL－1A中的响应角速度无明显的不同，而后者是取过去3Ma的运动均值。观测到太平洋板块相对于欧亚板块和北美板块的运动比采用NUVEL－1A预测的要快得多，支持了甚长基线干涉测量（VLBI）得到的太平洋板块运动在过去的若干Ma中加快的结论。欧亚－北美的转极处于NUVEL－1A的北端，与这样的一种假设是一致的，即：极点最近向北穿过东北亚朝勒拿（Lena)河三角洲（俄）附近迁移，位于卡斯凯迪亚消减带的主要冲断层上的维多利亚，以消减板块速度的30％作相对于主要板块内部运动，支持了冲断层在大陆架和陆坡下面被锁住的观点。     

全球板块运动及其对地球表面积变化的影响

利用几个典型全球板块相对运动模型的欧拉矢量,计算沿这些模型板块边界段的两两板块之间的相对运动速度,据此进一步计算一定时间尺度内这些板块边界段的面积变化. 并依据已有对相应各边界段性质-包括张性、压性及走滑性质的研究,设定组成各边界段的两个板块如何分别承担其面积变化的情况,得到各模型中每个板块的面积变化和全球表面积变化总量. 结果显示,在近100万年时间尺度内,地球南半球表面积增大、北半球表面积减小,地球总表面积变化为2.9万～3.6万km~2. 如果假设地球表面积的增量完全由体积膨胀引起,这将对应地球半径160～250 m的增加. 以NUVEL-1模型为例,全球14个板块中,非洲、 南美与南极三个板块的面积持续增大,其余11个板块的面积在逐步减小;不过,非洲、南美与南极这三个板块面积增大部分之和,能够完全抵消掉其余11板块面积之减小,而且使全球总体表面积增加. 本文进一步讨论了一些其他因素,例如俯冲带前进与后退等影响地球表面积变化的情况.     

基于ITRF2000的全球板块运动模型和中国的地壳形变

基于最新的国际地球参考架ITRF2000的速度场构建了一个新的现时板块运动模型ITRF2000VEL,比以往用空间测量技术或地质、地球物理资料建立的板块运动模型,更精确和更全面地反映现时全球板块运动的特点.同时发现了ITRF2000存在整体旋转,旋转角动量矢量为(0.12°/m@a,40.2°S,154.4°E),不符合协议地球参考架的定义.以ITRF2000VEL的欧亚板块运动为背景,计算了近10年来建立的中国地壳运动GPS监测网(全国网和部分区域网)和亚太网的300多个GPS测站在ITRF2000框架内的运动速度.给出和研究了中国大陆及周边地区相对于欧亚板块地壳形变的特点,中国大陆地壳形变具有南强北弱,西强东弱的特点.西部具有一致性的北向运动,而东部具有一致性的南向运动.     

由空间大地测量得到的太平洋板块现今构造运动与板内形变应变场

推导了板块的弹性运动方程.根据太平洋板块(PCFC)上空间大地测量的观测结果,建立了PCFC的弹性运动模型,该模型与板块实际运动状态的符合程度明显地优于刚体运动模型.研究表明：PCFC现今旋转的角速度比过去3Ma的平均值大0.037°/Ma;在PCFC内部存在明显的水平形变,在15°S以北和204.5°E以西地区存在一致的向西形变,北西与南西方向的形变速率分别为0.8～3.5 mm/a与1.0～3.4 mm/a;在板块的东南区存在一致的向东形变,北东与南东方向的形变速率分别为1.5～1.8 mm/a与2.8～9.1 mm/a.PCFC内部水平应变场的空间变化是有规律的,在PCFC的西北部,主压应变轴为NW-SE方向,主压应变率大于主张应变率;在PCFC的东南部,主压应变轴为NE-SW方向,主张应变率大于主压应变率;PCFC的东南边界是扩张边界,边界附近的主张应变率最大（平均为1.51×10-9/a）,主张应变轴基本上与洋中脊的扩张方向一致;PCFC的西北边界是俯冲边界,边界附近的主压应变率最大（平均为0.75×10-9/a）,主压应变轴基本上与太平洋板块的俯冲方向一致.     

华北地震场和源地壳形变前兆研究

文中用实测资料和构造物理学观点论证了华北中、强地震前孕震形变场(断层活动系统)的存在和它的运动学与力学机制,并用有限元法加以检验;讨论了形变场、源前兆之间的关系和它们的前兆特征;给出了可操作的剪切破裂指标S(t),用断层滑动速度和剪切应变速度较好地表达了某地的地震破裂危险性;最后,提出了华北形变场活动的长期稳定性和周期性(约12年)。     

华北地区GPS形变测量结果及其地震地质意义

简要介绍了华北地区ＧＰＳ形变监测网１９９５～１９９６年两次观测概况,利用伯尔尼软件进行数据处理的主要过程、水平形变计算与应变分析的方法和结果及垂直形变的结果。分析了ＧＰＳ成果的地震地质意义,认为ＧＰＳ观测到的水平形变可能反映了上地壳层块构造活动的某些特征     

地壳变形与地应力变化关系的研究

地震地质研究表明，地壳变形与地应力变化直接相关，它们之间存在着比较复杂的关系。本文在分析甘肃东南部地区地应力及地壳变形观测资料的基础上，结合其它前兆物理现象的对比，用数值模拟方法，研究了地应力变化与地壳形变、地震活动性以及区域构造活动之间的关系。其方法和结果拓宽了不同观测资料横向综合分析的路子，使其在地壳动力学、地震地质研究和地震预报中得到更广泛、更进一步的应用。