北天山流动重力测网场源分辨能力

利用球面六面体单元网络模型建立不同分辨率的重力异常扰动模型检测板,基于北天山地区实际地表流动重力测点分布,进行设定场源异常体的等效源反演恢复,进而评估北天山流动重力测网场源分辨能力。结果表明,在假设地下10 km处存在密度差为±1×10^(-3)g/cm^(3)的场源异常体情况下,北天山重力测网具备0.75°×0.75°及以上场源异常体识别能力;测网中大部分地区具备0.5°×0.5°场源异常体识别能力;测点分布较密集的少部分地区具备0.25°×0.25°场源异常体识别能力。最后,综合考虑北天山测网现有网形、地形、交通条件等因素,给出测网最佳优化方案。

乌鲁木齐及周边地区重力场及视密度变化特征

文中基于2019年4月—2022年4月乌鲁木齐及周边地区流动重力观测资料,采用绝对重力控制进行经典平差计算,获取研究区重力场时空演化特征图像。针对0.5a尺度和1a尺度重力场变化并结合构造地质部位分析重力剖面变化图像,分析了乌鲁木齐及周边地区的重力场变化特征。此外,文中采用小波多尺度分析方法,对乌鲁木齐及周边地区2019—2020年、2020—2021年和2021—2022年3a的重力场动态变化数据进行处理,分解不同场源异常,并对分离出的异常信息进行解释和分析,以此提升地震前兆重力异常的可信度。结果表明,研究区重力场具有明显的分区特征,整体以负值变化为主,正、负重力变化交替出现;小波重力细节反映异常区域与地质构造吻合,功率谱估算的近似场源深度与crust1.0模型相近;此外,基于流动重力观测资料反演得到研究区地壳内部等效视密度变化特征。文中的研究成果将为研判乌鲁木齐及周边地区未来的重力场变化趋势提供初步依据。

新疆天山中段地壳和上地幔顶部P波速度结构研究

天山造山带一直以来是研究盆山耦合作用的理想场所,深入理解这一地区的壳幔结构对认识天山造山带深部动力学过程具有重要意义.本研究基于2009—2020年新疆区域数字地震台网固定台站、震后架设应急流动台站以及部分宽频带流动地震台站记录到的MS≥1.5地震到时资料,采用双差地震层析成像方法反演获得了新疆天山中段精细的地壳和上地幔顶部三维P波速度结构和地震震源参数.结果显示:新疆天山中段具有复杂的深浅构造关系,地壳浅部及上地壳P波速度结构与地表地质构造密切相关,高速异常区对应于天山造山带,低速异常区对应于沉积盆地.研究区中东段中地壳和下地壳存在较大范围低速区,与两侧准噶尔盆地和塔里木盆地上地壳和中地壳低速区相连,且准噶尔盆地和塔里木盆地下地壳及上地幔顶部双向均向新疆天山中段下方倾斜.结合前人诸多研究成果推测,在南北向构造挤压作用下,塔里木盆地与准噶尔盆地双向向天山造山带壳幔岩石圈发生"层间插入与俯冲削减".重定位后地震分布显示,地震震源深度优势范围为0~25 km,主要沿断裂带、盆山结合部以及不同块体接触部位分布,且与壳内低速体有较好的相关性.这些结果可能为研究新疆天山中段地壳和上地幔顶部速度结构和动力学过程提供参考依据.

帕米尔东北部公格尔拉张系现今构造形变InSAR研究及地震危险性分析

帕米尔构造结断裂发育,强震频繁,一直是大陆动力学研究关注的重点区域。位于帕米尔内部的公格尔拉张系是中、东帕米尔内部最重要的张性断层之一,对其现今构造形变进行研究,对于探讨帕米尔内部的现今变形状态、动力学机制、强震活动及灾害防御都具有重要意义。本文处理了2018—2022年2个轨道的Sentinel-1 SAR数据,获取了研究区高密度三维形变速率场,并结合库伦应力讨论了研究区地震危险性。结果表明,在东西方向上,公格尔拉张系的木吉断裂存在约10 mm/a的右旋走滑,昆盖山南麓断裂和公格尔山断裂的拉张速率分别约为11和5 mm/a,慕士塔格断裂几乎不作拉张运动;垂直方向上,木吉断层南盘抬升7 mm/a,北盘抬升3 mm/a,昆盖山南麓断裂、公格尔山断裂和慕士塔格断裂的两侧均存在一定程度的抬升,约为3 mm/a;静态库伦应力表示,公格尔拉张系北段为未来强震的危险区。

基于张衡一号电磁卫星的夏季磁静日新疆区域上空电离层电子密度变化特征

采用张衡一号电磁卫星朗缪尔探针(Langmuir Probe,LAP)载荷原位电子密度对夏季磁静日时段新疆区域(30°~55°N,70°~100°E)的顶部电离层N e进行分析。通过分析日侧和夜侧的数据变化曲线:40°~55°N范围内N e数据变化平稳,日侧N e值平均高于夜侧N e值的2倍,其中夜侧N e值稳定在0.5×10^(10) cm^(-3)~1.0×10^(10) cm^(-3),日侧N e稳定在1.0×10^(10) cm^(-3)~1.5×10^(10) cm^(-3);而30°~40°N范围上N e数据波动较大。根据地方时特征分析结果表明:无论是夜侧还是日侧,随着纬度的降低N e值逐渐增大,N e值最大达到5.25×10^(10) cm^(-3)。研究区域范围内N e日侧、夜侧在不同纬度、不同地方时具有显著不同的特征形态。

天山地震带境内外主要断层滑动速率和地震矩亏损分布特征研究

本文搜集、整理1998—2013年境内外天山及周边地区（包括中国新疆、哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦等）500余个GPS观测点数据,采用GAMIT/GLOBK软件对其进行解算和平差计算,并利用了弹性块体模型计算区域块体边界断层闭锁深度、块体运动参数和主要活动断层的滑动速率.研究结果表明,东、西昆仑地震带闭锁深度最大（19km）,其次为南天山地区,闭锁深度达到17km,闭锁深度最小的为哈萨克斯坦（13km）;各块体相对欧亚板块作顺（逆）时针旋转,旋转速率最大（-0.7208±0.0034°/Ma）为塔里木块体,其围绕欧拉极（38.295±0.019°N,95.078±0.077°E）顺时针方向转动,旋转速率最小为天山东段（0.108±0.1210°/Ma）,而天山东、西两段无论是在旋转速率上还是在旋转方向上都有显著的区别.西昆仑断裂带的滑动速率（10.2±2.8mm·a-1）最大,南天山西段滑动速率为9.5±1.8mm·a-1,其东段为3.9±1.1mm·a-1;而北天山东段滑动速率（4.7±1.1mm·a-1）高于北天山西段（3.7±0.9mm·a-1）;塔里木盆地南缘的阿尔金断裂带平均滑动速率为7.6±1.4mm·a-1,其结果与阿勒泰断裂带滑动速率（7.6±1.6mm·a-1）基本相当;天山断裂带运动方式主要以挤压为主,而阿尔金、昆仑、阿尔泰以及哈萨克斯坦断裂带均是以走滑运动方式为主,除阿勒泰断裂带走滑方式为右旋以外,其余几个断裂带均为左旋运动.最后,利用主要断裂带的滑动速率计算出各地震带的地震矩变化率以及1900年以来地震矩累计变化量,其结果与利用地震目录计算所得到的地震矩进行比较,判定出各地震带上地震矩均衡分布状态,研究结果显示阿尔金、西昆仑、东昆仑和北天山东段断裂带存在较大的地震矩亏损,均具有发生7级以上地震的可能性,南天山东段和哈萨克斯坦断裂带地震矩亏损相对较小,具有孕育6~7级地震的潜能,而天山西段、阿勒泰地震矩呈现出盈余状态,不具在1~3年内有发生强震的可能.

新疆南天山地区重力场动态演化特征

通过分析南天山地区2005-2008年近8期流动重力测量资料,研究了重力场的时空动态演化特征,提取与地震活动有关的信息,并对重力场变化与构造活动及地震活动的关系进行了探讨。结果表明:重力场变化与构造环境变化有关;地震孕育发生阶段重力场出现一定范围的区域性重力异常;地震往往多发于重力场变化正负值交替的零线附近。

新疆天山中部重力场时空变化特征研究

利用1987～2011年新疆地区的流动重力资料,对多期数据进行统一起算基准平差计算,绘制出新疆天山中部地区区域测段段差时序变化图、测线重力变化剖面图以及乌鲁木齐地区的重力场变化等值线图,并结合地震地质构造背景,分析新疆天山中部重力场变化特征。研究结果显示:独山子、宁家河测区重力变化较大,异常变化比较明显;乌鲁木齐地区相对稳定,空间分布比较集中,重力场正负变化区交替出现,重力场变化不大,能量正处于积累的过程。

新疆及邻近地区重力场变化特征研究

首次利用1998—2010年共6期全国地壳运动网、数字地震网和陆态网络重力观测数据，通过整理计算平差，分别绘制了新疆及周边部分地区（西藏、甘肃、青海和宁夏）2～3年尺度重力场差分变化和累计变化图像，并结合动力构造环境和强震活动，剖析该地区重力变化特征及与强震孕育之间的响应关系。分析表明：新疆及周边地区重力场变化较明显，重力异常变化值较大，2～3年为尺度的重力变化值最大达到-140×10^-8ms-2；地震发生在重力变化转折、高梯度带附近和主要控制构造交汇部位；新疆及周边地区重力变化具有明显的分区特征，重力变化机制的差异与构造环境密切相关。

北天山中段近期重力场变化特征研究

利用北天山中段最新的流动重力观测数据,通过整理计算平差,绘制该地区半年和一年尺度的重力场变化图像;选取横跨北天山中段乌鲁木齐、独山子两条测线,并分别绘制其重力剖面变化图;结合北天山中段地区动力构造环境,剖析该地区重力变化特征及其与地震孕育之间的关系。分析表明:北天山中段地区重力异常变化值不大,重力变化等值线图和剖面变化图均能较好地反映重力场随时空变化特征;北天山中段动态重力变化特征基本反映了该地区动力构造运动的外部环境;研究区域内的重力场空间格局分布特征较清晰,其重力变化具有明显的分区特征,山体和盆地之间的重力变化具有显著差异,山体与盆地边缘正负重力变化交替出现,且变化相对较平稳。

利用重力资料与GPS数据研究伽师及邻区近期地壳运动特征

利用重力资料和GPS数据研究伽师及邻近地区地壳运动特征,首先对2005～2009年该区域流动重力观测资料进行平差计算,绘制出以1年为尺度的重力场变化的等值线图。分析表明,伽师及邻近地区近年来重力场变化相对活跃,且有一定的规律,最大重力异常值达到150×10-8 m.s-2。其次,利用2005～2009年该区域GPS数据在统一框架下进行重新解算,并利用理论计算得到该地区每年的面膨胀值。研究表明,该区域地壳面压缩、面膨胀交替出现,正负交界处往往是剪应变值增大的地区,即地震易孕育区域。最后探讨了重力与GPS(面膨胀)二者在地壳形变、地球动力之间的响应关系。研究表明,震前伽师及邻区重力值主要显示正变化,震后则呈现出大面积负值区域,说明压陷(面收缩)和向北扩张(面膨胀)作用交替进行,这与GPS计算出的面膨胀结果是一致的。

利用观测资料对CG-5型与LCR-G型相对重力仪精度初步评定

利用新疆测区2005～2011年流动重力资料对CG-5和LCR-G两种型号相对重力仪的精度进行了初步评定,首先对选择区域的流动重力资料进行了整体统一平差计算,通过精度评定,计算出不同时间各仪器的自差、互差、单位权中误差和点值平均精度。初步分析表明:两种型号仪器所获得观测资料质量均可靠,但CG-5型相对重力仪各项精度指标均优于LCR-G型相对重力仪,且CG-5型相对重力仪在野外观测环境中较稳定,性能较好,可信度较强。

新疆南天山地区重力场动态变化与乌恰西6.8级地震

利用2005—2009年流动重力观测资料,分析新疆南天山地区重力场动态变化特征,并给出一年尺度的重力场变化图像,结合重力段差时序图以及GPS计算资料分析2008年10月5日乌恰西6.8级地震与重力场、应变场的关系,并综合分析区域重力场与动力构造环境的响应关系。结果表明:重力场变化与区域应力-应变场微动态活动有关,重力场变化反映出应力场引起的重力源兆变化特征。

某区水库大坝近期形变特征研究

通过利用GPS和水准测量手段对某区水库大坝表面运动进行监测,获取大量的野外监测数据。通过内业计算得出每期的大坝各变形点的三维坐标,并结合、利用近3期的数据资料对比,求出各点的形变量。最终通过计算、分析得出水库主坝、东副坝及北副坝3个坝体的稳定性。

2009年阿合奇M_S5.5、阿图什M_S5.0地震前后重力场变化分析

计算分析了近2期流动重力资料,对2009年4月19日阿合奇发生的MS5.5地震和2009年4月22日阿图什发生的MS5.0地震进行了初步分析。结果表明,这两次地震的孕育与发生,都伴随着重力异常的出现,且地震发生在重力场变化的零线附近和重力场反向回跳的转折线附近。

利用数值计算方法(Lagrange)研究伽师及邻近地区重力场变化特征

利用数值计算的方法(Lagrange),结合近4期流动重力资料,分析伽师及邻近地区的重力场时空动态变化特征,初步研究了该区的重力变化与地震活动及构造的关系。结果表明:重力场变化与构造环境变化有关。在地震孕育过程中,重力场出现有规律的变化并伴随重力变化密集区,地震往往多发于重力场变化正负值交替的零线附近。

伽师6.4级地震前后震源区视密度变化及其构造意义

2020年1月19日新疆维吾尔自治区伽师县发生6.4级逆冲型地震,发震构造为柯坪断裂,震中位于重力监测网内部。文中首先介绍塔里木盆地西缘的重力观测网络系统的基本情况;其次结合“以场求源、场源结合”的思想,利用地震前后2013—2020年塔里木盆地西缘地区的重力重复测量数据,基于贝叶斯重力平差方法得到的点值序列和时变重力信号的场源反演方法,给出等效源反演方法的基本原理和研究区的场源监测能力,并针对实际重复重力观测数据进行测试,反演得到重力时空场源变化特征,获得了研究区地壳内部区域性重力场源动态变化及该区的地震前后多期场源视密度的结构特征;最后,结合2020年伽师6.4级地震发震构造区的重力场变化过程进行了分析和讨论。研究认为:塔里木盆地西缘的重力测网对于伽师M_(S)6.4地震震中周边的场源参数具有较好的分辨能力,地震前区域重力测网在2017年开始出现显著的区域性重力场变化,场源视密度呈现出与柯坪构造系一致的NEE条带特征;在地震前后,场源的视密度出现由正转负的变化过程,震后这种视密度变化与构造走向一致的特征更加明显,且扩展至整个柯坪断裂系范围,说明这些由重力监测获得的场源变化信号与此次地震事件及构造控制的场源环境变化密切相关。文中的研究方法和成果可为时变重力场源特征研究和地震重力前兆信号的分析与解释提供有重要价值的震例参考;同时,对于认识孕震区和断裂带周边的地壳构造运动模式具有重要指示意义。

北天山现今活动构造的运动特征

利用1998—2008年北天山地区近30个站的GPS观测资料,获取了研究区内现今地壳运动速度场和主要断层的活动速率。GPS运动速率表明:北天山地区的南北向地壳缩短表现为非均匀性,速度吸收的差异性表现出与该地区地震发生频度有一定的相关性;GPS测量得到的现今断裂总体活动特征与地质学推断结果一致,但量值存在差异。

南天山-帕米尔现代地壳形变特征与应变场分布

利用1998—2011年南天山地区近90个GPS测站观测资料,获取了南天山-帕米尔地区的现今地壳运动速度场、水平应变场以及区域内主要断层的活动速率。GPS运动速率表明:1)研究区主要表现为南北向缩短挤压的运动趋势,并呈现出顺时针旋转的特征;2)最大主压应变分布自西向东递减,应变场的空间分布受区域构造的影响,与构造走向正交;3)剪应变高值区与中强地震存在密切关系,剪应变最大值集中分布在南天山西段与柯坪断裂北部地区。

北天山地区近期重力场及地壳密度变化特征研究

利用2014~2019年北天山地区流动重力资料,采用绝对重力控制进行经典平差计算,获取该地区重力场时空演化特征图像,并结合重力段差可视化方法,得到该地区重点构造部位物质迁移规律。采用紧凑反演方法进行北天山中段不同深度地壳密度模拟计算,结果表明,北天山中段地壳物质密度变化最佳深度为30~40 km,是地壳密度变化的正值区域,基本位于北天山北坡和准噶尔盆地南缘,表明该地区物质不断汇聚,或者表明地壳呈现下沉的趋势;而在北天山山体附近,物质密度变化为负值,表明山体物质处于亏损态势,或者山体受到构造应力的作用,使地壳处于不断隆升过程中。