柴达木—祁连山地块内部震间上地壳块体运动特征与变形模式研究

以青藏高原北缘及东北缘的柴达木—祁连山地块内的活动断裂、由断裂所围限的微小块体为研究对象,系统收集整理区内活动断裂定量参数和GPS速度场等资料,使用球面应变率计算方法分析研究区内GPS速度场得到现今构造应变率场,讨论区内最大剪应变率、面膨胀率与旋转率等参数与区域构造变形之间的关系;同时,依据区内详实的活动断裂资料建立精细的微小活动块体模型,利用Backslip模型反演断裂所围限的各个块体边界断裂的滑动速率、块体内部统一应变率及块体欧拉运动学参数等,并与活动构造方法获得的滑动速率做对比;最后,讨论研究区内由GPS速度场所揭示的地壳运动变形模式.结果表明:(1)柴达木—祁连山地区地壳运动,在沿着山脉走向上具有带状区域分块运动特征,大范围内具有弥散变形特征;(2)青藏高原北部变形场应是通过不同断裂差异性相对运动、区域内部逆冲挤压和块体旋转共同作用的结果.从鄂拉山到古浪民勤一带具有强烈的逆冲活动,其两侧地壳块体分别具有逆向旋转的运动性质;(3)在研究区东部GPS速度场所呈现顺时针旋转的形态,应是处于不同地块边界处的中下地壳与地幔介质差异驱动机制对上地壳块体所产生的作用,并以近地表断层应变率积累形式表现的结果,是祁连山地块、阿拉善块体、鄂尔多斯地块等大型块体推挤旋转影响下的复杂运动学形态.

1999～2001年青藏块体东北缘地壳水平运动的非震反位错模型及变形分析

通过对GPS观测资料的数值模拟 ,获取 1999～ 2 0 0 1年青藏块体东北缘地区地壳水平运动的非震反位错模型 ,结合本区视应变场空间分布 ,研究活动块体及其边界断裂运动、变形特征及应力应变积累部位和强度 .结果表明 :① 9个活动块体呈现东向由偏北至偏南的整体性顺时针运动 .以祁连山—海原断裂为界 ,两侧块体间的左旋相对运动明显 ,由西向东呈现走滑兼NE NEE向挤压 ;②有 2 0条断层段 (多数呈压性 )不同程度地阻碍块体间的相对运动 ,其中祁连山断裂中东段 (包括与日月山—拉脊山断裂交汇区 )及与海原、庄浪河断裂交汇区更有利于应变积累 ,日月山—拉脊山断裂与柴达木块体北边界交汇区也可能存在一定程度的应变积累 ;③所得活动块体运动速率及边界断裂对块体相对运动的锁定量较 1993～

川滇地区地壳水平运动的弹性块体边界负位错模型与强震地点预测

利用川滇地区1991～1999年和1999～2001年GPS水平运动速度场成果,通过研究建立的块体弹性变形及其边界负位错部分锁定的复合作用模型反演,获取地壳水平运动反映的块体变形差异、边界断裂的高应变能积累部位和锁定能量强度,以及区域构造应变场的时空演化图像。在充分考虑区域构造和块体变形的前提下,研究与该区6级以上强震孕育及地点判定有关的背景性前兆的共性特征。

根据空间大地测量结果建立的中国地壳构造块体的运动模型

本文利用空间大地测量的结果初步地建立了中国地壳各构造块体的运动模型 ,该模型与由地质资料建立的地质学模型相比呈现较好的一致性 ,反映了中国及邻近地区的板块、亚板块和活动构造块体的水平运动特征和趋势。

青藏块体东北缘地壳运动与孕震特征

为了探索昆仑山口西Ms8.1大震后青藏块体东北缘中强地震相对活跃的原因 ,利用近几年来的GPS观测资料 ,用有限元方法研究了该区的水平运动变形与孕震特征 ,结合其它成果分析得到 :1)昆仑大震对青藏块体东北缘的运动变形产生相当影响 ,对其西部的影响亦很大 ;2 )差异运动强烈区域发生中强地震的危险性较高 ,压性区可能是应变能积累的反映 ,而张性区的出现及规模可能是大震发生紧迫性及震级大小的反映 ;3)研究区的西部地区近年来一直是应变能积累较快的地区 ,从区域变形特征与强震的对应关系看 ,近一两年发生中强地震的危险性仍然很大。

昆仑山口西8.1级地震前后地壳垂直运动的负位错模型

利用昆仑山口西 8 1级地震震区外围格尔木—五道梁 30 0km长水准测线在 1 979,1 991和 2 0 0 2年 3期垂直形变资料 ,借助研究改进的负位错模型获取发震构造及其相关断裂的运动、变形特征及应力应变积累部位和强度 ,对与此次大震有关的区域构造形变背景及可能的震后影响进行了研究。结果表明 :1 991～ 2 0 0 2年相对 1 979～ 1 991年垂直差异运动及应变积累加速增强的特征与昆仑山口西 8 1级地震孕育有关 ;且这样的一个地壳垂直运动加速过程可能还未因地震发生而结束 。

昆仑8.1级地震对青藏块体东北缘地壳水平运动的影响初探

为了探讨昆仑8.1级地震引起的同震形变是否影响了青藏块体东北缘的地壳水平运动,以震后GPS观测资料为数据源,依Okada位错模型原理,计算了地震引起的同震水平位移场,分析了地震对区域地壳水平运动的影响。结果表明:垂直于断层沿震中方向的GPS点受地震影响大,远离断层的测点的同震位移受断层位错的影响小。

川滇地区地壳块体运动特征研究

通过对川滇地区块体细划，借助均匀弹性块体应变模型，利用1999～2007年和2009—2011年两个时段GPS观测地壳水平运动场，计算了这两个时间段该区块体应变状态、块体内部均匀弹性变形场及相邻块体边界带的相对运动。考虑汶川I地震、玉树地震对该区域的地壳运动的影响，分析计算结果认为：（1）计算结果较好地反映了该区域构造运动特征；（2）川滇地区块体东边界运动主要以走滑为主，安宁河断裂和则木河断裂的交汇部位表现为明显的左旋走滑运动受阻，且其两侧块体应变率积累显著，是未来可能的强震孕育区；（3）2009—2011年与2007—2009年相比，整个区域块体边界运动空间差异增强，可能反映了汶川、玉树地震对该区域地壳运动的影响。

青藏高原西北部区域地壳形变、构造地貌与孕震构造模型研究——以2008年与2014年新疆于田7.3级地震为例

为了清晰认识发生于青藏高原西北部2008年与2014年的两次于田MS7.3地震发震构造环境与构造地貌特征,本文利用DEM（数字高程模型）数据分析＂喀喇昆仑—西昆仑—康西瓦地区＂的地形地貌特征,结合区域活动断裂研究资料、相对于塔里木盆地的两期GPS速度场资料和区域运动学特征等讨论两次MS7.3地震所处的青藏高原西北部区域构造环境和地壳运动学特征,分析喀喇昆仑断裂、阿尔金断裂康西瓦段、龙木错-邦达错断裂及贡嘎错断裂所围限的西昆仑地块的地质构造背景、阿尔金断裂西南端发震断裂活动性及孕震环境等发震构造基本条件;进而利用＂地形剖面＂方法及断裂分布特征分析震源区的地形地貌特征,给出晚第四纪以来的地貌形态与发震构造的关系,从区域构造地貌学和GPS地壳运动学的角度探讨中上地壳变形特征及孕震过程;最后讨论区域孕震构造、克尔牙张性裂谷演化过程和地球动力学背景等。通过地形剖面及区域地貌综合分析新疆于田2008年MS7.3拉张型发震构造和2014年MS7.3走滑拉张型地震的发震构造特点的区别,认为2014年发生的地震可能与2008年MS7.3地震同震库伦应力变化、触发过程及震后变形过程密切相关,并且青藏高原西北部地区存在明显的东西向拉张性构造单元,可能与青藏高原1015 Ma以来的地壳减薄过程有关。

华北(北部)地区的地壳水平运动特征及其模型——GPS测量结果的初步分析

根据两次ＧＰＳ测量结果，研究了华北（北部）地区的现今地壳水平运动的特征。其主要特征可以用１个４块体的构造运动模型来描述。利用构造单元内的最大相对稳定点组求出了模型中的运动参数，并据此研究了构造边界带上的差异运动和应变积累方式。同时还用两种不同的方法求得了相当一致的构造块体内的局部变形。最后讨论了这种运动特征对地震危险性预测的意义。

东亚构造块体运动模型及其推论

利用地震滑动矢量、转换断层走向和洋中脊扩张速率反演出太平洋、菲律宾、北美、鄂霍茨克、阿穆利亚、南中国和日本本州块体相邻板块间的相对欧拉矢量,该结果与利用最近20年内空间技术实测速度场、国际地球参考架ITRF2000速度场、中国地壳运动GPS监测网以及日本GPS地球观测网(GEONet)的速度场等建立东亚构造块体运动模型基本一致,反映东亚构造块体现今运动特征,基于模型分析东亚构造块体相对运动,进一步揭示东亚构造块体现今运动规律。

亚洲区域构造块体运动模型的建立及其运动学分析

利用中国地壳运动监测网、亚太地球动力学计划(APSG)联测以及IGS速度场建立亚洲构造块体运动模型,分析其板内形变,并求出各构造块体相对欧亚板块运动的欧拉矢量,进而求出各构造块体绝对运动速度,分析各构造块体绝对运动,揭示亚洲区域构造块体的运动规律和特征。

青藏块体东北缘弹性块体边界负位错反演与强震地点预测

利用青藏块体东北缘1993—1999年、1999—2001年和2001—2003年3个时段的GPS 水平运动速度场成果,通过研究建立的弹性块体边界负位错模型反演,给出该区构造块体及 其边界断裂运动与变形差异、构造应变场时空分布、高应变能积累部位以及强度的定性分析 和定量描述．在充分考虑区域构造及块体应变的前提下,研究与该区6级左右及6级以上地 震地点预测相关的背景性前兆的共性特征．

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.

昆仑8.1级地震对青藏高原东北缘地壳形变场的影响

根据震源区及其附近地震前后的形变观测数据以及震后考察结果,用Okada模型反演发震断层模型参数,模拟2001年11月14日昆仑8.1级地震的同震位移,获得扣除同震形变后的速度场。结果表明:1)昆仑8.1级地震对青藏高原东北缘西部地壳变形影响显著,同震位移在德令哈一带可达40mm左右;2)用这种方法得到的速度场比GPS原始速度场能更真实地反映地震后区域地壳运动状态和应变状态。

构造块体在球面上的运动及参数的确定

讨论了构造块体在球面上运动的两种运动学模型。其一称之为“完全模型”，把构造块体视为刚体，把地球近似为圆球，则块体在地表的运动可用该模型完全描述。其二称之为“平移模型”，当构造块体上的观测点不足时，通过增加约束条件，可用该模型描述块体间的相对运动。阐述了两种模型的适用范围以及确定运动参数的方法，导出了计算公式，并给出了两个算例。

基于GPS观测的地壳水平运动划分活动地块的试验

本文分析了板内块体与板块运动的差别 ,提出以Bursa公式作为板内块体的运动学模型 ,并据此提出了划分板内活动地块的方法。根据华北GPS网 1995、1996和 1999年的 3期观测成果 ,用本文提出的数学模型和方法 ,将华北北部地区划分为 8个小块体。本文用地壳水平运动划分的结果与用本区地壳垂直运动划分的结果在总体上是一致或相近的。本文的划分结果与新构造运动也基本一致 ,本区活动块体的现今运动是新构造运动的继承和发展。此外 ,用地壳水平运动划分的构造单元提示出本区一些新的活动特征。

孕震断层的形变模型及其失稳判据

提出了孕震断层的形变模型，讨论了该模型的形变特征，给出了其失稳的临界条件。通过对失稳过程的分析，对孕震期作了新的划分，并给出了失稳临界条件的形变判据。指出：综合使用ＧＰＳ测量、跨断层短基线测量和固体潮观测，可以对孕震的时间进程实施追踪，并可对孕震的危险程度作出判定。

中国大陆地壳水平运动速度场与应变场

收集了中国大陆及周边地区 GPS网的有关数据 ,提出了 GPS网速度场的不同融合方法 ;经过融合建立了中国大陆及周边地区统一的地壳运动速度场 ,该速度场使用的有效GPS站共 42 3个 ,其覆盖面积为 12 0 0万 km2 ;初步总结出中国大陆及周边地区地壳水平运动空间分布的基本特征 ;建立了板内块体的刚性弹塑性运动应变模型 ,对其进行了块体应变参数唯一性与速度残差中误差最小检验 ;根据中国大陆及周边地区的速度场 ,估计了 8个块体的应变参数 ,分析了这些块体的应变状态 ,估计出的各个块体的应变状态与地质学、地球物理学方法估计的结果具有很好的一致性。用喜马拉雅块体主压应变方向估计的印度板块向欧亚板块碰撞力的主方向为北东 7.

一九七六年盐源——宁蒗地震前后地壳形变特点

1976年11月7日四川省盐源县和云南省宁蒗县交界地带发生了6.7级强烈地震。本文复查核实了震区外围300公里范围内川、滇两省的形变测量资料,对部分资料重新进行了误差估算和平差处理。给出了盐源—宁蒗地震前后地壳形变场的粗略概貌,并对其变化特点作了定性描述。