GPS初步结果揭示的中国大陆水平应变场与构造变形

根据中国大陆不同来源的多个GPS区域监测网 1991～ 1999年间的观测资料和“中国地壳运动观测网络”基本网 1998～ 2 0 0 0年的观测资料 ,联合处理得到中国大陆地壳水平运动速度场结果 ,通过最小二乘配置法建立中国大陆水平运动速度场模型 ,获得了基于连续介质假设的中国大陆水平应变场 (或称为视应变场 )初步结果 .分析了水平运动、应变场空间分布特征及其与强震的关系 ,并简要分析了 2 0 0 1年 11月 14日昆仑山口西 8.1级大地震的区域构造变形背景 .结果表明 :中国大陆中西部构造变形强烈 ,应变速率值高 ,又以青藏块体及其边缘和新疆西部最为显著 .除川滇、新疆西部外 ,大部分地区的近东西向断裂存在左旋剪切变形 ,近南北向的断裂存在右旋剪切变形 .而东部地区构造变形相对较弱 .强震通常发生在剪切应变率的高值区及其边缘 ,尤其是与构造变形背景相一致的剪应变率高值区 .昆仑山口西 8.1级地震发生在最显著的东西向左旋剪切应变率高值区 ,从该区域的应变状态分析 ,具备近东西向断裂产生巨型走滑破裂错动的构造变形背景 .

中国大陆现今水平形变动态特征

2001～2004大陆水平应变场大致沿玉树、阿尼玛沁、鲜水河、小江等断裂带形成一条由东西走向转为南北走向的应变高值带.2004～2007高值带向局部收缩,并维持前期高值.新疆于田Ms7.3、四川汶川Ms8.0分别位于该高值带的东段、西段剪应变梯度带上,具备大尺度形变背景.分析认为昆仑山Ms8.1对青藏高原内部块体、川滇块体的相对运动产生重大影响,导致震中两侧一系列断裂带附近区域水平差异运动处于较高水平,印尼Ms8.7地震则有利于上述区域应变能进一步积累.此外,2001～2004、2004～2007应变分布特征总体从无序趋向有序,体现构造应力场经历调整与再积累过程.现阶段太平洋板块、菲律宾板块俯冲作用可能有所增强.

华北地区最近几年水平形变场的含义与讨论

在整体无旋转基准的基础上,采用了以提取低频应变信息为主的连续应变模型,按三个时段(1999—2001年、2001—2004年和2004—2007年)处理了华北地区400余个GPS测站复测资料,获取了三个时段的相对运动速率及其相应的主应变率场。结果表明:1999—2007年华北地区水平形变场存在比较明显的差别,不同时段的结果在空间上的表现形式不一样;三个时段的结果与应力场及其动态变化相辅相成——第一时段着重反映背景应力场与昆仑山地震孕震过程中远场的动态应力场共同作用的结果,第二时段体现了昆仑山地震后应力场调整所导致远场变化的结果,第三时段不但体现背景应力场的主导作用,同时还可能影射应力场有所加强的成分。

基于GPS的华北地区地壳水平形变特征研究

利用中国大陆构造环境监测网络2009、2011年2期的GPS数据资料,计算得到华北地区相对于稳定的欧亚板块的区域水平速度场。根据水平速度场,基于连续变形假说,采用三角形方法计算了区域应变场特征值,并用GMT绘制了其分布图像。结合地震地质资料对该区的地壳水平形变特征进行分析研究,得出了有意义的结论:(1)水平相对运动与应变率场分布显示,板块交界处的断裂带及其附近区域地壳运动差异显著,应变率量值较为突出;(2)山西断陷带的活动方式与地质结果具有差异性;(3)区内最大剪应变、面膨胀的高值区主要位于环渤海的京津唐地区、山西断陷带中南部及郯庐断裂带中南段。

昆仑山8.1级地震前中国大陆的构造应变背景

利用“网络工程”1998～ 2 0 0 1年累积的 1181个测站的GPS重复观测资料 ,采用双三次样条函数模型建立中国大陆水平运动模型速度场 ,用大地坐标在椭球面上计算各类应变场 ,详细分析了 2 0 0 1年昆仑山 8.1级地震前中国大陆水平构造应变场空间分布特征。各类构造应变场的最高值都出现在喜马拉雅构造带与昆仑山地块内(地震断裂带南侧 ) ,鲜水河 安宁河断裂带次之。分析表明 ,昆仑山 8.1级地震正好发生在张性面膨胀应变率的高值区 ,第一、第二和最大剪应变率高值区边缘的突变区和最大、最小主应变率的高值区。

中国大陆地壳的应变应力场研究

根据全国 GPS网 1 994年和 1 996年两期测量结果 ,研究了中国大陆地壳现阶段的水平形变应力场。结果显示 ,西部青藏块体与新疆块体主压应力场为近南北至北北东向 ,而南北地震带以东、长江以北地区为北东东至近东西向 ,华南块体上为北北西至北西向 ,与滑线场理论模型基本吻合。反映出中国大陆地壳变形的压应力主要来自印度板块与欧亚板块的俯冲碰撞 ,而太平洋板块与菲律宾板块对欧亚板块的作用力以及地幔向上的作用力总体上占次要地位。地震的孕育和发生可能与应力场中的畸变区有关。水平形变还表明 ,印度板块以49.8mm/a向北推进。