应用GPS研究中国大陆及其周边现今地壳运动

应用GPS研究中国大陆及其周边现今地壳运动作者：孟国杰学位授予单位：同济大学参考文献(5条)1.SteblovGM.MGKogan.RWKingImprintoftheNorthAmericanplateinSiberiarevealedbyGPS20032.BurgmannR.MGKogan.GMSteblovInterseismiccouplingandasperitydistributionalongtheKamchatkasubductionzone20053.BurgmannR.MGKogan.VELevinRapidaseismicmomentreleasefollowingthe5December,1997Kronotsk,Kamchatka,earthquake2001(07)4.GordeevEI.AAGusev.VELevinPreliminaryanalysisofdeformationattheEurasia-Pacific-NorthAmericaPlateJunctionfromGPSdata20015.SenoT.TSakuira.SSteinCantheOkhotskplatevediscriminatefromtheNorthAmericanPlate1996相似文献(9条)1.学位论文闫伟地壳运动变形的非线性与地震2007本文对地壳运动变形的非线性与地震进行了研究。文章应用中国地壳观测网络GPS基准站连续观测资料，研究了强地震前后地壳运动、变形的特征；根据非线性的概念以及描述方法，研究了非线性方法应用于地壳运动、变形的理论根据；以昆仑山地震为例研究了位移的非线性特征、基线的非线性特征和应变的非线性特征；同时提出并探讨了基线长度与方向对地震破裂方向敏感性的问题；最后分析了位移、基线和应变的非线性变化及与地震的关系，并且研究了非线性分析方法对地震预报的意义。2.期刊论文乔学军.杜瑞林.华晓伟.王晓强.王琪.QiaoXuejun.DuRuilin.HuaXiaowei.WangXiaoqiang.WangQi新疆帕米尔东北侧地区现今地壳运动的GPS监测研究-中国地震2000,16(4)通过加密帕米尔东北侧地区的GPS监测网并进行复测,结合周边地区的IGS站数据,计算得到了该地区40多个GPS点位运动速率,由此得到了该地区的现今地壳形变速率图及GPS基准站的时间序列.结果表明:各GPS站主要运动方向为北北西,基本上与天山褶皱带走向正交,即形成对天山的正向挤压.伽师附近及其西南区的运动形态与周邻测站有所不同,表明伽师地区的构造变形与近几年地震活动有某种关联.环塔里木盆地周边点在各区内的速率变化较小,方向也基本一致,说明塔里木盆地内部变形较小或基本不变形.3.期刊论文方颖.江在森.顾国华.FangYing.JiangZaisen.GuGuohua昆仑山Ms8.1地震对川滇地区地壳运动影响分析-大地测量与地球动力学2008,28(4)利用GPS观测结果,分析川滇地区地壳变形与昆仑山大地震的时间相关性,结果显示,川滇地区部分GPS站点与昆仑山地震震中周围站点的位移长度有很好的时间相关性.同时借助主成分分析方法,分析了昆仑山大地震引起川滇地区地壳变形的时空演化过程,得出以下初步结论:昆仑山大地震引起的空间变形范围较大,主要表现为南北向位移的变化.川滇地区受大震影响的范围主要集中在川西北地块,尤其是其南边界洱源断裂、小金河断裂附近,位于滇中地块的站点,几乎没有受到影响.川滇菱形块体以东、以北的站点受影响的程度明显减弱,川滇菱形块体东边界形成明显的变形分界线,而其西边界棗澜沧江两侧的变形程度差异不大.昆仑山大地震引起的变形可能以川滇菱形块体东边界为主线,沿弧型剪切构造带向东南传递.4.学位论文兰孝奇GPS精密变形监测数据处理方法及其应用研究2005本文结合中国地壳运动观测网络工程项目、某城市GPS地壳变形监测网的试验观测数据和GPS大坝变形监测网的实测GPS数据，对不同尺度的GPS监测网观测数据处理模型和方法进行了深入的研究。主要包括内容以下：(1)提出了以站心地平坐标系作为GPS大坝三维变形监测网平差的参考坐标系，推导了在该坐标系下GPS大坝三维变形监测网平差的数学模型及公式；采用拟稳平差的方法对GPS火坝三维变形监测网观测数据进行处理。(2)提出了应用聚类分析方法对拟稳点(或基准点)的相对稳定性进行检验的数学模型；用VB语言研究和开发了GPS大坝三维变形监测网的数据处理软件系统。(3)提出了站心地平坐标系下GPS观测数据与其它地面测量数据三维变形监测网联合平差的数学模型，在数据处理模型中通过参数化的方法消除或减弱垂差和垂直折光的系统误差的影响。(4)对于长基线的GPS地壳变形监测网，采用MIT开发研制的精密GPS定轨定位软件GAMIT进行单天GPS观测数据的处理，提出了利用多期单天的GAMIT解算出的基线向量进行综合解算的模型：“基线向量综合解算模型”，用以计算地壳监测站点的漂移速度，并通过实例验证了该计算模型的正确性和可靠性。(5)对某城市GPS地壳变形监测网的实测试验数据进行了分析处理，获得了较理想的结果。研究表明：在100公里范围内，一天观测的GPS基线重复率在平面上比例误差可以达到10-8、垂直方向比例误差可以达到10-7；监测点三维坐标重复率精度在3mm左右。5.期刊论文周硕愚.吴云.施顺英.杨福平.ZhouSuoyu.WuYun.ShiShunying.YANGFuping中国大陆东南边缘海现时地壳运动与地震动力学综合研究-地壳形变与地震2001,21(1)在东亚大陆动力学和西太平洋动力学背景下，定量研究中国大陆东南边缘海的现今区域地壳运动、动力学及地震危险性。基于1994～1998年福建－台北网、中国大陆网、台湾－吕宋（菲律宾）网和东亚大陆及西太平洋的IGS网等4种不同空间尺度的GPS测量结果，结合近100年来的强震震源机制解、近20余年来跨断层形变网、精密水准网、激光测距网及原地应力测量等结果，以及地球物理数值模拟与地质学成果，通过对多层次构造运动的分析、多学科结果的互验互补和整体综合研究，获得如下结果：(1)本研究区同时存在陆、海相互对进的两种地壳水平运动：大陆东南沿海11～12mm／a向东南、海洋对大陆3mm／a向西北以及台湾东海岸53mm／a向西北的运动；(2)台湾岛可能存在着以24°N附近为其旋转轴的右旋运动；(3)GPS和地形变测量求出现今区域应力场主压应力方向为NW（NWW）向，与不同时间尺度的地震学和地质学结果一致；(4)观测与数值模拟共同证实，印度板块和菲律宾海板块对欧亚板块的联合动力作用是导致本区上述地壳运动的原因；前者导致的地壳运动速度比后者约大4倍，但前者仅导致准均匀场，而后者则可产生变形局部化过程的非均匀场，从而为强震孕育提供动力；(5)菲律宾海板块在台湾东侧对欧亚板块的仰冲推挤是本区地壳变形和地震最重要最直接的动力源：由台东带→台西带→东南沿海外带→东南沿海内带，地壳变形与地震活动同步顺次递减；(6)在华南块体内部，以泉州湾至永安的NW向断裂为分界线，两侧多种现今地壳运动均呈现显著的区域差异性，可能与台湾岛右旋运动对大陆的附加作用有关；(7)尽管菲律宾海板块西进在台东耗损了其绝大部份能量，使东南沿海受到屏护，但通过缓慢的能量积累，本区仍可能发生M≥6级地震，泉州－汕头沿海地带尤应注意。6.学位论文牛之俊用全球定位系统（GPS）研究中国大陆现今地壳运动模式2006中国大陆受周缘板块的挤压、各块体间的相互作用影响，致使其内部聚积了特别强大的构造作用力，历史上成为板内构造最活跃、板内地震最强烈的地区，构造变形覆盖了印欧碰撞带以北两到三千公里的范围。正确理解大陆构造变形运动过程及其动力机制，是探求地震成因和进行中、长期或短临地震预报的首要前提。因此，必须首先获取分辨精细、精度一致的岩石圈构造变动速度场，而岩石圈构造变动速度场的获取必须以质量均匀、分布广泛、密度适当的地壳变形和应变的实测资料作基础。迄今为止，对此运动、动力过程的认识基本来自第四纪以来主要活动断层大量观测调查及百余年来地震矩张量反演。中国大陆的晚新生代构造变形分布十分广泛，获取第四纪活动断裂和活动褶皱的定量数据需要漫长的时间和大量的投入，短时间内很难完成。地质学、地震学对地壳整体运动研究仍是一种间接推算，受资料来源及分析方法上制约，其准确性与可靠性在短期内难有根本提高，对现今地壳运动形态的精细观测更难有作为。与地质、地震资料相比，GPS观测结果具有量化清晰、精度高，时间尺度一致，动力学意义明确等优点，逐步成为岩石圈大尺度构造运动与动力学研究的重要基础资料。自上世纪八十年代开始，中国大陆现今地壳运动的GPS监测资料日益丰富，一张全面反映中国大陆地壳运动的速度图像已经形成，使利用GPS测定的站点速率，研究构造变形的模式速度场成为可能。本文继续了前期工作，主要用“中国地壳运动观测网络”实测速率值（1200个测站），通过数值模拟技术构建了南至青藏高原南侧的印欧板块碰撞边界和南中国海，北至贝加尔湖，西至咸海以东的中亚地区，东以日本海以西为界的中国大陆构造变形的整体速度场。为此本文针对构造变形是以连续还是以分块的方式进行了对比研究。首先在地块细分的多样性和块体边界的不确定性条件下，中国大陆的构造变形运动虽然块体或断裂带之间的非连续性是绝对的，可当假定中国大陆运动在重力驱动下类似流体缓慢流动，认为可将变形描述为连续粘性介质运动。基于此，本文利用球面上双三次样条函数数值模拟方法，将离散的值在空间域上连续化，来求解中国大陆的构造变形场，应变场。然后本文根据块体、非连续变形假定反演中国大陆GPS速度场，结合中国大陆活动构造背景，建立地块运动模型。以整个变形区域内的主要走滑断层、正断层和逆断层为边界细致划分块体来同时模拟弹性岩石圈块体的旋转和边界断层闭锁产生的应变。给出了33个块体的细致模型和29个块体的简化模型；得到了各主要断层的活动速率、地块运动速率、欧拉矢量以及应变率。两种模拟GPS观测结果显示：(1)印度板块与欧亚板块的碰撞、挤压是构成中国大陆内部岩石层水平形变的主要驱动力；对中国大陆及周边地区构造活动的连续变形分析还表明GPS推算的数年尺度应变场的平均最大、最小水平主压应变率方向与长期地质资料、百年尺度地震资料展示的应力状态基本吻合；(2)绕东喜马拉雅构造结，模型速度场和主应力方向有近似180o的顺时针旋转，说明中国东南部的应力场主要受到了周边特定板块边界的作用；(3)太平洋板块和菲律宾板块作用力虽然比印度板块的作用力小，但仍然是影响中国大陆东部的重要因素；(4)以玛尼-玉树-甘孜-理塘断裂带为中心构成了一条现今地壳物质东流带，并且青藏高原物质向东的挤出或流动没有超出其东边界，而是在东边界一带转化成绕东喜马拉雅构造结的顺时针旋转；(5)青藏高原内部以连续地壳变形或均匀地壳缩短为现今构造变形的主要特征，印度和欧亚板块之间相对运动量的90％被青藏高原的现今地壳缩短速率所吸收和调节,且西藏中部东西存在东西向的拉张,其拉张速率为16mm/yr左右；(6)阿尔金断裂带的左旋走滑速率是5.8±1.5mm/yr，祁连山和阿拉善之间的左旋走滑速率是6.5±2.0mm/yr，横穿喜马拉雅和青藏的南北向压缩速率为19.0+/-2.0mm/yr，穿过西天山的南北向压缩速率为14.0±1.1mm/yr，穿过中天山的南北向压缩速率为7.9±1.2mm/yr；(7)塔里木块体围绕欧拉极（37.39°N,96.4°E,-0.533°/Ma）相对西伯利亚作顺时针旋转，华南块体则围绕欧拉极（63.38°N,159.87°W）作轻微的顺逆时针方向旋转，鄂尔多斯块体围绕欧拉极（49.06°N,118.51°E，0.213°/Ma）相对西伯利亚作逆时针方向旋转。从统计结果和GPS残差图来看两种模型在中国大陆范围内都得到了较好的模拟效果。但连续模型似乎得到更好拟合效果，但这并不表明分块模型不能适用于大陆构造研究。实际上，本文得到的块体滑动速率、活动