用中国大陆构造环境监测网络GPS数据研究中国大陆现今应变场特征

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中国大陆处于欧亚板块的东南角区,受太平洋和印度洋板块以及欧亚板块本体围限,其独特的构造条件使陆内形变和各块体之问的相互作用及构造现象十分复杂,属全球现今构造运动最强烈的地区。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、长期或短临地震预测的首要前提。GPS技术由于有大空间、短时间尺度、高精度、全天候、低成本和机动性强等特点,已经逐渐成为研究地壳运动的主要手段之一。GPS在板块运动、地球自转、地震监测等多方面业已产生丰富成果,并展现出广阔的应用前景。在亚洲大陆构造变形与地球动力学研究方面,GPS更可发挥独特作用,并将导致其发生深刻变化。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应变场成为可能。因此,本文在参阅了国内外大量文献的基础上,主要应用“中国大陆构造环境监测网络2009~2011年的速度场资料,对中国大陆现今水平形变应变场特征及构造活动性进行研究。首先,本文在邓起东等对中国活动构造分区划分的基础上,对中国大陆活动构造特征及驱动学机制进行了必要论述。研究表明,中国大陆活动构造基本特征以南北向活动构造带为界,显示出“东西迥异、西强东弱”的巨大差异,西部地壳形变以挤压为主,东部多表现为拉伸性质,主要断裂第四纪以来的滑动速率多在1~20mm/a之间,而东部多低于1mm/a,活动强度明显弱于西部。中国大陆现今地壳运动速度场表明“地壳增厚”假说可能更真实地反映了大陆构造变形的动力学机制。其次,认真学习研究了地壳形变场的分析理论和方法,并在国内外学者对中国大陆大量研究的基础上,对中国大陆的现今水平速度场特征进行分析。结果显示,中国大陆西部运动速率明显大于东部,西部地壳水平运动速率一般为10~30mm/a,东部则小于10mm/a,地壳运动“西强东弱”的特征十分明显,这与地质结果相对应而量值略大。另一明显的特征是地壳运动速度有围绕东喜马拉雅构造结顺时针旋转的特点。最后,根据水平速度场资料,基于连续变形假说,运用三角形法对中国大陆变形较大的川滇、青藏、天山和华北四个地区的水平应变率场特征进行了分析。结果表明,中国大陆区域应变量值整体处于10-8/a量级,量值高值区多集中于活动板块交界处的断裂带及其附近区域。对现今地壳形变与强震活动关系进行分析表明,活动地块相互交汇区往往是地壳形变突变区,同时也是强震活动的高发区。
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