川滇地区下地壳流动对上地壳运动变形影响的数值模拟
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川滇GPS地壳形变监测网的观测与数据处理
党亚民;李毓麟
【期刊名称】《地壳形变与地震》
【年(卷),期】1996(016)004
【摘要】介绍中美合作建立的川滇GPS地壳形变监测网的布设和观测情况。
利用GAMIT和GLOBK软件分别对已完成的两期观测数据进行了处理,基线相对精度优于0.1ppm。
对两期观测主部分基线结果作了比较,得出一些有益的结论。
【总页数】6页(P31-36)
【作者】党亚民;李毓麟
【作者单位】中国测绘科学研究院;中国测绘科学研究院
【正文语种】中文
【中图分类】P227
【相关文献】
1.应用GPS技术监测龙门山,川滇地区地壳形变及近期地震趋势 [J], 赵济湘;陈智梁
2.GPS地壳形变监测网应变解算方法与程序设计 [J], 孟国杰;申旭辉;伍吉仓;沈云中;张秋文
3.亚太网三期GPS观测数据处理结果及地壳形变特征分析 [J], 冯金涛
4.基于GPS结果的川滇地区地壳形变有限元数值模拟 [J], 王宇飞
5.青藏高原东北缘地壳形变GPS监测网的建立和精度分析 [J], 李金平
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川滇地区地壳块体运动特征研究蒋锋云;朱良玉;王双绪;张晓亮;张希;黄智;郑申宝【摘要】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.%Based on the division of Sichuan-Yunnan area,using the horizontal crustal movement velocity field by GPS measurements during 1999 to 2007 and 2009 to 2011,we calculated the state of block strain,the homogeneous elastic deformation of the internal blocks and relative motion of the boundary between the adjacent blocks by the homogeneous elastic strain block model.Considering the impact of Wenchuan Ms8.0 earthquake and Yushu Ms7.1 earthquake on crustal movement of Sichuan-Yunnan area,the calculation analysis results showed that:(1) The calculation results reflected the better characteristics of tectonic movement in the region; (2) The movement of the east boundary on Sichuan-yunan block mainly was strike-slip.The intersections ofAn'ninghe and Zemuhe Faults showed that the left-lateral strike-slip movement was blocked apparently,and there were significant strainaccumulation in the block on both sides of this site,which indicated it maybe the area of possible strong earthquakes preparation in the future;(3) The spatial differences of the blocks boundary movement were enhanced in 2009 ~ 2011 than that in 2007 ~ 2009,which reflects the impact of Wenchuan Ms8.0 earthquake and Yushu Ms7.1 earthquake on the regional crustal movement in the whole area.【期刊名称】《地震研究》【年(卷),期】2013(036)003【总页数】6页(P263-268)【关键词】均匀弹性块体应变模型;GPS;地壳运动;川滇地区【作者】蒋锋云;朱良玉;王双绪;张晓亮;张希;黄智;郑申宝【作者单位】中国地震局第二监测中心,陕西西安710054;中国地震局第二监测中心,陕西西安710054;中国地震局第二监测中心,陕西西安710054;中国地震局第二监测中心,陕西西安710054;中国地震局第二监测中心,陕西西安710054;中国地震局第二监测中心,陕西西安710054;中国地震局第二监测中心,陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】P315.7250 引言强烈地震大多是地壳块体边界带应变能积累到一定程度,导致断层发生错动,能量急剧释放的结果。
㊀㊀第46卷㊀第5期测㊀绘㊀学㊀报V o l.46,N o.5㊀2017年5月A c t aG e o d a e t i c ae tC a r t o g r a p h i c aS i n i c a M a y,2017引文格式:姜永涛.川滇地区地壳运动和重力场变化与强震活动的关系研究[J].测绘学报,2017,46(5):669.D O I:10.11947/j.A G C S.2017.20170007.J I A N G Y o n g t a o.S t u d y o n t h eR e l a t i o n s h i p b e t w e e nC r u s tM o v e m e n t,G r a v i t y V a r i a t i o na n dR e g i o n a l S t r o n g E a r t h q u a k e s i n S i c h u a nGY u n n a nR e g i o n[J].A c t aG e o d a e t i c a e t C a r t o g r a p h i c a S i n i c a,2017,46(5):669.D O I:10.11947/j.A G C S.2017.20170007.川滇地区地壳运动和重力场变化与强震活动的关系研究姜永涛1,21.南阳师范学院,河南南阳473061;2.长安大学地质工程与测绘学院,陕西西安710054S t u d y o nt h eR e l a t i o n s h i p b e t w e e nC r u s tM o v e m e n t,G r a v i t y V a r i a t i o na n d R e g i o n a l S t r o n g E a r t h q u a k e s i nS i c h u a nGY u n n a nR e g i o nJ I A N GY o n g t a o1,21.N a n y a n g N o r m a l U n i v e r s i t y,N a n y a n g473061,C h i n a;2.C h a n g a nU n i v e r s i t y,X i a n710054,C h i n a㊀㊀受印度板块北推碰撞欧亚大陆㊁青藏高原N E向挤压和向东挤出的动力环境控制,川滇地区地质构造结构复杂㊁地貌反差显著㊁深浅构造活动强烈㊁地震发生频度高且强度大.本论文利用区域G P S㊁全球最新地壳模型和重力场模型等数据,研究了川滇地区的位移场㊁应变场㊁岩石圈结构㊁重力场及其变化等特征,探讨它们与区域构造运动㊁地震和断层活动的关系,主要内容和结论如下:(1)利用近年多期区域G P S数据,计算分析了川滇地区的地应变时空演化特征.结果显示,面应变分布与川滇地区活动地块有一定的对应关系;在最大剪应变高值区的断裂带上鲜有地震发生,而对应于最大剪应变低值区的断裂带,由于在区域地壳运动剧烈的背景下,活动性较弱的断层更易于应变能积累,伴随有强震发生. (2)利用C R U S T1.0,基于A i r y均衡理论研究了川滇地区地壳均衡状态,并计算分析了区域均衡岩石圈深度特征.四川盆地处于地壳均衡状态,而龙门山断裂带为地壳均衡差异最显著的区域;川滇地区逆冲/正断型地震发生在地壳均衡状态变化剧烈的断裂带上,而走滑型地震则发生在均衡状态变化不明显的断裂带上.川滇地区均衡岩石圈厚度存在较大的横向差异性,与区域m o h o 起伏无明显镜像关系,其中四川盆地有厚约150k m的岩石圈根,南北地震带的岩石圈厚度较东西两侧块体要减薄近20k m.(3)利用最新超高阶重力场模型E I G E NG6C2㊁全球D E M模型t o p o_15.1.i m g和地壳模型C R U S T1.0等数据,研究了川滇地区自由空气重力异常㊁布格重力异常和剩余重力异常的分布特征.川滇地区自由空气重力异常与地形镜像关系明显,而区域布格重力异常总体特征为西北低㊁东南高,反映了川滇地区地壳厚度变化的基本格局;川滇地区剩余重力异常存在巨大的横向差异,说明壳幔密度横向差异大,反映了川滇地区构造活动强烈.近年川滇地区的逆冲/正断型地震(如汶川地震㊁芦山地震)均发生在这三种重力异常的高梯度带上,而走滑型地震(如玉树地震㊁鲁甸地震)则发生在重力异常变化较为平稳的区域.(4)利用90阶G F ZR e l e a s e05重力场模型研究了川滇地区卫星重力变化特征.2003 2012年川滇地区重力场变化剧烈,但从2006年开始区域年累积重力变化图像已形成基本格局,呈近似以川滇菱形块体为中心的 四象限分布 ,只是高㊁低值区的中心和量值存在一定的动态变化.汶川地震震前,龙门山断裂区域的卫星重力变化呈 增大G减速增大G减少 特征,且临震(震前两年)形成了平行于断裂带的重力变化梯级带;汶川地震导致2008 2009年川滇地区重力场变化呈现以龙门山断裂带为中心的 四象限分布 ,反映了强震对区域地壳运动的影响;汶川地震后,川滇地区重力场变化强烈,且区域地震活动性增强,说明汶川大震可能对其后的区域多次强震有触发作用.(5)基于向G位错理论计算了矩形断层平动和转动引起的变形地表和空间重力变化.断层的平动和转动量越大,引起的重力变化范围和量值就越大,且断层转动引起的重力大小与断层埋深成反比关系,即断层埋深越大,相应的重力变化量值就越小;宏观上,矩形断层平动引起的重力变化呈近似对称的特征,而断层转动打破了这种对称性,且转动角越大,图像的不对称性就越明显.中图分类号:P223ʒP315㊀㊀㊀㊀文献标识码:D文章编号:1001G1595(2017)05G0669G01基金项目:国家自然科学基金(41374028;41274083;41304013)和南阳师范学院高层次人才科研启动费资助收稿日期:2017G01G11作者简介:姜永涛(1985 ),男,2015年6月毕业于长安大学,获工学博士学位(指导教师:张永志教授),研究方向为地震与重力和地壳形变的关系.A u t h o r:J I A N G Y o n g t a o(1985 ),m a l e,r e c e i v e d h i s d o c t o r a l d e g r e e f r o m C h a n g a nU n i v e r s i t y o nJ u n e2015, m a j o r s i nG e o d e s y a n dS u r v e y i n g E n g i n e e r i n g.EGm a i l:1212203j i a n g@s i n a.c o m。
第41卷第1期 2021年1月地震E A R T H Q U A K EVol. 41,No. 1J a n.,2021doi: 10.12196/j. issn. 1000-3274. 2021. 01. 016基于时变重力数据的川滇地区场源模型反演和解释,郑秋月、王青华、刘东\黄江培、陈石2’3(1.云南省地震局形变测量中心,云南昆明650041 ; 2.中国地震局地球物理研究所.北京100081;3.北京白家疃地球科学国家野外观测研究站,北京100095)摘要:时变重力信号能反映地球内部介质迁移引起的不均衡变化,本文利用三维欧拉反褶积方法,通过建立合适的场源模型获得最佳反演参数.并采用水平梯度滤波法消除部分虚假发敗解,优化反演结果。
在此基础上,利用川滇地区2015—2019年流动重力重复观测资料,分析了不同时空尺度的K域重力场动态变化特征,开展对川滇地区重力变化场源特征的定性和定M研究。
结果表明:欧拉反褶积方法能有效反演重力场变化异常的场源•:维空间分布特征,反演结果与2018年12月16日四川兴文县iW s5. 7地震,2019年6月17 R长宁县M s6.0地震及同年7月4日珙县发生的M s5.6地震位置相对应,揭示了区域内的构造活动特征,为地表时变重力数据的反演和解释提供了思路和方法.同时也对捕捉与深部构造相关的地S前兆信息、开展强震中长期预测的应用研究具有现实意义。
关键词:时变重力信号;欧拉反褶积;场源模型反演;川滇地区中图分类号:P315. 7 文献标识码:A 文章编号:1000-3274(2021)01-0205-14引言重力场是地球的基本物理场之一,重力场的非潮汐时-空变化有着充分、明确的物理意 义,地震、地下水、火山活动及各种构造运动和地壳垂直形变等地球内部物质变化和地球动力学过程,都会引起一定程度的地球重力场变化1。
而地震是地壳运动和构造活动的强烈表现形式,地震的孕育是应力的持续增加到释放的过程,该过程伴随着物质运动、质 量迁移或者密度变化等,这些地球内部质量迁移引起的不均衡变化,都会引起震区周围重力场的变化。
第34卷第2期内陆地震Vol.34No.2 2020年6月INLAND EARTHQUAKE J™.2020文章编号:1001-8956(2020)02-0165-09中图分类号:P315.7文献标识码:A基于GPS结果的川滇地区地壳形变有限元数值模拟①王宇飞(中国地震局地震研究所地震大地测量重点实验室,湖北武汉433071)摘要:依据川滇地区的主要活动构造,构建该地区现今地壳形变的有限元模型,以高精度的GPS速度场作为外部约束条件,以本研究区域内部主要断层的滑动特征作为内部约束条件,对川滇地区现今地壳变形进行数值模拟,得到该地区地壳运动的速度场和应力场。
应力场模拟结果表明,在各断层交汇处,特别是甘孜一玉树和鲜水河断裂交汇处两侧、小江和红河断裂交汇处北侧、则木河和小江断裂交汇处应力集中现象明显。
关键词:川滇地区;地壳形变;有限元数值模拟;应力场doi:10.36256/j.issn.1001-8956.3022.02.308川滇地区地处青藏高原东南方,地质构造复杂,变形强烈[--2],区域内分布有多条地质断裂带,活动强度和规模大小不一,走向各不相同,地震及其衍生的地质灾害发生频繁[3-6,因此针对川滇地区进行断层相互作用的研究有着特别的意义"T。
随着以GPS为代表的大地测量技术的快速发展,GPS已开始应用于断层活动特征领域,逐步成为监测现今地壳运动的重要手段,在川滇地区地壳运动上做出大量的研究成果。
王阎昭等建立川滇地区内主要的断裂分布模型,基于GPS速度场为约束,反演得到川滇地区主要活动断层的现今错动速率[9]。
随着数值模拟技术的发展,有限元等数值模拟方法开始广泛的应用于地壳形变的研究。
已有多人对本地区建立有限元模型,川滇地区地壳形变的数值模拟取得了丰富的研究结果。
宋键等采用有限元理论建立三维有限元模型,通过GPS速度场的约束条件模拟分析了喜马拉雅东构造结附近的主要断裂的地壳运动学特征[5'10]。
GPS约束下川滇地区下地壳拖曳作用及断裂活动性有限元模拟作者:刘昌伟常祖峰李春光曾平马琳来源:《地震研究》2019年第03期摘要:提取川滇地区GPS速度场边界值作为约束条件,依据地质资料,利用ANSYS有限元模拟软件建立川滇地区三维有限元模型,将川滇地区划分为4个块体,利用静力学分析模块模拟下地壳拖曳作用及2条主要活动断裂的走滑速率。
结果显示:模型四周仅加载GPS速度场边界值,川滇菱形块体位移速度较实测速度偏差明显,不满足此地区地球动力学特征,增加下地壳拖曳作用荷载后速度场模拟结果得到优化,川滇菱形块体位移速度差值减小;研究模拟下地壳拖曳作用产生的剪切力发现,拖曳作用在小金河断裂附近由南东转向正南时才能得到最优模拟结果,暗示其对川滇菱形块体拖曳方向发生了偏转。
鲜水河、小江断裂模拟走滑速率分别为85 mm/a,6 mm/a,与实际走滑速率具有较好一致性,优化后可对断裂带闭锁研究提供参考。
关键词:川滇地区;有限元模拟;拖曳作用;断层走滑速率中图分类号:P315727;; 文献标识码:A;; 文章编号:1000-0666(2019)03-0385-080 引言川滇地区位于青藏高原东南缘,处于羌塘、巴彦喀拉以及华南块体交接部位,在印度板块与欧亚板块相互碰撞挤压下其地质构造错综复杂。
曾融生和孙为国(1992)研究青藏高原下地壳及地幔时发现,东邻高原的青海、川滇地区上地幔存在低速带,分析认为下地壳物质向东南向流动并堆积于此;相关数值模拟、重力异常以及横波分裂等数据均显示青藏高原东南部下地壳较软,更易于流动,导致上地壳与地幔存在解耦(Royden et al,1997;熊熊等,2001;Flesch et al,2005);受到NE向扬子板块的阻挡,青藏高原物质向ES方向流动,尽管前人提出的下地壳通道流模型如 Couette流以及Poiseuille流等还具有争议,但川滇地区下地壳作为青藏高原物质EN向流动的通道已基本不是争论的焦点(Klemperer,2006,Beaumont et al,2004);部分研究者通过给定地壳粘滞系数模拟得出了较为可信的川滇地区下地壳流动速度,认为其较上地壳运动快约10 mm/a(Wang,2007;曹建玲等,2013),朱守彪和石耀霖(2004)、王辉等(2007)等在川滇地区上、下地壳相互作用的研究过程中提出下地壳产生了拖曳作用。
利用GPS连续资料分析川滇地区的地壳变形特征方颖;江在森;邵志刚;王武星;张晶【期刊名称】《地震研究》【年(卷),期】2014(037)002【摘要】利用最小二乘配置、主成分分析、非线性回归等方法,对2010年5月至2013年5月川滇地区GPS连续资料进行分析.结果表明,川滇地区的地壳变形在此时间段呈整体比较稳定的准线性变化趋势,没有出现明显的趋势转折现象;川滇地区的变形速率分布很不均匀,受活动断裂走向、倾向、活动性质的影响,变形速率高值区主要集中在滑动速率比较大的断裂带两侧,这些活动性断裂形成地壳变形速率的梯度带;在小金河断裂南侧、石屏—建水断裂与小江带南段的西北侧、红河断裂与澜沧江断裂的西北段一带分布着一个典型的变形速率低值区,且呈NE/SW走向的低速条带状分布.【总页数】6页(P204-209)【作者】方颖;江在森;邵志刚;王武星;张晶【作者单位】中国地震局地震预测研究所,北京100036;中国地震局地震预测研究所,北京100036;中国地震局地震预测研究所,北京100036;中国地震局地震预测研究所,北京100036;中国地震局地震预测研究所,北京100036【正文语种】中文【中图分类】P315.725【相关文献】1.利用GPS资料研究川滇地区地壳应变与应力场变化 [J], 胡冰;吴然2.利用连续GPS资料分析芦山7.0级地震区域地壳变形特征 [J], 丁晓光;闫伟;张艺;苏利娜;张永奇3.川滇地区部分连续GPS测点形变异常分析 [J], 周海涛;陈兆辉;朱爽;周伟;沈小七4.利用GPS位移和主应力方向观测资料进行川滇地区边界力的联合反演研究 [J], 独知行;刘经南5.利用航磁、重力资料研究川滇地区大陆变形特征 [J], 钟锴;徐鸣洁;王良书;丁增勇;徐震因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
体的电导率大小。
通过拟合有效的实验数据建立了花岗质熔体的P-T-H2O电导率模型公式,从而提出Na+是影响高喜马拉雅花岗质熔体导电的主要载流子,熔体压力的减小和含水量的增加能够有效提升熔体的电导率。
通过热力学模型计算部分熔融GHS变泥质岩混合二相体的有效电导率大小,结合中新统GHS岩石的P-T路径,并与目前大地电磁数据进行对比提出经历脱水熔融反应、赋存4—16 vol%熔体的高喜马拉雅结晶岩系能够解释喜马拉雅西北部上地壳中部(15—25 km)高导层(0.03—0.2 S/m);而对于电导率更高(~0.33 S/m)的西藏南部上地壳中部(18—20 km)高导层,认为其熔融程度达到了~35 vol%,需要用先期赋存1 wt%额外超临界流体的注水熔融反应或者由高温异常(+100°C)所导致的脱水熔融反应来解释。
此外,喜马拉雅上地壳浅部(10—13 km)高导层(0.05—0.1 S/m)是上地壳中部部分熔融产生的多批次花岗质岩浆沿着岩墙裂隙上涌、侵入至上地壳并不断发生冷凝结晶反应的结果(熔体含量为20±10 vol%)。
青藏高原上地壳相同位置的高导层与低速层分别对应不同的部分熔融程度,说明地震波与大地电磁具有不同的空间构造解析敏感性。
随着印度洋板块向欧亚板块俯冲,在喜马拉雅上地壳的封闭系统内持续近20 Ma发生脱水熔融和注水熔融反应,导致喜马拉雅上地壳不断被加热与软化,形成长期稳定存在的软弱层。
随着高喜马拉雅不断被挤出,软弱的熔融热岩折返至地表,部分熔融的变泥质岩发生变质反应生成混合岩,而在藏南拆离系下覆和特提斯喜马拉雅中赋存的花岗质岩浆房则发生结晶反应分别形成高喜马拉雅淡色花岗岩和特提斯喜马拉雅淡色花岗岩深成岩体。
与此同时,大量来自上地壳中部的水通过参与部分熔融反应、随岩浆向上迁移,并在上地壳浅部不断结晶的岩浆房中得到释放,最终在西藏南部地表汇聚形成热泉。
关键词 龙门山断裂带;喜马拉雅造山带;电导率;碳;粒径;逾渗理论;花岗质熔体;部分熔融;水;软弱层(作者电子信箱,陈进宇:jinyu@ )走滑断层同震地表变形与粘滑错动过程的数值模拟研究李 红(中国地震局地质研究所,北京 100029)中图分类号:P315 文献标识码: A doi:10.3969/j.issn.0253-4975.2019.06.009地震可给人类社会造成巨大的生命、财产损失。