利用GPS資料研究川滇地區地殼應變與應力場變化

胡冰++吳然

摘要：以川滇地區2004～2007年間的GPS觀測資料為基礎，根據塊體劃分模型，利用整體旋轉與線性應變方法建立了川滇地區地殼水平運動速度場模型，分析了川滇地區現今的地殼形變場與應力場的變化。結果顯示，川滇地區構造變形強烈，區域地殼水平運動旋轉趨勢顯著，地殼運動呈由西向東、由北向南逐漸減弱的趨勢，地殼形變以連續和漸變的剪切為主要變化特征。

關鍵詞：GPS；形變場；應力場；地殼形變；

1.引言

川滇地區位于青藏高原東南部，是我國構造活動最強烈的地區之一。在強烈的區域構造運動下，川滇地區形成了異常復雜的構造運動特質。近些年來大量學者利用GPS資料對此進行了深入的研究。張永志等（2000）利用GPS資料研究區域地殼應力場變化與地震活動關系；王琪等（2001）討論了中國大陸現今構造運動和構造變形；李延興等（2004）研究了中國大陸及周邊地區的水平應變場；瞿偉等（2009）利用GPS資料研究了渭河盆地現今地殼水平運動及應變特征變化；丁開華、徐才軍等（2013）利用GPS分析了川滇地區活動地塊運動與應變模型。

川滇地區構造活動強烈，地殼形變廣泛，強震頻繁發生。本文利用2004-2007年川滇地區的GPS觀測資料，討論了研究區域的整體應變場與應力場變化，分析了應變場與應力場的特性以及與同期地震活動、地質構造分布的的關系。

2.基于整體旋轉與線性應變法的應力應變場

2.1 整體旋轉與線性應變模型介紹

2.2 應力場-應變場解算

根據整體旋轉與線性應變模型表達式，可以進一步求出區域應變場中最大主應變率 、最小主應變率 、最大剪切應變率 及面膨脹率 ：

（7）

同時，根據彈性力學中的應力-應變關系，可得：

（8）

3.實驗結果分析

川滇地區突出部分（張性區）與凹下去的部分（壓性區）交錯分布，主要集中在主干斷裂帶附近。川滇地區北部呈現南北向拉張和東西向擠壓，南部表現為東西拉張和南北擠壓的變形狀態。主應力變化在這段時間內表現出西南 東北交替變化的格局，整體體現為西強東弱的趨勢，同期的中強地震主要發生在應力高度集中且具有深大斷層的區域。

4 結論

根據2004-2007年川滇地區GPS觀測資料，利用整體旋轉與線性應變法，結合該區同期發生的地震活動與地質情況，討論了區域應力應變場分布與地殼構造變形的關系，川滇地區中部大部分區域表現為面壓性，少數區域為面張性，龍門山斷裂帶附近區域同樣也表現為面壓性。川滇地區地殼運動趨勢明顯，在其主要走滑斷裂帶上，應變場最大剪切應變方向與斷裂帶走向基本一致，表明該區的走滑斷裂活動是由地殼剪切應力產生的，地殼形變以連續和漸變的剪切為主要變化特征，與地質學解釋基本一致。

參考文獻

[1]石耀霖， 朱守彪. 2006.用GPS位移資料計算應變方法的討論[J]. 大地測量與地球動力學，26（1）： 1-8.

[2]李延興，李智等.中國大陸及周邊地區的水平應變場[J].地球物理學報，2004，47（2）：222-231

[3]瞿偉， 張勤等. 2009.渭河盆地現今地殼水平運動及應變特征[J]. 大地測量與地球動力學， 29（4）： 34-37

[4]張冬菊.青藏東北緣地殼形變應力應變場分析與構造活動性研究[D]，陜西：長安大學，2006

[5]張永志，王琪等.利用GPS資料研究區域地殼應力場變化與地震活動關系[J].地震學報，2000，22（5）：449-456

[6]丁升華，徐才軍等，利用GPS分析川滇地區活動地塊運動與應變模型[J].武漢大學學報，信息科學版，2013，38（7）

[7]顧國華，王麗鳳等，GPS觀測得到的1998-2003年中國大陸地殼應變[J]，地震，2006，26（3）：1-7

[8]袁金榮，徐菊生等，利用GPS觀測資料反演華北地區現今構造應力場[J]，地球學報，1999，20（3）：232-23

[9]張永志，胡斌等，應用GPS觀測青藏高原東北緣應力場變化[J]，地球科學與環境學報，2003，25（4）：50-5

[10]張希，王琪等.川滇地區近期地殼水平運動特征與強震關系研究[J].大地測量與地球動力學，2003，23（3）：35-41.endprint

摘要：以川滇地區2004～2007年間的GPS觀測資料為基礎，根據塊體劃分模型，利用整體旋轉與線性應變方法建立了川滇地區地殼水平運動速度場模型，分析了川滇地區現今的地殼形變場與應力場的變化。結果顯示，川滇地區構造變形強烈，區域地殼水平運動旋轉趨勢顯著，地殼運動呈由西向東、由北向南逐漸減弱的趨勢，地殼形變以連續和漸變的剪切為主要變化特征。

關鍵詞：GPS；形變場；應力場；地殼形變；

1.引言

川滇地區位于青藏高原東南部，是我國構造活動最強烈的地區之一。在強烈的區域構造運動下，川滇地區形成了異常復雜的構造運動特質。近些年來大量學者利用GPS資料對此進行了深入的研究。張永志等（2000）利用GPS資料研究區域地殼應力場變化與地震活動關系；王琪等（2001）討論了中國大陸現今構造運動和構造變形；李延興等（2004）研究了中國大陸及周邊地區的水平應變場；瞿偉等（2009）利用GPS資料研究了渭河盆地現今地殼水平運動及應變特征變化；丁開華、徐才軍等（2013）利用GPS分析了川滇地區活動地塊運動與應變模型。

川滇地區構造活動強烈，地殼形變廣泛，強震頻繁發生。本文利用2004-2007年川滇地區的GPS觀測資料，討論了研究區域的整體應變場與應力場變化，分析了應變場與應力場的特性以及與同期地震活動、地質構造分布的的關系。

2.基于整體旋轉與線性應變法的應力應變場

2.1 整體旋轉與線性應變模型介紹

2.2 應力場-應變場解算

根據整體旋轉與線性應變模型表達式，可以進一步求出區域應變場中最大主應變率 、最小主應變率 、最大剪切應變率 及面膨脹率 ：

（7）

同時，根據彈性力學中的應力-應變關系，可得：

（8）

3.實驗結果分析

川滇地區突出部分（張性區）與凹下去的部分（壓性區）交錯分布，主要集中在主干斷裂帶附近。川滇地區北部呈現南北向拉張和東西向擠壓，南部表現為東西拉張和南北擠壓的變形狀態。主應力變化在這段時間內表現出西南 東北交替變化的格局，整體體現為西強東弱的趨勢，同期的中強地震主要發生在應力高度集中且具有深大斷層的區域。

4 結論

根據2004-2007年川滇地區GPS觀測資料，利用整體旋轉與線性應變法，結合該區同期發生的地震活動與地質情況，討論了區域應力應變場分布與地殼構造變形的關系，川滇地區中部大部分區域表現為面壓性，少數區域為面張性，龍門山斷裂帶附近區域同樣也表現為面壓性。川滇地區地殼運動趨勢明顯，在其主要走滑斷裂帶上，應變場最大剪切應變方向與斷裂帶走向基本一致，表明該區的走滑斷裂活動是由地殼剪切應力產生的，地殼形變以連續和漸變的剪切為主要變化特征，與地質學解釋基本一致。

參考文獻

[1]石耀霖， 朱守彪. 2006.用GPS位移資料計算應變方法的討論[J]. 大地測量與地球動力學，26（1）： 1-8.

[2]李延興，李智等.中國大陸及周邊地區的水平應變場[J].地球物理學報，2004，47（2）：222-231

[3]瞿偉， 張勤等. 2009.渭河盆地現今地殼水平運動及應變特征[J]. 大地測量與地球動力學， 29（4）： 34-37

[4]張冬菊.青藏東北緣地殼形變應力應變場分析與構造活動性研究[D]，陜西：長安大學，2006

[5]張永志，王琪等.利用GPS資料研究區域地殼應力場變化與地震活動關系[J].地震學報，2000，22（5）：449-456

[6]丁升華，徐才軍等，利用GPS分析川滇地區活動地塊運動與應變模型[J].武漢大學學報，信息科學版，2013，38（7）

[7]顧國華，王麗鳳等，GPS觀測得到的1998-2003年中國大陸地殼應變[J]，地震，2006，26（3）：1-7

[8]袁金榮，徐菊生等，利用GPS觀測資料反演華北地區現今構造應力場[J]，地球學報，1999，20（3）：232-23

[9]張永志，胡斌等，應用GPS觀測青藏高原東北緣應力場變化[J]，地球科學與環境學報，2003，25（4）：50-5

[10]張希，王琪等.川滇地區近期地殼水平運動特征與強震關系研究[J].大地測量與地球動力學，2003，23（3）：35-41.endprint

摘要：以川滇地區2004～2007年間的GPS觀測資料為基礎，根據塊體劃分模型，利用整體旋轉與線性應變方法建立了川滇地區地殼水平運動速度場模型，分析了川滇地區現今的地殼形變場與應力場的變化。結果顯示，川滇地區構造變形強烈，區域地殼水平運動旋轉趨勢顯著，地殼運動呈由西向東、由北向南逐漸減弱的趨勢，地殼形變以連續和漸變的剪切為主要變化特征。

關鍵詞：GPS；形變場；應力場；地殼形變；

1.引言

川滇地區位于青藏高原東南部，是我國構造活動最強烈的地區之一。在強烈的區域構造運動下，川滇地區形成了異常復雜的構造運動特質。近些年來大量學者利用GPS資料對此進行了深入的研究。張永志等（2000）利用GPS資料研究區域地殼應力場變化與地震活動關系；王琪等（2001）討論了中國大陸現今構造運動和構造變形；李延興等（2004）研究了中國大陸及周邊地區的水平應變場；瞿偉等（2009）利用GPS資料研究了渭河盆地現今地殼水平運動及應變特征變化；丁開華、徐才軍等（2013）利用GPS分析了川滇地區活動地塊運動與應變模型。

川滇地區構造活動強烈，地殼形變廣泛，強震頻繁發生。本文利用2004-2007年川滇地區的GPS觀測資料，討論了研究區域的整體應變場與應力場變化，分析了應變場與應力場的特性以及與同期地震活動、地質構造分布的的關系。

2.基于整體旋轉與線性應變法的應力應變場

2.1 整體旋轉與線性應變模型介紹

2.2 應力場-應變場解算

根據整體旋轉與線性應變模型表達式，可以進一步求出區域應變場中最大主應變率 、最小主應變率 、最大剪切應變率 及面膨脹率 ：

（7）

同時，根據彈性力學中的應力-應變關系，可得：

（8）

3.實驗結果分析

川滇地區突出部分（張性區）與凹下去的部分（壓性區）交錯分布，主要集中在主干斷裂帶附近。川滇地區北部呈現南北向拉張和東西向擠壓，南部表現為東西拉張和南北擠壓的變形狀態。主應力變化在這段時間內表現出西南 東北交替變化的格局，整體體現為西強東弱的趨勢，同期的中強地震主要發生在應力高度集中且具有深大斷層的區域。

4 結論

根據2004-2007年川滇地區GPS觀測資料，利用整體旋轉與線性應變法，結合該區同期發生的地震活動與地質情況，討論了區域應力應變場分布與地殼構造變形的關系，川滇地區中部大部分區域表現為面壓性，少數區域為面張性，龍門山斷裂帶附近區域同樣也表現為面壓性。川滇地區地殼運動趨勢明顯，在其主要走滑斷裂帶上，應變場最大剪切應變方向與斷裂帶走向基本一致，表明該區的走滑斷裂活動是由地殼剪切應力產生的，地殼形變以連續和漸變的剪切為主要變化特征，與地質學解釋基本一致。

參考文獻

[1]石耀霖， 朱守彪. 2006.用GPS位移資料計算應變方法的討論[J]. 大地測量與地球動力學，26（1）： 1-8.

[2]李延興，李智等.中國大陸及周邊地區的水平應變場[J].地球物理學報，2004，47（2）：222-231

[3]瞿偉， 張勤等. 2009.渭河盆地現今地殼水平運動及應變特征[J]. 大地測量與地球動力學， 29（4）： 34-37

[4]張冬菊.青藏東北緣地殼形變應力應變場分析與構造活動性研究[D]，陜西：長安大學，2006

[5]張永志，王琪等.利用GPS資料研究區域地殼應力場變化與地震活動關系[J].地震學報，2000，22（5）：449-456

[6]丁升華，徐才軍等，利用GPS分析川滇地區活動地塊運動與應變模型[J].武漢大學學報，信息科學版，2013，38（7）

[7]顧國華，王麗鳳等，GPS觀測得到的1998-2003年中國大陸地殼應變[J]，地震，2006，26（3）：1-7

[8]袁金榮，徐菊生等，利用GPS觀測資料反演華北地區現今構造應力場[J]，地球學報，1999，20（3）：232-23

[9]張永志，胡斌等，應用GPS觀測青藏高原東北緣應力場變化[J]，地球科學與環境學報，2003，25（4）：50-5

[10]張希，王琪等.川滇地區近期地殼水平運動特征與強震關系研究[J].大地測量與地球動力學，2003，23（3）：35-41.endprint