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GPS资料研究构造应力场变化特征

吴小利  
【摘要】: 地震是地质构造运动过程中的一种突变现象,是地球内部某处的应力状态超过岩石强度产生破坏的结果,由于中国大多数地震发生在地壳范围内,故研究地壳应力场的分布状态及其变化,是认识和预测地震发生的地点、时间和强度的关键。科学技术的发展,特别是空间测地技术的发展(Tralli,Timothy,1988),使通过GPS(global positioning system)观测精确获得地球表面地形变连续观测资料成为可能.空间技术能够观测到地球内部应力场变化在地面的形变响应分布;以及构造应力缓慢作用过程中,地壳中的某些形变和运动特征。 本文通过格林第二积分公式,导出了地面位移与地壳内应力变化的关系,分析和讨论了利用地面位移变化速率来计算地球内应力场变化的可能性和计算方法,利用中国南北地震带1999-2001年间观测的92个GPS站数据、2001-2005年间观测的67个GPS站数据以及2004-2007年间观测的239个GPS站数据分别对中国南北地震带地壳内15公里深处的最大主应力和剪应力进行了计算、分析研究;运用C语言进行程序设计,结合GMT(Generic Mapping Tools)断层分布数据及该区的地质、地球物理资料,对应力场的分布特征与地震关系进行了分析,得出以下结论: (1)中国南北地震带西部地区岩石圈受板块的推挤作用比较明显,但由于深大断层等的存在,应力场变化分布比较复杂。 (2)印度大陆板块向欧亚大陆板块碰撞挤压过程可分解成几个部分,一部分使得地壳发生上隆和下沉;其次是使昆仑山断裂、鲜水河断裂等发生左旋走滑,另一部分是在中国南北地震带西部地区形成强的应力场,这些强应力场使得局部地壳发生破裂,从而产生中强地震。 (3) GPS观测期间发生的中强地震主要位于应力场变化大、同时具有深大断裂的南北地震带西部地区。在中国南北地震带的东部地区,观测期间的主应力和剪应力都相对较小,同期没有中强地震发生。


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