【摘 要】
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地震大地测量学开启了精确测量和研究现今大陆形变动力系统演化及其地震行为的新篇章,GNSS越来越多的应用于地壳运动和形变的监测。研究地壳运动和形变对理解一个区域的构造活动特征和动力学机制具有重要的意义。但仅依靠GNSS观测资料研究区域的形变特点是不够的,结合地壳岩石圈的应力场和各向异性资料厘清岩石圈深浅部形变特征,可以更加清晰的认识区域动力学机制和其孕震环境。本文从应变率场和应力场对比分析的角度,并
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地震大地测量学开启了精确测量和研究现今大陆形变动力系统演化及其地震行为的新篇章,GNSS越来越多的应用于地壳运动和形变的监测。研究地壳运动和形变对理解一个区域的构造活动特征和动力学机制具有重要的意义。但仅依靠GNSS观测资料研究区域的形变特点是不够的,结合地壳岩石圈的应力场和各向异性资料厘清岩石圈深浅部形变特征,可以更加清晰的认识区域动力学机制和其孕震环境。本文从应变率场和应力场对比分析的角度,并且结合地震各向异性的资料,对地震频发的青藏高原东北缘和滇西南地区的岩石圈深浅部构造形变特征进行研究。对于青藏高原东北缘地区,本研究基于研究区中国地壳运动观测网络GNSS数据,并收集了前人发表的GNSS速度场数据,通过数据融合给出了最新的GNSS速度场。采用多尺度球面小波方法计算应变率张量,分析主应变率、面应变率和最大剪应变率的空间分布特征。应变率结果显示了青藏高原东北缘大部分区域表现出轻微的面压缩,面压缩率小于15 nstrain/yr,面压缩率较高的区域集中在青藏高原东北缘的边缘地区,其中祁连山断裂带和海原断裂带区域的面压缩大于20 nstrain/yr。在东昆仑断裂带、祁连山断裂带和海原断裂带和六盘山断裂带南段有较高的剪应变率,最大约为40 nstrain/yr。同时,收集了青藏高原东北缘1904-2021年的震源机制解,通过区域阻尼应力反演方法得到了该区域的应力场。最大主应力的方向和主应变率方向基本一致,显示出35°N以南的区域挤压方向表现出顺时针旋转的特点,大部分区域表现为东西向的挤压,而35°N以北的区域挤压方向表现出逆时针旋转的特点,大部分区域表现为东北向的挤压。根据最大、最小主应力的倾角对区域内的正断、逆冲、走滑区域进行了划分,发现青藏高原内部的大部分区域和六盘山断裂的北段区域表现出走滑的运动特征,而祁连山断裂带和海原断裂带、西秦岭断裂带以南的区域表现出明显的挤压逆冲的运动特点,与应变率场显示的面压缩率的高值区域较为重合,这些区域剧烈的形变和较强的地震活动性是青藏高原向东北方向扩张形变受到较为坚硬的阿拉善地块、鄂尔多斯地块和华南地块的阻挡的结果。对于滇西南地区,本研究首先对在红河断裂19个新建的GNSS站2018～2021年的观测数据进行高精度解算,结合该区已有的GNSS资料,给出滇西南地区最新的GNSS速度场。然后采用多尺度球面小波方法计算应变率张量,分析主应变率、面应变率和最大剪应变率的空间分布特征。结果表明:滇西南地区以近北北东向的挤压为主,面压缩率为～10 nstrain/yr。近东西向断层表现为左旋走滑,近南北向断层表现为右旋走滑,在黑河断裂和无量山断裂之间的区域有明显的面压缩与面膨胀转换,畹町断裂、龙陵-瑞丽断裂东部、南汀河断裂东部、黑河断裂、澜沧断裂和小江断裂跨过红河断裂延伸到孟连、孟兴断裂区域具有较高的剪应变率,最高达到50 nstrain/yr。基于GNSS速度剖面分析红河断裂的活动特征,结果显示出红河断裂中段和南段的走滑速率分别为2.45±0.46 mm/yr和0.72±0.24mm/yr,分别具有少量的挤压和拉张运动。收集研究区1976-2020年的震源机制解,采用区域阻尼应力反演方法反演应力张量,并解算反映主应力相对大小的R值分布,反演结果表明滇西南地区受到北北东向的主压应力作用,该区整体上处于走滑应力状态,而大盈江断裂东部腾冲火山附近的南北向断层存在正断兼斜滑的特点。滇西南地区的主应力大小在空间上具有明显的差异性,南汀河断裂以南是主应力最大的区域,其走滑特征也更加明显。此外,本研究还收集研究区内地震波各向异性数据,分别对比主应力方向和主应变率方向的夹角、主应力方向和Pms快波偏振方向的夹角、主应力方向和XKS快波偏振方向的夹角分别得到地表和中上地壳、中上地壳和下地壳、下地壳和上地幔构造形变的差异性,发现滇西南地区总体上存在下地壳和上地幔的解耦,同时发现在龙陵-瑞丽断裂、南汀河断裂,孟连断裂附近的下地壳和中上地壳之间形变存在差异,表明该区域下地壳与中上地壳发生解耦,可能存在下地壳热物质流动通道。
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