川滇地區(qū)地殼運(yùn)動(dòng)和重力場(chǎng)變化與強(qiáng)震活動(dòng)的關(guān)系研究

姜永濤

1. 南陽(yáng)師范學(xué)院，河南 南陽(yáng) 473061； 2. 長(zhǎng)安大學(xué)地質(zhì)工程與測(cè)繪學(xué)院，陜西 西安 710054

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川滇地區(qū)地殼運(yùn)動(dòng)和重力場(chǎng)變化與強(qiáng)震活動(dòng)的關(guān)系研究

姜永濤1,2

1. 南陽(yáng)師范學(xué)院，河南 南陽(yáng) 473061； 2. 長(zhǎng)安大學(xué)地質(zhì)工程與測(cè)繪學(xué)院，陜西 西安 710054

受印度板塊北推碰撞歐亞大陸、青藏高原NE向擠壓和向東擠出的動(dòng)力環(huán)境控制，川滇地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造結(jié)構(gòu)復(fù)雜、地貌反差顯著、深淺構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈、地震發(fā)生頻度高且強(qiáng)度大。本論文利用區(qū)域GPS、全球最新地殼模型和重力場(chǎng)模型等數(shù)據(jù)，研究了川滇地區(qū)的位移場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)、巖石圈結(jié)構(gòu)、重力場(chǎng)及其變化等特征，探討它們與區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地震和斷層活動(dòng)的關(guān)系，主要內(nèi)容和結(jié)論如下：

(1) 利用近年多期區(qū)域GPS數(shù)據(jù)，計(jì)算分析了川滇地區(qū)的地應(yīng)變時(shí)空演化特征。結(jié)果顯示，面應(yīng)變分布與川滇地區(qū)活動(dòng)地塊有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系；在最大剪應(yīng)變高值區(qū)的斷裂帶上鮮有地震發(fā)生，而對(duì)應(yīng)于最大剪應(yīng)變低值區(qū)的斷裂帶，由于在區(qū)域地殼運(yùn)動(dòng)劇烈的背景下，活動(dòng)性較弱的斷層更易于應(yīng)變能積累，伴隨有強(qiáng)震發(fā)生。

(2) 利用CRUST1.0，基于Airy均衡理論研究了川滇地區(qū)地殼均衡狀態(tài)，并計(jì)算分析了區(qū)域均衡巖石圈深度特征。四川盆地處于地殼均衡狀態(tài)，而龍門(mén)山斷裂帶為地殼均衡差異最顯著的區(qū)域；川滇地區(qū)逆沖/正斷型地震發(fā)生在地殼均衡狀態(tài)變化劇烈的斷裂帶上，而走滑型地震則發(fā)生在均衡狀態(tài)變化不明顯的斷裂帶上。川滇地區(qū)均衡巖石圈厚度存在較大的橫向差異性，與區(qū)域moho起伏無(wú)明顯鏡像關(guān)系，其中四川盆地有厚約150 km的巖石圈根，南北地震帶的巖石圈厚度較東西兩側(cè)塊體要減薄近20 km。

(3) 利用最新超高階重力場(chǎng)模型EIGEN-6C2、全球DEM模型topo_15.1.img和地殼模型CRUST1.0等數(shù)據(jù)，研究了川滇地區(qū)自由空氣重力異常、布格重力異常和剩余重力異常的分布特征。川滇地區(qū)自由空氣重力異常與地形鏡像關(guān)系明顯，而區(qū)域布格重力異?？傮w特征為西北低、東南高，反映了川滇地區(qū)地殼厚度變化的基本格局；川滇地區(qū)剩余重力異常存在巨大的橫向差異，說(shuō)明殼幔密度橫向差異大，反映了川滇地區(qū)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈。近年川滇地區(qū)的逆沖/正斷型地震(如汶川地震、蘆山地震)均發(fā)生在這三種重力異常的高梯度帶上，而走滑型地震(如玉樹(shù)地震、魯?shù)榈卣?則發(fā)生在重力異常變化較為平穩(wěn)的區(qū)域。

(4) 利用90階GFZ Release 05重力場(chǎng)模型研究了川滇地區(qū)衛(wèi)星重力變化特征。2003—2012年川滇地區(qū)重力場(chǎng)變化劇烈，但從2006年開(kāi)始區(qū)域年累積重力變化圖像已形成基本格局，呈近似以川滇菱形塊體為中心的“四象限分布”，只是高、低值區(qū)的中心和量值存在一定的動(dòng)態(tài)變化。汶川地震震前，龍門(mén)山斷裂區(qū)域的衛(wèi)星重力變化呈“增大-減速增大-減少”特征，且臨震(震前兩年)形成了平行于斷裂帶的重力變化梯級(jí)帶；汶川地震導(dǎo)致2008—2009年川滇地區(qū)重力場(chǎng)變化呈現(xiàn)以龍門(mén)山斷裂帶為中心的“四象限分布”，反映了強(qiáng)震對(duì)區(qū)域地殼運(yùn)動(dòng)的影響；汶川地震后，川滇地區(qū)重力場(chǎng)變化強(qiáng)烈，且區(qū)域地震活動(dòng)性增強(qiáng)，說(shuō)明汶川大震可能對(duì)其后的區(qū)域多次強(qiáng)震有觸發(fā)作用。

(5) 基于向-位錯(cuò)理論計(jì)算了矩形斷層平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)引起的變形地表和空間重力變化。斷層的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)量越大，引起的重力變化范圍和量值就越大，且斷層轉(zhuǎn)動(dòng)引起的重力大小與斷層埋深成反比關(guān)系，即斷層埋深越大，相應(yīng)的重力變化量值就越小；宏觀上，矩形斷層平動(dòng)引起的重力變化呈近似對(duì)稱(chēng)的特征，而斷層轉(zhuǎn)動(dòng)打破了這種對(duì)稱(chēng)性，且轉(zhuǎn)動(dòng)角越大，圖像的不對(duì)稱(chēng)性就越明顯。

JIANG Yongtao(1985—)，male，

his doctoral degree from Chang’an University on June 2015，majors in Geodesy and Surveying Engineering.

Study on the Relationship between Crust Movement, Gravity Variation and Regional Strong Earthquakes in Sichuan-Yunnan Region

JIANG Yongtao1,2

1. Nanyang Normal University，Nanyang 473061，China； 2. Chang’an University，Xi’an 710054，China

姜永濤.川滇地區(qū)地殼運(yùn)動(dòng)和重力場(chǎng)變化與強(qiáng)震活動(dòng)的關(guān)系研究[J].測(cè)繪學(xué)報(bào)，2017,46(5)：669.

10.11947/j.AGCS.2017.20170007. JIANG Yongtao.Study on the Relationship between Crust Movement, Gravity Variation and Regional Strong Earthquakes in Sichuan-Yunnan Region[J]. Acta Geodaetica et Cartographica Sinica,2017,46(5):669. DOI:10.11947/j.AGCS.2017.20170007.

2017-01-11

姜永濤(1985—)，男，2015年6月畢業(yè)于長(zhǎng)安大學(xué)，獲工學(xué)博士學(xué)位(指導(dǎo)教師：張永志教授)，研究方向?yàn)榈卣鹋c重力和地殼形變的關(guān)系。

P223∶P315

D

1001-1595(2017)05-0669-01

國(guó)家自然科學(xué)基金(41374028；41274083；41304013)和南陽(yáng)師范學(xué)院高層次人才科研啟動(dòng)費(fèi)資助

E-mail： 1212203jiang@sina.com