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基于实测重力数据的秦岭地区均衡异常与垂向构造应力分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2022年第6期47卷 972-978页

作者：袁华清吴云龙许闯张毅王振宇中国地震局地震研究所湖北武汉430071 广东工业大学土木与交通工程学院广东广州510006 中国地震局地震预测研究所北京100036

确定秦岭地区准确的均衡异常与垂向构造应力对认识该地区深部构造特征、动力学机制等具有重要意义。目前,高精度重力数据是获取均衡异常与垂向构造应力的重要手段之一。采用高精度重力/GPS联测数据,得到秦岭地区的自由空气重力异常与布... 详细信息

确定秦岭地区准确的均衡异常与垂向构造应力对认识该地区深部构造特征、动力学机制等具有重要意义。目前,高精度重力数据是获取均衡异常与垂向构造应力的重要手段之一。采用高精度重力/GPS联测数据,得到秦岭地区的自由空气重力异常与布格重力异常,反演均衡异常与垂向构造应力。研究结果表明,均衡面深度在40~49 km之间,莫霍面深度范围为39~48 km,垂向构造应力大小在-28~24 MPa之间。秦岭北侧的渭河盆地处于不均衡状态;四川盆地北部的均衡异常与垂向构造应力几乎为零,地壳处于均衡状态;在秦岭出现局部的负均衡异常,表明存在一定的地壳运动。

关键词：莫霍面深度均衡面深度垂向构造应力秦岭地区均衡异常

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东北亚地区地壳密度结构与垂向构造应力场

地球物理学报 2018年第6期61卷 2280-2291页

作者：王振宇佘雅文付广裕皮誉洋中国地震局地震预测重点实验室(中国地震局地震预测研究所) 北京100036 河北省地震局石家庄050021 中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地震局地震研究所武汉430071

本文利用EIGEN-6C4重力数据和ETOPO1地形数据,在考虑物质密度横向不均匀的情况下,在东北亚地区展开地壳均衡研究,并重点分析了长白山的隆升机制.首先,针对穿越长白山和库页岛的两条近乎东西向的剖面(剖面A、B)展开详细研究,以CRUST1.0... 详细信息

本文利用EIGEN-6C4重力数据和ETOPO1地形数据,在考虑物质密度横向不均匀的情况下,在东北亚地区展开地壳均衡研究,并重点分析了长白山的隆升机制.首先,针对穿越长白山和库页岛的两条近乎东西向的剖面(剖面A、B)展开详细研究,以CRUST1.0模型为初始条件,利用布格重力异常数据,基于Airy模型和Airy-Pratt模型分别反演了相应剖面的地壳密度结构,发现两剖面的地壳密度呈现一定程度的横向不均匀特性;接着基于上述密度结构和高程数据,利用Airy均衡理论计算了相应剖面的均衡面深度,并进一步比较莫霍面(Moho)和均衡面的差异,计算了剖面的垂向构造应力分布;然后,把上述方法应用到整个东北亚地区,计算了1°采样的21条东西向剖面的垂向构造应力,插值得到整个东北亚地区的垂向构造应力分布.结果表明,东北亚大部分地区垂向构造应力基本为零,总体处于均衡状态,长白山地区垂向构造应力为-15^-25MPa,日本列岛垂向构造应力为-40^-50MPa,太平洋海沟垂向构造应力为15~25 MPa;最后,本文运用自由空气重力异常导纳方法,计算了长白山地区的有效弹性厚度(Te)和加载比,发现长白山地区的Te为10km,表明该地区的岩石圈较为柔软;加载比结果显示,岩石圈初始加载主要来自莫霍面,占总加载的78%,表明长白山的隆升主要源自地幔物质上涌.

关键词：布格重力异常 Airy均衡理论地壳密度结构垂向构造应力自由空气重力异常导纳方法

重力与地形数据揭示的巴颜喀拉块体东缘垂向构造应力场

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地球物理学报 2017年第6期60卷 2480-2492页

作者：佘雅文付广裕王灼华高原中国地震局地球物理研究所北京100081 河北省地震局石家庄050021 中国地震局地震预测研究所北京100036

利用基于消去-恢复原理的最小二乘配置方法,对2009-2013年相对重力/GPS联合观测数据与EGM2008模型数据进行融合,更新了巴颜喀拉块体东缘地区的自由空气与布格重力异常场.基于该布格重力异常数据,以CRUST1.0地壳密度模型为初始条件,使用... 详细信息

利用基于消去-恢复原理的最小二乘配置方法,对2009-2013年相对重力/GPS联合观测数据与EGM2008模型数据进行融合,更新了巴颜喀拉块体东缘地区的自由空气与布格重力异常场.基于该布格重力异常数据,以CRUST1.0地壳密度模型为初始条件,使用二维多边形棱柱体正演与非线性最小二乘反演方法,获取了巴颜喀拉块体东缘地壳分层密度结构.基于地壳不可压缩和均衡调整原理提出了计算垂向构造应力新方法,并结合上述地壳分层密度结构和地形数据计算了巴颜喀拉块体东缘垂向构造应力分布.结果表明,龙门山断裂带中南段蓄积了较高的正向构造应力(约40 MPa),马尔康周边地区蓄积了较高的负向构造应力(约—30 MPa).对研究区域1970年以来5级(Ms)以上地震进行统计发现,地震多发生在垂向构造应力梯度带上,垂向构造应力为正的地区易触发浅源地震,为负的地区易触发深源地震.在地壳横向变形强烈的区域,垂向构造应力与地震深度的对应关系减弱.

关键词：巴颜喀拉块体布格重力异常地壳密度结构垂向构造应力

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巴颜喀拉地块东边界岩石圈垂向构造应力场

巴颜喀拉地块东边界岩石圈垂向构造应力场

2017中国地球科学联合学术年会

作者：付广裕佘雅文中国地震局地震预测研究所中国地震局地球物理研究所

本文收集了近年来在川西地区展开的流动重力/GPS联合测量数据,包括中国地震局芦山地震科考获得的两条剖面数据,中科院地质与地球物理研究所汶川地震后获得的两条剖面数据,以及本研究小组获得的川西盆地重力网数据,上述三个来源的数据形... 详细信息

本文收集了近年来在川西地区展开的流动重力/GPS联合测量数据,包括中国地震局芦山地震科考获得的两条剖面数据,中科院地质与地球物理研究所汶川地震后获得的两条剖面数据,以及本研究小组获得的川西盆地重力网数据,上述三个来源的数据形成了一个形态分布良好的观测网,为本研究打下了数据基础。本研究小组基于重力/GPS联合观测数据,提出两种独立的垂向构造应力的计算新方法(高尚华等,2016;佘雅文等,2017),为本研究打下了理论基础。

关键词：垂向构造应力巴颜喀拉地块巴颜喀拉块体岩石圈

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川西地区重力均衡与地壳垂向构造应力场

川西地区重力均衡与地壳垂向构造应力场

华北地区中东部岩石圈挠曲与均衡特性以及地震活动性分析

2016中国地球科学联合学术年会

作者：付广裕佘雅文高尚华中国地震局地震预测研究所

本文收集了近年来在川西地区展开的流动重力/GPS联合测量数据,包括中国地震局芦山地震科考获得的两条剖面数据,中科院地质与地球物理研究所汶川地震后获得的两条剖面数据,以及本研究小组获得的川西盆地重力网数据,上述三个来源的数据形成了一个形态分布良好的观测网,为本研究打下了数据基础。本研究小组基于上述重力/GPS联合观测数据,提出一种计算垂向构造应力的新方法(高尚华等,2016)。其计算步骤如下:(1)通过重力/GPS联合观测数据计算布格重力异常;(2)

关键词：垂向构造应力地壳密度川西地区重力均衡

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地球物理学报 2018年第11期61卷 4448-4458页

作者：佘雅文付广裕高原张国庆刘泰王振宇中国地震局地球物理研究所北京100081 河北省地震局石家庄050021 中国地震局地震预测研究所北京100036 中国地震局第二监测中心西安710054

华北地区中东部涵盖北京、天津以及即将建设的雄安新区等大型城市,区内发育了张渤地震带等多条大型活动断裂,地震活动性较强,历史上发生过多次6级以上地震.本文利用Fan小波的布格重力异常一致性方法研究该区的岩石圈有效弹性厚度和均衡... 详细信息

华北地区中东部涵盖北京、天津以及即将建设的雄安新区等大型城市,区内发育了张渤地震带等多条大型活动断裂,地震活动性较强,历史上发生过多次6级以上地震.本文利用Fan小波的布格重力异常一致性方法研究该区的岩石圈有效弹性厚度和均衡调整初始加载比分布,同时基于均衡调整方法计算该区垂向构造应力分布,并将以上结果与历史地震活动进行统计分析.岩石圈挠曲分析表明,华北地区中东部的岩石圈有效弹性厚度为10～65 km,分布特征为自东南向西北逐渐减小.均衡调整初始加载比为0.5～0.8,表明现今的岩石圈挠曲状态主要由莫霍面加载形成.该区地壳承载的垂向构造应力约为-20～20 MPa,中西部地区垂向构造应力向上,东北和西南地区向下.统计分析结果显示,华北地区中东部的地震活动性随着岩石圈有效弹性厚度和均衡调整初始加载比的增加而减弱,垂向构造应力零值区域地震活动性较弱.雄安新区的岩石圈有效弹性厚度大约为15 km,均衡调整初始加载比为0.5～0.6,垂向构造应力为15～20 MPa,岩石圈参数对应的地震活动性较强,相关结果对于新区建设具有一定参考价值.

关键词：雄安新区岩石圈有效弹性厚度布格重力异常重力均衡垂向构造应力地震活动性

EGM2008模型与地面重力数据的融合及地壳密度反演研究 ——以川西地区为例

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EGM2008模型与地面重力数据的融合及地壳密度反演研究 ——以川西...

作者：王灼华中国地震局地震预测研究所

学位级别：硕士

川西地区是构造复杂、地震多发区,利用重力数据分析该地区的重力均衡、地壳密度结构、垂向构造应力以及其与地震之间的关系,是重力测量数据应用于地震学领域的主要研究方向。其中,垂向构造应力是最近提出的借助重力研究垂直方向上构造... 详细信息

川西地区是构造复杂、地震多发区,利用重力数据分析该地区的重力均衡、地壳密度结构、垂向构造应力以及其与地震之间的关系,是重力测量数据应用于地震学领域的主要研究方向。其中,垂向构造应力是最近提出的借助重力研究垂直方向上构造应力的一种新方法,利用良好的重力数据和可靠的地壳密度结构,研究分层地壳结构的垂向构造应力将是研究地震的一个好的角度和切入点。重力数据是重力学研究的基础,常用的重力数据来自卫星重力场模型和地面测量,测量技术差异导致两种数据在空间分辨率和精度等问题上各有其局限性,两种数据的优点结合起来将是很好的互补,为重力研究提供好的基础条件。本研究中,我们将利用川西地区卫星和地面现有的重力测量数据研究区域重力均衡、地壳密度结构、垂向构造应力,并讨论垂向构造应力与地震分布的关系,为川西地区地壳构造与地震预报提供依据。首先利用'消去-恢复'思想的最小二乘配置法研究了川西地区EGM2008重力数据和地面实测重力数据的融合,并根据地形差异分平原、山区、丘陵区域进行融合方法的适用性评价。而后结合融合后的数据和CRUST1.0地壳结构模型并采用非线性最小二乘法反演了区域沉积层、上地壳、中地壳、下地壳的地壳密度结构,最后在以上基础上计算了该区域地壳均衡调整值和考虑地壳分层结构的垂向构造应力场分布,并讨论了区域地震分布和垂向构造应力场之间关系。数据融合结果显示,卫星和地面测量数据融合能大幅提高区域重力数据的整体精度,即通过数据融合将川西地区的重力数据精度整体由20 mGal提高到5 mGal左右。利用融合后的重力数据反演地壳密度结构和前人用地震波数据反演的结果基本一致,结果显示龙门山断裂是东西两侧地壳厚度陡变带。垂向构造应力计算结果表明,在龙门山中南端、四川盆地东北部垂向构造应力值较高;在华南块体内部垂向构造应力值较低,基本处于地壳均衡状态。整体上在川西区域从东南部至西北部,垂向构造应力呈现'负-正'交替分布状态。经过比较研究区域1970年以来的3级以上地震定位分布和垂向构造应力,发现地震大多分布在垂向构造应力大小-20～10MPa范围的地区,其中8级以上大地震大多发生在垂向构造应力正值的地方;比较结果还显示地震多分布与垂向构造应力梯度有关系,也就是地震大部分发生在在应力梯度高值区,表明梯度高值区域是地震发生危险度较高的区域,应该予以重点关注。从垂向构造应力场的分布发现雅安南部、松潘西南部、康定东南部等区域处在垂向构造应力梯度高值区,地震危险性较大,应该予以关注。

关键词：数据融合地壳密度结构垂向构造应力地壳均衡川西地区地震

华北地区中东部岩石圈挠曲与均衡特性以及地震活动性分析

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华北地区中东部岩石圈挠曲与均衡特性以及地震活动性分析