应用GPS观测青藏高原东北缘应力场变化 (2003年)

采用各向同性弹性地球模型推导了地面位移场速率与地壳内任意点应力场变化的边界积分关系，同时利用青藏高原东北缘1999～2001年观测的GPS资料对观测区地壳深度为5 km和25 km的主应力和最大剪应力进行了计算分析。结果表明，青藏高原东北缘的主应力变化主要集中在祁连山断裂、海原断裂等，在1920～1954年间历史上发生过多次震级为7.0～8.5级强震的断裂附近，并具有主应力变化沿断层走向分布、最大剪应力沿断层走向交替变化等特征。 ### 应用GPS观测青藏高原东北缘应力场变化 #### 摘要与背景介绍 本文基于各向同性弹性地球模型，探讨了地面位移场速率与地壳内任意点应力场变化之间的边界积分关系。研究采用了1999至2001年间青藏高原东北缘的GPS观测数据，分析了该区域地壳深度为5公里和25公里处的主应力和最大剪应力。研究表明，青藏高原东北缘的主应力变化主要集中于历史地震频发区域，如祁连山断裂带和海原断裂带附近。 #### 主要研究方法与理论基础 本研究采用了边界积分方程方法来建立地面位移场与地壳内应力场变化之间的联系。具体而言，首先利用高斯积分公式建立了向量在体积内和边界上的积分关系。然后，通过引入两个位移向量及其对应的应力场张量，进一步推导出地面位移场与地壳内应力场变化的关系式。这些数学工具和理论框架为后续的数据分析提供了坚实的基础。 #### GPS观测数据的应用 研究中使用的GPS观测数据涵盖了1999年至2001年间青藏高原东北缘的地面位移信息。这些数据不仅能够提供关于地壳形变的重要信息，还能揭示地震活动的空间分布特征。通过对这些数据进行计算和分析，研究者能够深入了解应力场的变化情况，尤其是在地震频发区域内的变化趋势。 #### 应力场变化的特征 根据研究结果，青藏高原东北缘的主应力变化主要集中在特定的断裂带附近，如祁连山断裂带和海原断裂带。这些断裂带历史上曾发生过多起7.0至8.5级的强震。此外，研究还发现主应力的变化沿断层走向分布，而最大剪应力则沿着断层走向呈现交替变化的特征。这种现象可能与断层两侧的地壳物质性质差异以及构造应力的累积释放有关。 #### 结论与展望 通过对青藏高原东北缘1999至2001年的GPS观测数据分析，本研究揭示了该区域地壳应力场变化的显著特征。特别是在历史强震频发的断裂带附近，主应力和最大剪应力的变化表现出明显的空间分布模式。这些发现对于理解青藏高原东北缘的构造演化过程、评估地震风险以及预测未来地震活动具有重要意义。未来的研究可以进一步结合更多的观测数据和技术手段，如卫星遥感技术和地震波速测量，以提高对区域构造活动和深部应力场变化的认识。 #### 关键词总结 - **GPS观测**：利用全球定位系统获取的地面位移数据。 - **应力场变化**：地壳内部应力分布的变化情况。 - **强震**：震级在7.0至8.5级之间的地震事件。 - **青藏高原**：位于亚洲内陆的巨大高原，是研究构造活动和地震活动的重要区域。 - **断裂带**：地壳中岩石破裂形成的带状区域，通常与地震活动密切相关。 - **各向同性弹性地球模型**：假设地球材料在各个方向上具有相同物理性质的简化模型，用于研究地壳形变和应力分布等问题。