利用重力资料与GPS数据研究伽师及邻区近期地壳运动特征
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摘要
利用重力资料和GPS数据研究伽师及邻近地区地壳运动特征,首先对2005～2009年该区域流动重力观测资料进行平差计算,绘制出以1年为尺度的重力场变化的等值线图。分析表明,伽师及邻近地区近年来重力场变化相对活跃,且有一定的规律,最大重力异常值达到150×10-8 m.s-2。其次,利用2005～2009年该区域GPS数据在统一框架下进行重新解算,并利用理论计算得到该地区每年的面膨胀值。研究表明,该区域地壳面压缩、面膨胀交替出现,正负交界处往往是剪应变值增大的地区,即地震易孕育区域。最后探讨了重力与GPS(面膨胀)二者在地壳形变、地球动力之间的响应关系。研究表明,震前伽师及邻区重力值主要显示正变化,震后则呈现出大面积负值区域,说明压陷(面收缩)和向北扩张(面膨胀)作用交替进行,这与GPS计算出的面膨胀结果是一致的。
The paper studies the characteristics of crustal movement in Jiashi and its neighboring regions on the basis of gravity and GPS data.The adjustment calculation was done using the 2005~2009 gravity observation data flow and one-year gravity field variation scale images were drawn.The analysis reveals that the gravity field variations in the region is relatively active and follow certain patterns with the maximum cumulative gravity anomaly reaching 150×10-8m·s-2.The paper then recalculates the GPS data of 2005~2009 in the region under a unified framework and obtains the annual surface expansion in the region by theoretical calculation.The result shows that the regional crustal surface compression and surface expansion have an alternating pattern,and the positive and negative junction is the increase area of shear strain,often the earthquake preparation area.Finally the paper discusses the correspondent relationship between gravity and GPS(surface expansion) in crustal deformation and geodynamics.The study shows that there are positive variations of gravity in Jiashi and its neighboring regions before a quake and negative ones in large areas after a quake.This can result from the alternation of indentation(surface contraction) and northward expansion(surface expansion) and is consistent with surface expansion by GPS calculation.
The paper studies the characteristics of crustal movement in Jiashi and its neighboring regions on the basis of gravity and GPS data.The adjustment calculation was done using the 2005~2009 gravity observation data flow and one-year gravity field variation scale images were drawn.The analysis reveals that the gravity field variations in the region is relatively active and follow certain patterns with the maximum cumulative gravity anomaly reaching 150×10-8m·s-2.The paper then recalculates the GPS data of 2005~2009 in the region under a unified framework and obtains the annual surface expansion in the region by theoretical calculation.The result shows that the regional crustal surface compression and surface expansion have an alternating pattern,and the positive and negative junction is the increase area of shear strain,often the earthquake preparation area.Finally the paper discusses the correspondent relationship between gravity and GPS(surface expansion) in crustal deformation and geodynamics.The study shows that there are positive variations of gravity in Jiashi and its neighboring regions before a quake and negative ones in large areas after a quake.This can result from the alternation of indentation(surface contraction) and northward expansion(surface expansion) and is consistent with surface expansion by GPS calculation.
引文
陈荣华、张永仙、薛艳,2005,2005年2月15日新疆乌什6.2级地震前的测震学异常,内陆地震,19(3),203～206。
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党亚民、陈俊勇、张燕平等,2002,利用GPS资料分析南天山地区的地壳形变特征,长江大学学报,27(4),13～15。
冯先岳,1991,地震断错地貌,内陆地震,5(1),17～26。
李杰、王晓强、王琪等,2004,乌恰伽师地区GPS地壳运动监测网研究,内陆地震,18(3),34～39。
李志海、龙鹏伟、马宏生,2008,2008年10月5日新疆乌恰6.8级地震发震构造与地震序列分析,内陆地震,22(4),355～360。
刘代芹、王晓强、李杰等,2009,新疆南天山地区重力场动态演化特征,西北地震学报,31(2),174～178。
牛安福、王琪、江在森等,2003,伽师地震与区域断层活动研究,大地测量与地球动力学,23(1),17～21。
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沈军、陈建波、王翠等,2006,2003年2月24日新疆巴楚-伽师6.8级地震发震构造,地震地质,28(2),205～212。
王琪、丁国瑜、乔学军等,2000,用GPS研究南天山(伽师)地区现今地壳变形,地震学报,22(3),263～270。
王晓强,王琪,程瑞忠等,2002,新疆伽师及邻近地区现今地壳形变的GPS监测与研究,西北地震学报,24(3),199～207。
王晓强、李杰、王琪等,2005天山现今地壳运动的形变场分析,大地测量与地球动力学,25(3),63～68。
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吴传勇、沈军、陈建波等,2006,新疆南天山库车坳陷晚第四纪以来地壳缩短速率的初步研究,地震地质,28(2),279～288。
向文、李辉,1999,重力场与构造应力场内在关系的理论研究,地壳形变与地震,19(1),32～36。
邢乐林、李辉、周新等,2010,GRACE卫星重力观测在强震监测中的应用及分析,大地测量与地球动力学,30(4),51～53。
徐锡伟、张先康、冉勇康等,2006,南天山地区巴楚———伽师地震(MS6.8)发震构造初步研究,地震地质,28(2),161～178。
张培震、邓启东、杨晓平等,1996,天山的晚新生代构造变形及其地球动力学问题,中国地震,12(2),127～140。
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Han S C,Shum C K,2006,Crustal dilatation observed by GRACE after the2004Sumatra-Andaman earthquake,Science,313,658～662.
Shen Z K,Wang M,Li Y,et al,2001,Crustal deformation along the Altyn Tagh fault system,western China,from GPS,J GeophysRes,106,30607～30622.
Shigeo Y,Gaku S,Shuhei O,et al,1999,Absolute gravity change associated with the March1997earthquake swarm in the IzuPeninsula,Japan,Earth Planets Space,51,3～12.
Yoshiyuki T,Shuhei O,2001,First detection of absolute gravity change caused by earthquake,Geophy Res Lett,28(15),2929～2981.
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