地壳运动监测分解课件

地壳运动的监测CC1

Contents概论§1地壳运动的监测§基于GPS观测数据的汶川地震断层形变反演分析§32

1.概述v地壳运动的概念：在地球内部构造应力的作用下，所引起的地壳一些元素的相对运动。它们可以是垂直运动、水平运动或地倾斜运动。v地壳运动分为：长期运动：时间尺度由几千年到几百万年；与板块运动有关。瞬时运动：地震和火山活动相联系。§3

1.概述v监测地壳运动的目的：（1）测定板块运动参数；（2）测定大陆板块和海洋板块的内部形变；（3）测定板块边界与大地震有关的区域形变和应变累积；（4）测定其他地震活动区的区域形变和局部形变。4

1.概述地壳运动监测网全球板块运动监测网区域地壳运动监测网局部地壳运动监测网5

1.概述v全球板块运动监测网用于监测板块运动参数和板块内部形变，一般要求在每一大板块上的稳定部分，至少布设3个测站。6

1.概述v区域地壳运动监测网空间尺度由几百公里到1000km的瞬变构造运动，一般称为区域地壳运动。为了建立区域地壳运动监测网，现在都采用空间大地测量技术。对于了解区域应变积累情况有着重要意义。因为断层系经常很复杂，断裂并不是说简单发生在某一可确定的界面上。7

1.概述v局部地壳运动监测网局部地壳运动监测用于测定地震活动区的局部形变。这种网中，需要各种不同的距离（由几百米到几十公里）测定个点的相对水平位置和高差。由于距离变幅较大，网的布局一般比较复杂，有时候需要大网中插入小网。8

1.概述v1985-1986年，中国第二次南极考察期间，测绘考察队在菲尔德斯海峡断层裂隙带上布设了第一个地壳运动形变监测网。9

1.概述v这样的网对于评价现代板块大地构造学说，对于深化人们对于应变积累的认识，以及对于震中周围广大地区的震前、同震和震后运动的认识，具有重大的价值。10

1.概述v地壳运动监测的技术发展：在大地测量技术出现之前，传统的大地测量方法曾经起到过很重要的作用。三角测量和水准测量都是通过重复测量来监测地壳运动的。三角测量精度偏低，在广阔的板块边缘地带，地壳运动速度很小（地震除外）。因此，三角测量重复周期是20-30年时，才能得到地壳水平运动可信的结果。三角测量显然不能监测地面点的短期水平位移。所以，在地壳水平运动监测中，三角网已被淘汰。11

1.概述v在20世纪40年代末出现的光电测距技术，50年代风行一时，曾引起了大地测量不小的改革。但这一势头只是昙花一现。日前除了美国在圣安德列斯断层上用双色激光测距仪布设若干个三边测量网之外，全球地壳水平运动的监测一律采用空间大地测量方法了。12

1.概述v为了测定现代地壳垂直运动，传统上都采用重复精密水准测量。此法存在一些固有的缺陷：第一，作业效率低；第二，由于地面折射引起的系统误差的积累第三，重复水准测量所得的高程变化不完全是地壳垂直运动，含有地壳质量迁移引起的大地水准变化。13

1.概述v空间定位技术，直接测定地面点大地高的变化，作业效率高，不存在系统误差积累问题，也不受大地水准面变化的影响，可以说完全克服了水准测量固有的缺陷。v可惜，空间大地测量中，大地高对于大气层传播延迟特别敏感，这问题尚未得到圆满解决。大地高由此产生的误差可能比水平位置误差大几倍。14

1.概述v为了测定全球板块运动，需要利用VLBI或SLR测量板块之间的长基线。GPS高度运动性；用于VLBI站和SLR站之间的加密，站间距离可以达到人们所希望的程度，使用于区域和局部地壳运动的监测。VLBI具有高度空间分辨率和时间分辨率的地壳运动控制网。SLRGPS15

2.地壳变形的监测中国地壳运动观测网络点位分布图16

2.地壳变形的监测基准网点点间距1000km左右，为GPS常年连续观测点；中国地壳运动观测网（共点间距约500km，为定期复测点。基本网点区域网1081个点）点间距约几十到百千米，为不定期复测点，全国范围内分布不均，较密集地分布在地壳运动活跃地区。17

2.地壳变形的监测v板块构造理论有两项基本原则：（1）板块内部是刚性的；利用已建立的全球板块运动监测网，重复监测位于同一板块上得各站之间的极限，以检验它的稳定性。在1976-1984年间利用VLBI测量了一条横跨美国大陆的基线，得出测期间平均长度年变率0.2±0.2cm。初步证实北美板块内部接近刚性的。（2）板块边界是狭窄的。这是不符合实际情况的，它不能描述宽度达到几百甚至上千公里的大陆板块边界内的运动状态，这一事实已为人们公认了。18

2.地壳变形的监测v相对板块运动由平行于板块运动的、而且严格局限于板块边界内的断层形变来调节；这是一种理想的情况。实际上板块边界一般具有混合性质，既有平行于边界的运动，也有垂直于边界的运动。这有两种运动可以被分割为一些独立的形变带。沿着板块边界，为了容纳形变，往往

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