川滇地区地壳运动和重力场变化与强震活动的关系研究

姜永涛

1. 南阳师范学院，河南 南阳 473061； 2. 长安大学地质工程与测绘学院，陕西 西安 710054



川滇地区地壳运动和重力场变化与强震活动的关系研究

姜永涛1,2

1. 南阳师范学院，河南 南阳 473061； 2. 长安大学地质工程与测绘学院，陕西 西安 710054

受印度板块北推碰撞欧亚大陆、青藏高原NE向挤压和向东挤出的动力环境控制，川滇地区地质构造结构复杂、地貌反差显著、深浅构造活动强烈、地震发生频度高且强度大。本论文利用区域GPS、全球最新地壳模型和重力场模型等数据，研究了川滇地区的位移场、应变场、岩石圈结构、重力场及其变化等特征，探讨它们与区域构造运动、地震和断层活动的关系，主要内容和结论如下：

(1) 利用近年多期区域GPS数据，计算分析了川滇地区的地应变时空演化特征。结果显示，面应变分布与川滇地区活动地块有一定的对应关系；在最大剪应变高值区的断裂带上鲜有地震发生，而对应于最大剪应变低值区的断裂带，由于在区域地壳运动剧烈的背景下，活动性较弱的断层更易于应变能积累，伴随有强震发生。

(2) 利用CRUST1.0，基于Airy均衡理论研究了川滇地区地壳均衡状态，并计算分析了区域均衡岩石圈深度特征。四川盆地处于地壳均衡状态，而龙门山断裂带为地壳均衡差异最显著的区域；川滇地区逆冲/正断型地震发生在地壳均衡状态变化剧烈的断裂带上，而走滑型地震则发生在均衡状态变化不明显的断裂带上。川滇地区均衡岩石圈厚度存在较大的横向差异性，与区域moho起伏无明显镜像关系，其中四川盆地有厚约150 km的岩石圈根，南北地震带的岩石圈厚度较东西两侧块体要减薄近20 km。

(3) 利用最新超高阶重力场模型EIGEN-6C2、全球DEM模型topo_15.1.img和地壳模型CRUST1.0等数据，研究了川滇地区自由空气重力异常、布格重力异常和剩余重力异常的分布特征。川滇地区自由空气重力异常与地形镜像关系明显，而区域布格重力异常总体特征为西北低、东南高，反映了川滇地区地壳厚度变化的基本格局；川滇地区剩余重力异常存在巨大的横向差异，说明壳幔密度横向差异大，反映了川滇地区构造活动强烈。近年川滇地区的逆冲/正断型地震(如汶川地震、芦山地震)均发生在这三种重力异常的高梯度带上，而走滑型地震(如玉树地震、鲁甸地震)则发生在重力异常变化较为平稳的区域。

(4) 利用90阶GFZ Release 05重力场模型研究了川滇地区卫星重力变化特征。2003—2012年川滇地区重力场变化剧烈，但从2006年开始区域年累积重力变化图像已形成基本格局，呈近似以川滇菱形块体为中心的“四象限分布”，只是高、低值区的中心和量值存在一定的动态变化。汶川地震震前，龙门山断裂区域的卫星重力变化呈“增大-减速增大-减少”特征，且临震(震前两年)形成了平行于断裂带的重力变化梯级带；汶川地震导致2008—2009年川滇地区重力场变化呈现以龙门山断裂带为中心的“四象限分布”，反映了强震对区域地壳运动的影响；汶川地震后，川滇地区重力场变化强烈，且区域地震活动性增强，说明汶川大震可能对其后的区域多次强震有触发作用。

(5) 基于向-位错理论计算了矩形断层平动和转动引起的变形地表和空间重力变化。断层的平动和转动量越大，引起的重力变化范围和量值就越大，且断层转动引起的重力大小与断层埋深成反比关系，即断层埋深越大，相应的重力变化量值就越小；宏观上，矩形断层平动引起的重力变化呈近似对称的特征，而断层转动打破了这种对称性，且转动角越大，图像的不对称性就越明显。

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

姜永涛.川滇地区地壳运动和重力场变化与强震活动的关系研究[J].测绘学报，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

姜永涛(1985—)，男，2015年6月毕业于长安大学，获工学博士学位(指导教师：张永志教授)，研究方向为地震与重力和地壳形变的关系。

P223∶P315

D

1001-1595(2017)05-0669-01

国家自然科学基金(41374028；41274083；41304013)和南阳师范学院高层次人才科研启动费资助

E-mail： 1212203jiang@sina.com