大興安嶺中南段垂直形變研究范文

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摘要：利用大興安嶺中南段地區(qū)1993與2015年兩期精密水準資料，采用GPS連續(xù)站數(shù)據(jù)對精密水準數(shù)據(jù)進行約束平差，獲取該地區(qū)長時間背景下的速度場。結(jié)果表明，大興安嶺中南段地區(qū)以隆升運動為主，平均垂直運動速率為2.14mm/a；中段地區(qū)隆升運動速率大于南段地區(qū)，最大垂直運動速率為3.87mm/a。

關(guān)鍵詞：約束平差；精密水準；大興安嶺；垂直形變

大范圍的精密水準測量是監(jiān)測地殼垂直運動的主要手段之一。利用兩期精密水準資料可以得到地殼垂直運動的速度場，進而分析在該時期內(nèi)地殼的垂直運動情況。精密水準數(shù)據(jù)由于平差基準選取、平差算法以及誤差累積等原因，其應(yīng)用有一定的局限性。目前GPS觀測技術(shù)可以精確地提供空間三維信息，而且GPS連續(xù)站的長期結(jié)果在計算垂直方向的精度已經(jīng)達到mm級[1]。利用GPS連續(xù)站數(shù)據(jù)對精密水準數(shù)據(jù)進行約束性平差[2]，為精密水準數(shù)據(jù)提供基準，并且提高其速度場精度。

1資料整理與數(shù)據(jù)處理

大興安嶺中南段在大地構(gòu)造位置上屬于西伯利亞地臺與華北克拉通的交接部位，為古大陸的邊緣過渡帶。該區(qū)處于深大斷裂夾持區(qū)，屬于華力西晚期褶皺帶，是西伯利亞板塊與塔里木-中朝地塊之間的天山-興安嶺褶皺系的東南緣[3-6]。本文研究區(qū)西起115.5～124°E，南起43～48.7°N。收集該區(qū)域兩期精密水準資料，第一期施測時間為1992～1995年；第二期施測時間為2015年。兩期水準數(shù)據(jù)有公共測點269個，3個GPS連續(xù)站分別為NMAL、NMDW和NMWL。數(shù)據(jù)處理采用GAMIT/GLOBK，采用通用模型對數(shù)據(jù)進行改正，通過垂向坐標時間序列線性擬合得到GPS連續(xù)站的垂向運動速率（表1）。計算時采用3個GPS連續(xù)站的垂直運動速率對兩期水準數(shù)據(jù)進行約束平差，得到研究區(qū)域的速度場。平差計算得到的單位權(quán)中誤差為1mm/km左右，表明監(jiān)測網(wǎng)的實測精度比較好。平差后對平差結(jié)果進行預(yù)處理，刪除個別量級過大或者與相鄰點差異過大的點，然后繪制地殼垂直運動速率圖與速率等值線圖[7]。

2地殼垂直運動的時空特征

根據(jù)數(shù)據(jù)資料繪制研究區(qū)的垂直運動速率（圖1）與速率等值線（圖2）。分析表明，大興安嶺中南段的垂直形變場有如下特征：根據(jù)速度場數(shù)據(jù)（圖1）可以明顯看出，研究區(qū)域的垂直形變特征基本與近代構(gòu)造運動特征相一致，山地地區(qū)基本穩(wěn)定，以隆升為主，大趨勢上表現(xiàn)出繼承性運動。雖然整體呈現(xiàn)出隆升的特征，但是隆升速率存在一定的差異性。最大隆升速率為3.87mm/a；最小隆升速率為0.24mm/a。該區(qū)域的隆升速率從西南地區(qū)至東北地區(qū)逐漸遞增，呈線性變化。在洮兒河斷裂與雅魯河斷裂之間的區(qū)域，垂直運動速率相對較大，均值在3mm/a左右。由圖1、2可以看出，大興安嶺中南段地區(qū)的隆升速率在嫩江斷裂附近均明顯大于其他區(qū)域，且最大隆升速率也在該區(qū)域。嫩江斷裂走向為北東向，斷裂西側(cè)（下盤）隆升，東側(cè)（上盤）下降，屬于斷階式斷裂（即表現(xiàn)為正斷層特征）。該斷層在全新世仍有活動，且屬于地震活動較強的活動斷裂。由于嫩江斷裂的活動影響，導(dǎo)致處于該斷裂西側(cè)公共測點的隆升速率較大，均值在3mm/a左右。同時相對應(yīng)，該區(qū)域的垂直運動速率，也說明嫩江斷裂在1992～2015年間的垂直運動特征是西側(cè)一直處于隆升狀態(tài)。研究區(qū)域的西拉木倫斷裂附近處于微弱的隆升狀態(tài)。西拉木倫斷裂位于西伯利亞板塊和華北板塊間的興蒙造山帶內(nèi)該斷裂除受到南北擠壓外，兼具右行走滑特點。該區(qū)域的垂直運動速率表明，西拉木倫斷裂北側(cè)區(qū)域垂向運動較弱，垂直運動速率在1～2mm/a。

3結(jié)語

本文利用精密水準和GPS連續(xù)站資料，采用約束平差的方法，獲取大興安嶺中南段地區(qū)的垂直運動速度場。分析表明，該區(qū)域表現(xiàn)出繼承性運動，呈整體隆升狀態(tài)。研究區(qū)的北部和東北部隆升速率大于西南地區(qū)，表現(xiàn)出隆升速率的差異性。嫩江斷裂西側(cè)的隆升速率較大；西拉木倫斷裂的北側(cè)隆升速率較小。總體來看，大興安嶺中南段地區(qū)的垂直形變特征基本與近代構(gòu)造運動特征相一致，山地地區(qū)基本穩(wěn)定，以隆升為主。

參考文獻

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作者：鄧董建 蘇廣利 徐佳垚 單位：中國地震局第一監(jiān)測中心