劉志廣 楊國華 占 偉 楊 博 馮勝濤 杜凱夫 梁洪寶
(中國地震局第一監(jiān)測中心,天津 300180)
20世紀(jì)90年代以來,“網(wǎng)絡(luò)工程”和“陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)”積累了十余年的GNSS觀測數(shù)據(jù)。以1999—2011年西藏、青海地區(qū)GPS區(qū)域站觀測結(jié)果為基礎(chǔ),利用多核函數(shù)法和球面應(yīng)變模型,計算了青藏高原中南部地區(qū)區(qū)域整體無旋轉(zhuǎn)框架下的運動場和應(yīng)變量,對汶川地震前后兩個時段的結(jié)果作對比分析。其中,1999—2007年時段使用了“網(wǎng)絡(luò)工程”34站數(shù)據(jù),2009—2011年時段使用“網(wǎng)絡(luò)工程”和“陸態(tài)網(wǎng)絡(luò)”共92站數(shù)據(jù)。計算結(jié)果顯示:
(1)1999年以來區(qū)域總體運動趨勢顯示為由南向北減速運動逐漸轉(zhuǎn)向東西兩側(cè)加速運動,即由南北向的壓縮逐漸轉(zhuǎn)向東西向的拉張運動;以當(dāng)惹雍錯-定日斷裂為界,左側(cè)顯示左旋運動,右側(cè)顯示右旋運動;喜馬拉雅塊體大致以甲崗-定日斷裂帶為界、拉薩塊體大致以當(dāng)惹雍錯-定日斷裂為界,向兩側(cè)分異運動;區(qū)域整體運動方向顯示出一定的右旋變化,這種變化可能是測站數(shù)和測站分布變化造成的;東部顯示一定的向東加速運動,可能是汶川、玉樹地震影響的結(jié)果。
(2)最大主應(yīng)變率和東向應(yīng)變率均顯示為整體的張性,與區(qū)域東西向拉張的運動趨勢是一致的,汶川地震后沿甲崗-定日斷裂帶向北東方向條帶的最大主應(yīng)變率和東向應(yīng)變率均轉(zhuǎn)為壓性應(yīng)變,最大值分別達(dá)到-14.7×10-9/a和-20.0×10-9/a。
(3)最小主應(yīng)變率和北向應(yīng)變率均顯示為整體的壓性,與區(qū)域南北向壓縮的運動趨勢是一致的。
(4)喜馬拉雅塊體亞東-谷露斷裂帶與甲崗-定結(jié)斷裂帶之間的區(qū)域面壓縮較強,汶川地震前后變化不大;東北部由面壓縮轉(zhuǎn)為面膨脹,可能是汶川、玉樹地震影響的結(jié)果。
(5)最大剪切應(yīng)變率顯示整體的張性,汶川地震后整體上有一定增強。
(6)汶川地震前旋轉(zhuǎn)率以右旋為主,由西向東漸強,最大值-34.4×10-9rad/a;汶川地震后西部以左旋運動為主,最大值19.1×10-9rad/a,東部仍以右旋為主,最大值-47.8×10-9rad/a。
青藏高原中南部地區(qū)多年來的總體運動特征基本未發(fā)生較大的改變,整體上以東西向的拉張運動為主,中部以南北向的壓縮運動為主,然后逐漸向兩側(cè)分異逃離。東部地區(qū)以拉薩地區(qū)為中心形成旋轉(zhuǎn)變形體,向川滇地區(qū)運動。西部則向克什米爾高原運動。汶川地震后,區(qū)域運動有一定加強,但這種加強并不完全是汶川地震的影響。關(guān)于青藏高原的活動機(jī)制存在許多解釋,例如,俯沖模式、擠壓增厚模式、逃逸模式、大陸擠出模式、對流作用模式、多因驅(qū)動模式等,但都不能圓滿解釋青藏高原一系列近南北向正斷層、裂谷與近東西向逆走滑斷層并存的特征,而地球化學(xué)研究也對雅魯藏布江縫合帶和班公湖-怒江-瀾滄江縫合帶提出質(zhì)疑,甚至一些研究人員開始對板塊構(gòu)造理論提出質(zhì)疑。20世紀(jì)70年代以來,我國在青藏高原及其周邊地區(qū)開展了大量的地球物理探測工作,發(fā)現(xiàn)在喜馬拉雅塊體、拉薩塊體、羌塘塊體以及川滇塊體下面存在不同規(guī)模的高導(dǎo)層,藉此一些學(xué)者提出管流模型、下地殼流模型和地殼流模型等。其中地殼流模型認(rèn)為青藏高原巖石圈的變形方式為“雙地殼流”與“邊界剪切”,即青藏高原深部以中下地殼弱物質(zhì)流的快速塑性變形為主,上地殼則以塊體沿南北兩個邊界斷層的走滑變形為主,上地殼與中下地殼耦合運動。本文的計算結(jié)果與地球物理學(xué)者提出的地殼流模型是吻合的,但是該地區(qū)由于自然環(huán)境惡劣致使測站分布極不均勻,北部羌塘塊體由于存在大面積無人區(qū)而缺少觀測,更好的結(jié)果還要依賴未來加強觀測。