汶川地震前龙门山地区地壳运动GPS监测 汶川地震发生在龙门山断裂带上，该断裂带的形成与地壳运动导致的...
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龙门山地区地震前的GPS监测主要在1991～2005年之间进行，获得了不同阶段期间内全球参考框架、欧亚参考框架、华南参考框架或相对于成都站的龙门山及邻区的地壳运动速度场的变化。
一、1991～2001年的GPS监测
表2-1和图2-2是在欧亚参考框架下1991～2001年龙门山地区GPS监测的地壳运动速度矢量结果。可以看出，在欧亚参考框架下，龙门山地区及邻区的东向分量在（4.23±2.58）～（15.12±3.94）mm/a之间，北向分量的变化范围在（0.41±2.04）～（-9.78±0.64）mm/a之间，龙门山及邻区运动矢量的速率在7.6～10.73mm/a之间，运动方向范围在61°～109°之间（见图2-2）。其中宝兴硗碛（RJJ）的运动速率相对偏大，而松潘的运动速率偏小。
表2-1 欧亚参考框架下龙门山地区1991～2001年地壳运动GPS监测结果Table 2-1 The 1991～2001 crustal movement GPS data of the Longmen Mt.region
1991～2001年期间龙门山前主边界断裂以东的四川盆地测站（图2-2中的CHDU、TJP2、JSP2站）的运动速率为8.01～10.70mm/a，运动方向为98°，后龙门山大断裂以西测站的运动速率一般为4.25～15.17mm/a，运动方向为61°～106°；龙门山构造带内的测站运动速率为9.76mm/a，运动方向为96°。
从后龙门山断裂带以西的ZGL2（理县）站到龙门山前主边界断裂以东的CHDU（成都）站，经龙门山构造带后速率减小（1.63±2.2）mm/a，表明龙门山构造调节或吸收（1.63±2.2）mm/a的速率。
二、1991～2005年的GPS监测
2001年在龙门山构造带以西的川青地块新增设了部分测站，表2-2和图2-3是1991～2005年期间龙门山及邻区GPS监测获得的欧亚参考框架下的速
表2-2 龙门山及邻区1991～2005年地壳运动GPS监测结果一览表Table 2-2 The 1991～2005 crustal movement GPS datum of the Longmen Mt.region
度矢量场结果。在1991～2005年期间，龙门山构造带以西的川青地块总体上呈北东东-南东东方向运动，运动速率在9.42～17.34mm/a之间；龙门山构造带及华南地块西部地壳水平运动速率相近，其运动速率在7.07～10.06mm/a之间，方向为南东向，而川西、青海南部地区的地壳水平运动速率达到10～25mm/a，龙门山地区与川西、青海南部地区有5～10mm/a的速率差。
从龙门山构造带以西的ZGL2（理县）站到龙门山前主边界断裂以东的CHDU（成都）站，速率减小（1.23±0.46）mm/a，表明龙门山构造带调节或吸收（1.23±0.46）mm/a的速率。
图2-3 龙门山及邻区1991～2005年期间GPS速度矢量场Fig.2-3 1991～2005 GPS displacing velocity vector in and adjacent the Longmen Mt.region
根据GPS监测结果，龙门山断裂带具有右旋走滑—挤压性质，整个龙门山断裂带的现代运动速率为（1.23±1.77）mm/a，龙门山北段运动速率为（0.69±2.38）mm/a；中南段为（1.96±0.80）mm/a。GPS监测结果表明，整个龙门山带具有1～2mm/a的右旋走滑分量。
三、青藏高原东部现代地壳运动的GPS观测资料综合分析
综合中国地震局同期的GPS监测成果（Zhang P.Z.et al.，2004）得到青藏高原东部的现代地壳运动速度矢量场和北向、东向分量的等值图（图2-4）。从图2-4可以看出，青藏东部及邻区地壳运动速度旋转特征。总的特征是呈巨型的右旋旋转特征，但以IISC（班加乐尔）—LHAS（拉萨）—BTX4（玉树）—MDX（玛多）—XXK1（西宁）—MZZ（武威）一线方向主要为南北方向的短缩为特征。在该线以东地区，存在着以东喜马拉雅构造结为中心的顺时针滇藏旋转构造。
青藏高原东部GPS速度场指示印度板块东北角与华南地块之间的青藏高原东南部地壳运动表现为围绕东喜马拉雅构造结（EHS）的涡旋运动。作者等曾将青藏高原东部的旋转构造命名为滇藏涡旋构造（陈智梁等，1998；陈智梁等，1999；King R.W.et al.，1997，陈智梁等，1998；刘宇平等，2003）。
涡旋总的趋势是从西向东和从北向南运动，速率减小，速度矢量方位角变大（见图2-3），与模拟和地震解释的结果相近（Rodyen et al.，1997；Holt W.E.et al.，1991，1993，2000；Shen Z.K.et al.，2000；Shen F.et al.，2000）。
结合地质构造特征，根据GPS速度矢量场的特征，将围绕东喜马拉雅构造结的滇藏涡旋分为旋转中心、旋转体、外围三部分，以亚东-谷露裂谷-鲜水河-小江断裂的外部边界和以喜马拉雅主前缘断裂（MFT）-MiJu/Lohit冲断层—实皆右旋走滑断裂为内部边界。旋转中心位于喜马拉雅主前缘断裂（MFT）-MiJu/Lohit冲断层以南和实皆右旋走滑断裂以西的阿萨姆构造结和缅甸微板块，根据计算旋转中心位于N24.88°±0.11和E95.77°±0.071计算，围绕该中心的旋转速率为（2.00°±0.03）/Ma。旋转中心的地壳运动以向北东方向为主，其速率在36.84mm/a。
图2-4 青藏高原东部及邻区速度矢量场及北向和东向分量速率等值图Fig.2-4 The GPS displacing velocity vector and the N-and E-direction component in and adjacent the Longmen Mt.region
龙门山地区位于滇藏旋转构造的外围，在北向分量上龙门山地区与四川盆地西部的北向运动速率接近，同属于向南的低速区，与其西部川西地区在北向上的速率相差1～2mm/a，但运动方向发生改变；在东向分量上，龙门山地区明显地受到青藏高原向东运动的挤压作用，由于受到扬子地块的阻挡作用，青藏高原东中部向东的运动量在龙门山地区被吸收。
在北向分量速率等值图（图2-4a）上，北向分量的速率范围在32.87～-23.40mm/a之间。北向分量方向和速率的转变界线大致在98°E经线（图2-4a），即波密—昌都—阿坝—碌曲一线，以西为北向运动区，以东为南向运动区。根据北向分量方向和速率等值线特征可分为向北运动（图2-4a，Ⅰ）和向南运动（图2-4a，Ⅱ）的两个大区。向北运动区位于青藏高原中部，大致分布于西藏、青海、甘肃、川西地区，可细分为向北高速区（北向分量≥9.8mm/a，图2-4a，Ⅰ1）和向北低速区（北向分量0～9.80mm/a，图2-4a，Ⅰ2）。向北高速区大致位于94°经线以西的地区，向北低速区分布于青藏高原东北部地区；向南运动区位于青藏高原东部边缘及邻区的藏、滇、川、陕、甘、青地区，其速率在0～-23.40mm/a，可分为向南高速区（北向分量-9.72～-23.40mm/a）和向南低速区（北向分量0～-9.72mm/a）。向南高速区位于川西、云南地区，大致与川滇地块接近（图2-4a，Ⅱ1），向南低速区包括青藏高原东缘及北缘地区（图2-4a，Ⅱ2）。
在东向分量分布图上（图2-4b），以中部速率最大为特征。从青藏高原中部向东、向南和向北速率递减，青藏高原东部的东向分量可分为中部高速区（图2-4b，Ⅰ）、周缘低速区（图2-4b，Ⅱ）和南部低速反向区（图2-4b，Ⅲ）三部分。其中中部东向的速率最大，速率范围在10.85～27.29mm/a之间，大致分布于青藏高原东部地区；周缘低速区分布于高原东部的北缘、东缘及南缘周边及相邻地区，速率为10.85～1.57mm/a，南缘速率的变化梯度较北缘和东缘大；南部低速反向区位于青藏高原东部南缘及邻区的川、滇地区，其速率在1.57～-6.25mm/a之间，在滇西及缅甸东部由向东转成向西，发生反向偏转。
GPS监测结果表明，青藏高原东部及邻区的地壳运动在东向、北向速率变化较大的界线是现代地壳发生形变的重要地区，同时也是青藏高原东部及邻区重要的边界断裂发生的地区所在，如实皆断裂、鲜水河断裂、昆仑断裂是两侧的地壳运动速率发生较大变化的界线。如鲜水河-则木河-小江断裂是现代地壳运动比较活跃的断裂，是青藏高原东部重要的构造边界。估算鲜水河断裂两盘的相对左旋走滑在9～12mm/a左右，小江断裂的左旋走滑速率在2～5mm/a。
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