汾渭断陷带现今三维地壳运动研究

（1）联合处理在汾渭断陷带的中国地壳运动观测网络、陆态网络GPS观测数据、中国数字地震观测网络4个GPS观测剖面、山西GPS网和陕西GPS网所有观测数据，以及地裂缝观测的4个GPS剖面数据，获得汾渭断陷带地壳水平速度场；（2）通过处理该区域1950年以来的水准观测数据，获取区域长期垂直形变场，分析汾渭断陷带地壳三维运动与变形特征。（3）联合区域地球物理壳幔结构研究成果、上地幔SKS研究结果，研究分析汾渭断陷带现今构造变形动力学机理，反演主要断裂现今滑动速率和闭锁深度，为青藏高原-华北地块相互作用机理研究和区域强震中长期危险性预测研究提供重要基础。

汾渭断陷带是中国大陆内部至今仍在活动的裂谷带，它是鄂尔多斯块体与秦岭构造及华北块体的分界带，由于受观测技术条件的限制，对于其现今构造运动与变形的精细结构不是很清楚，对该断陷带的形成机理仍未达成共识。我们在以下几个方面取得了进展和成果：（１）收集了中国大陆构造环境监测网络2009～2014年、国家GPS控制网、跨断陷盆地的8个GPS剖面等共527个流动站和32个连续站GPS观测数据，获得了高空间分辨率的地壳水平运动速度场，结果表明，山西盆地西侧断裂以拉张运动为主，拉张速率为2-3mm/a，盆地东侧断裂主要以右旋缩短运动为主，速率为1-3 mm/a；相对于鄂尔多斯块体内部渭河断裂带为左旋运动，速率为1.0mm/左右，盆地处在弱拉张变形状态。（２）利用研究区1970-2014年的多期水准数据，以连续GPS观测站垂直运动速率作为约束，获得了相对ITRF2008参考框架的地壳垂直运动速度场，图像显示，鄂尔多斯地块表现为约3mm/a的整体抬升运动，六盘山断裂-隆西地块表现为4-5mm/a的抬升运动；渭河盆地相对鄂尔多斯地块表现为5mm/a左右的相对下沉，相对北秦岭山地表现为4mm/a左右的相对下沉；临汾-运城盆地相对鄂尔多斯地块和中条山表现为4-5mm/a的相对下沉。相对鄂尔多斯地块和太行山区，太原盆地表现为4mm/a左右的相对下沉运动。（３）本研究利用“中国地震数字观测网络”研究区域 2007年8月～2014年12月的宽频带地震仪观测数据，并综合前人研究结果获得了该地区较精细的地幔各向异性的图像，在鄂尔多斯块体周缘，展现出非常奇妙的图像：在其西南缘的六盘山一带，快波方向为N140°E；到了渭河盆地则逐渐转为近EW，在山西地堑则为N45E；在块体东北缘则转为N120°E，与华北的快波方向基本一致。（４）我们通过有限元模拟，结合分析地壳运动图像和地震SKS快波方向反映的岩石圈属地慢变形，提出了“绕流”模型，青藏高原之下相对较软的物质向东北方向运动，在遇到鄂尔多斯块体之下的深根时发生绕流，在西缘沿着边缘通道向银川方向流动，在南缘则沿着渭河地堑之下的通道沿着山西地堑流向华北。（５）综合应用块体运动模型和位错模型，反演了研究区主要断裂的滑动速率、闭锁深度、和地震矩亏损。我们的研究结果为青藏高原-华北地块相互作用机理研究和区域强震中长期危险性预测研究提供了重要基础。