中国大陆水平运动速度场形变特征

一、成果概况

数据处理主要采用的是美国麻省理工学院（MIT）和加州大学圣地亚哥分校Scripps海洋研究所（SIO）研制的GAMIT/GLOBK软件。该软件均广泛应用于高精度大尺度定位和地球动力学研究方面。数据预处理是利用GAMIT软件获得测站和卫星轨道的单日区域松弛解，该单日解给出了区域测站坐标、极移、天顶对流层延迟、卫星相位中心偏差和卫星参数的松弛解和方差-协方差矩阵。数据后处理是将不同区域和/或不同时段的单日松弛解平差，估计站点坐标。首先为了获得与ITRF08参考框架的联系，我们将解算出的单日松弛解与SOPAC产出的全球IGS站点松弛解合并，得到一个包含全球IGS站和陆态网站点的单日松弛解，然后利用GLOBK通过7参数的相似变换得到ITRF08框架下的单日坐标解或时段坐标解。利用得到的ITRF08框架下的单日坐标解的时间序列求解站点在ITRF08参考框架下的速度值，由于站点时间序列会受地震的影响，从而影响速度的大小和方向，所以在利用时间序列求取速率时对大地震的震时及震后影响进行了估计以及消除，在ITRF08参考框架下的运动速度清晰的反映了中国大陆东向的整体运动。为了利于研究中国大陆板内运动特征，以ITRF08框架约束的全球板块运动模型为背景场，得到了中国大陆相对于欧亚板块的速度场。

利用全国260多个陆态网络连续站以及2000多个陆态网络区域站最新的2011-2015及2011-2016年相对于欧亚板块的水平速度场。根据密集、大范围的GPS速度场可知中国大陆现今整体速度场依然呈现西强东弱的态势，其中最大值出现在喜马拉雅地区，一般速率在35-42mm/a之间，而川滇地区形成的右旋剪切带的形变特征最为醒目，其西南部最小速率在3-9mm/a之间，北部最大速率在17-23mm/a。

图1：相对于欧亚板块的速度场（基准站2011-2015年）

图2：相对于欧亚板块的速度场（区域站2011-2015年）

图3：相对于欧亚板块的速度场（基准站2011-2016年）

图4：相对于欧亚板块的速度场（区域站2011-2016年）

二、主要创新点

1、收集整理了2011-2016年陆态网络基准站、区域站的所有数据，利用国际公认的处理软件、模型及处理方法进行处理。经过对其时间序列、重复性误差、速度场等的对比分析，得到较为统一、精确的相对于欧亚板块的GNSS水平速度场。

2、利用速度场分析了中国大陆内板块的构造动力共同作用的变形响应以及外部板块对中国大陆的影响。得出以下结论：中国地壳水平运动由南向北，速度矢量逐渐减小，速度大小以东经90度为界差异明显。西部地壳构造变形特征为自北北西逐渐转向北北东；东部地壳构造变形特征为自北到南表现出东南转向为东西，最后转向为东南。川滇地区的地壳形变最为醒目，其形成了一个分布式的右旋剪切带；整个区域速度最大值出现在喜马拉雅地区，这是由于受到印度洋板块强烈的推挤作用所导致，所以该地区也是地震频发区。

三、应用效益及前景

1、水平速度场可以较客观的反映出中国内板块的运动特征，所以可以利用水平速度场求得中国大陆的应力分布特征等。

2、随着GPS观测精度的提高和观测站点的不断增加，通过构建合适的改正模型及反演模型，利用其进行地球动力、地壳形变以及地震方面的研究将体现更大的价值。