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本文使用GPS观测数据,通过研究该地区微板块和活动地块的运动学特性,获得了对东亚地区地壳运动的一些新的认识。
首先,建立了东亚地区基于GPS约束的现代微板块运动学模型,使用GPS观测资料得到的中国大陆地壳水平运动的速度场,借鉴全球板块运动模型的建模方法。把东亚地区原属传统的欧亚板块划分为阿穆利亚(Amurian,AM)、华北(NC)、华南(SC)、西域(XY)和青藏(TB)5个刚性的微板块,并与原欧亚板块(EU)一起组成一个6板块系统,反演得到微板块相对运动的欧拉矢量,进而计算出沿各微板块边界相对运动的速率。结果显示:沿贝加尔裂谷具有SE-NW方向2.2-2.5mm/a的扩张速率,方向与地震滑移矢量所显示的扩张方向大体一致,大小比地质学资料估计的结果(1mm/a)快;沿日本海东缘为碰撞挤压型边界,最大收敛速率达11mm/a,与地质学模型得到6-11mm/a的结果接近;沿河套地堑和张渤断裂的左旋走滑速率为1-2mm/a,与GPS观测结果相符;阿穆利亚微板块的西边界为右旋走滑型,与该边界存在的地震矩张量的类型一致;沿秦岭-大别断裂带具有3mm/a的左旋走滑速率,比地质学资料估计7.2±2.5mm/a的结果要慢,但与GPS观测结果吻合。但沿西域-青藏微板块的边界,均显示出相对运动速率比实际观测值大的问题。
进一步,将西域和青藏微板块细分为塔里木、阿拉善、天山、柴达木和西藏5个更小尺度规模的活动地块(微板块),同样得到欧拉矢量,计算出它们沿地块边界的相对运动速率。结果显示:沿阿尔金断裂、祁连断裂和海原断裂所存在的强烈走滑,其走滑速率大大降低,与实测的GPS结果和地质学资料得到的结果相一致;沿天山南断裂,从西天山(约7mm/a)向东,碰撞挤压速率逐渐减弱,这与整个天山地壳缩短由西向东逐渐减弱的趋势相符。显示了西部地区细分为若干更小尺度刚性活动地块的必要性与合理性。