地殼形變觀測可以通過儀器測量觀察，用雷射測量地表標誌之間的距離變化；用水準儀測量地面固定點之間的高差變化等。通過這些數據，為地震預測提供依據。直接觀測地殼形變,不論在研究地球動力學、地殼構造運動和地殼穩定性評價,以及研究地殼形變在地震形成過程中所起的作用,都具有重要意義。
基本介紹
- 中文名：地殼形變觀測
- 外文名：Crustal deformation observation
- 領域：地震科學
- 類型：觀測技術
- 套用：水利科技,大地測量學
- 意義：地殼穩定性評價等
定義,發展史,目的,作用,
定義
地球內部的力量使岩石逐漸發生不引人注目的形變，但這種變化可以通過儀器測量觀察到，如用雷射測量地表標誌之間的距離變化；用水準儀測量地面固定點之間的高差變化等。在構造活動區內，通過對地震活動斷層的形變測量，可以為預測地震提供重要依據。
由全球衛星定位系統（GPS）發展而來的地殼運動觀測技術，已成功地用於中國大陸幾個地震區的檢測之中，據此可以獲得大陸地塊的相對運動速率，並獲得大範圍的地殼形變運動圖像。此外還有大面積水準、斷層形變和地傾斜、重力、洞體應變與鑽孔應變等觀測。
由全球衛星定位系統（GPS）發展而來的地殼運動觀測技術，已成功地用於中國大陸幾個地震區的檢測之中，據此可以獲得大陸地塊的相對運動速率，並獲得大範圍的地殼形變運動圖像。此外還有大面積水準、斷層形變和地傾斜、重力、洞體應變與鑽孔應變等觀測。
發展史
日本是研究地殼形變與地震關係最早的國家.從1883一1906年就對覆蓋日本列島的一等三角測量網進行第一期地殼水平形變觀側。同時,在1883年開始對東京清周圍進行一等水準網的地殼垂直形變觀測。到1930年又建立了地殼形變的連續觀測方法。日本在積累近百年觀測資料基礎上,地震學家坪井忠二(C.Touboi),於1933年研究了
多次地震時地殼的不連續應變變化值,得出結論,如果地震後地殼的應變能盆完全被釋放出來,則臨震前地殼積累的應變極限值為萬分之一量級。
多次地震時地殼的不連續應變變化值,得出結論,如果地震後地殼的應變能盆完全被釋放出來,則臨震前地殼積累的應變極限值為萬分之一量級。
美國是非常重視地殼形變與地震關係研究的國家之一。自1851一1860年就在著名的聖安德烈斯斷層上布設一條跨斷層基線,開始觀測斷層的水平運動。在1874一1892年間對該斷層基線複測時,發現基線已呈右旋彎曲。到1906年又一次對原基線複測結果表明,斷層兩側相對位移增大很快。就在1906年4月28日沿該斷層中的一段突然錯動,發生8.3級大地震(即舊金山地震),震後的1907年再一次複測,原基線被錯開約6m左右。
地殼形變觀測
地殼形變觀測前蘇聯也是一個多地震的國家,他們一直把地殼形變觀測手段放在重要位置上.1948年在阿什哈巴德發生7.6級地震,事後分析,地震前曾出現地面隆起.到1949年國家認為有必要大力擴展並在組織上加強地震觀測工作。因此,在歐洲部分和西伯利亞進行大規模水準測量和複測,探索區域性地殼運動速率之差異,作為地震危險區劃的重要標誌。到50年代建立了地球物理試驗場,進行地殼傾斜和地應變的觀測,從而發現了一系列地震之前的地殼形變異常現象。
我國地殼形變觀側工作始於1962年,當時廣東省新豐江水庫地區發生6.1級地震(即1962年3月19日河源地震),為研究和監測庫區的地殼運動,在該庫區周圍建立了一個高精度的監測網。1966年邢台地區發生7.2級地震和6.2級強余展後,開始地震綜合預測研究工作。
目的
(1)依據傳統的區域大地測量和現代的空間大地測里方法所進行的重複觀測,捕捉趨勢性的大範圍地殼活動信息,為中、長期地震預測提供依據;
(2)用地殼形變連續觀測方法以補充傳統大地測盆方法的觀測精度和複測周期等方面的不足,從而獲得高精度的地殼應變的、傾斜的連續觀測數據；
(3)建立台站型的連續觀側方法以監測幾天至幾秒為周期的地展地殼形變的前兆,為突破短臨期地震預測關提供依據；
(4)套用地殼形變連續觀測方法觀測地震前後地殼形變的特徵,為研究地震機制、展源物理、建立理論模型提供外部約束;
(5)套用地殼形變連續觀測方法所觀測到的固體潮、地脈動、應變階躍、地傾斜現象,為其它學科服務。
(2)用地殼形變連續觀測方法以補充傳統大地測盆方法的觀測精度和複測周期等方面的不足,從而獲得高精度的地殼應變的、傾斜的連續觀測數據；
(3)建立台站型的連續觀側方法以監測幾天至幾秒為周期的地展地殼形變的前兆,為突破短臨期地震預測關提供依據；
(4)套用地殼形變連續觀測方法觀測地震前後地殼形變的特徵,為研究地震機制、展源物理、建立理論模型提供外部約束;
(5)套用地殼形變連續觀測方法所觀測到的固體潮、地脈動、應變階躍、地傾斜現象,為其它學科服務。
作用
地震必然伴隨有地殼形變的現象已被確認無疑了。但地殼形變與地震的關係,特別是與地展前的地殼形變在時空上有著怎樣的聯繫,雖然經過不少大地震孕育過程中地殼形變變化的研究,至今尚未認識清楚.不過,根據我國和其它國家的觀測和地震工作者多年來探索的結果,可以提出以下的一些基本認識。
(1)從已觀察到的大地震震區地殼形變的演變過程得知,與地震有關的地殼形變有明顯的階段性。大致可分為長期緩慢形變、震前快速形變、震時突變和震後調整四個階段,相應地反映了應變能量的積累、集中、釋放和調整
過程。
(2)在我國大陸內部各大地震震區的大面積形變的持續時間、範圍、速率、梯度等相差較大。實例證明,板內地震地殼形變異常的速率和幅度比板塊邊緣地震的要小,這可以看作是板內地展與地殼形變的關係特徵之一。
(3)通過定點地殼形變觀測到的形變異常,大都在展中外圍地區,即表現出在空間上有相對集中性,在時間上有明顯同步性,在強度上和圖像上有相對的複雜性。
(4)從區域構造的大範圍來看,地殼形變場的變化用帶有粘滑機制的彈性回跳來描述比較適合。因為淺源構造地展與地殼中已有的斷裂有著密切關係,它們往往是這些斷裂的擴展或再活動。
(5)在地震區既出現垂直地殼形變,也出現水平地殼形變。這是由於地殼深部岩石層的彈性決定了地殼形變對應力變化的依賴性。當應力變化時,就可產生張、壓、扭性的地表形變,其位移值越大,地震越強,越靠近震中。
(6)通過長期地殼形變連續觀測顯示的地殼應力變化特別緩慢和均衡。在大多數地震前出現地殼傾斜異常,且有延續性和形態及數值等方面不同的特點。
過程。
(2)在我國大陸內部各大地震震區的大面積形變的持續時間、範圍、速率、梯度等相差較大。實例證明,板內地震地殼形變異常的速率和幅度比板塊邊緣地震的要小,這可以看作是板內地展與地殼形變的關係特徵之一。
(3)通過定點地殼形變觀測到的形變異常,大都在展中外圍地區,即表現出在空間上有相對集中性,在時間上有明顯同步性,在強度上和圖像上有相對的複雜性。
(4)從區域構造的大範圍來看,地殼形變場的變化用帶有粘滑機制的彈性回跳來描述比較適合。因為淺源構造地展與地殼中已有的斷裂有著密切關係,它們往往是這些斷裂的擴展或再活動。
(5)在地震區既出現垂直地殼形變,也出現水平地殼形變。這是由於地殼深部岩石層的彈性決定了地殼形變對應力變化的依賴性。當應力變化時,就可產生張、壓、扭性的地表形變,其位移值越大,地震越強,越靠近震中。
(6)通過長期地殼形變連續觀測顯示的地殼應力變化特別緩慢和均衡。在大多數地震前出現地殼傾斜異常,且有延續性和形態及數值等方面不同的特點。
