大地测量与地球动力学

鄂尔多斯块体及其周缘现今地壳水平形变特征及应力应变耦合关系

杨辉 ¹ , 冀康 ¹ , 郭泱泱 ¹

大地测量与地球动力学 | 地壳运动 2025,45(2): 157-162, 176

收起

大地测量与地球动力学 |地壳运动 2025 , 45 (2) : 157 -162, 176

鄂尔多斯块体及其周缘现今地壳水平形变特征及应力应变耦合关系

全屏

[Author(id=1322959365262680552, tenantId=1146029695717560320, journalId=1281212831689347082, articleId=1322959361257120209, orderNo=0, firstName=null, middleName=null, lastName=null, nameCn=null, orcid=null, stid=null, country=null, authorPic=null, dead=0, email=wow_sc@foxmail.com, emailSecond=null, emailThird=null, correspondingAuthor=0, authorType=1, ext={EN=AuthorExt(id=1322959365350760938, tenantId=1146029695717560320, journalId=1281212831689347082, articleId=1322959361257120209, authorId=1322959365262680552, language=EN, stringName=Hui YANG, firstName=Hui, middleName=null, lastName=YANG, prefix=null, suffix=null, authorComment=null, nameInitials=null, affiliation=null, department=null, xref=¹, address=1 Xi'an Coal Transparent Geology Technology Co Ltd, Second-Nengyuan Road, Xianyan 712028, China, bio={"content":"

YANG Hui, associate researcher, majors in precision geodesy and dynamic deformation monitoring and analysis, E-mail: wow_sc@foxmail.com

"}, bioImg=null, bioContent=

YANG Hui, associate researcher, majors in precision geodesy and dynamic deformation monitoring and analysis, E-mail: wow_sc@foxmail.com

, aboutCorrespAuthor=null), CN=AuthorExt(id=1322959365459812843, tenantId=1146029695717560320, journalId=1281212831689347082, articleId=1322959361257120209, authorId=1322959365262680552, language=CN, stringName=杨辉, firstName=null, middleName=null, lastName=null, prefix=null, suffix=null, authorComment=null, nameInitials=null, affiliation=null, department=null, xref=¹, address=1 西安煤科透明地质科技有限公司, 陕西省咸阳市能源二路, 712028, bio={"content":"

杨辉, 副研究员, 主要从事精密大地测量与动态变形监测分析研究, E-mail: wow_sc@foxmail.com

"}, bioImg=null, bioContent=

杨辉, 副研究员, 主要从事精密大地测量与动态变形监测分析研究, E-mail: wow_sc@foxmail.com

, aboutCorrespAuthor=null)}, companyList=[AuthorCompany(id=1322959365166211556, tenantId=1146029695717560320, journalId=1281212831689347082, articleId=1322959361257120209, xref=null, ext=[AuthorCompanyExt(id=1322959365174600165, tenantId=1146029695717560320, journalId=1281212831689347082, articleId=1322959361257120209, companyId=1322959365166211556, language=EN, country=null, province=null, city=null, postcode=null, companyName=null, departmentName=null, remark=1 Xi'an Coal Transparent Geology Technology Co Ltd, Second-Nengyuan Road, Xianyan 712028, China), AuthorCompanyExt(id=1322959365187183078, tenantId=1146029695717560320, journalId=1281212831689347082, articleId=1322959361257120209, companyId=1322959365166211556, language=CN, country=null, province=null, city=null, postcode=null, companyName=null, departmentName=null, remark=1 西安煤科透明地质科技有限公司, 陕西省咸阳市能源二路, 712028)])]), Author(id=1322959365518533101, tenantId=1146029695717560320, journalId=1281212831689347082, articleId=1322959361257120209, orderNo=1, firstName=null, middleName=null, lastName=null, nameCn=null, orcid=null, stid=null, country=null, authorPic=null, dead=0, email=null, emailSecond=null, emailThird=null, correspondingAuthor=0, authorType=1, ext={EN=AuthorExt(id=1322959365644362223, tenantId=1146029695717560320, journalId=1281212831689347082, articleId=1322959361257120209, authorId=1322959365518533101, language=EN, stringName=Kang JI, firstName=Kang, middleName=null, lastName=JI, prefix=null, suffix=null, authorComment=null, nameInitials=null, affiliation=null, department=null, xref=¹, address=1 Xi'an Coal Transparent Geology Technology Co Ltd, Second-Nengyuan Road, Xianyan 712028, China, bio=null, bioImg=null, bioContent=null, aboutCorrespAuthor=null), CN=AuthorExt(id=1322959365711471088, tenantId=1146029695717560320, journalId=1281212831689347082, articleId=1322959361257120209, authorId=1322959365518533101, language=CN, stringName=冀康, firstName=null, middleName=null, lastName=null, prefix=null, suffix=null, authorComment=null, nameInitials=null, affiliation=null, department=null, xref=¹, address=1 西安煤科透明地质科技有限公司, 陕西省咸阳市能源二路, 712028, bio=null, bioImg=null, bioContent=null, aboutCorrespAuthor=null)}, companyList=[AuthorCompany(id=1322959365166211556, tenantId=1146029695717560320, journalId=1281212831689347082, articleId=1322959361257120209, xref=null, ext=[AuthorCompanyExt(id=1322959365174600165, tenantId=1146029695717560320, journalId=1281212831689347082, articleId=1322959361257120209, companyId=1322959365166211556, language=EN, country=null, province=null, city=null, postcode=null, companyName=null, departmentName=null, remark=1 Xi'an Coal Transparent Geology Technology Co Ltd, Second-Nengyuan Road, Xianyan 712028, China), AuthorCompanyExt(id=1322959365187183078, tenantId=1146029695717560320, journalId=1281212831689347082, articleId=1322959361257120209, companyId=1322959365166211556, language=CN, country=null, province=null, city=null, postcode=null, companyName=null, departmentName=null, remark=1 西安煤科透明地质科技有限公司, 陕西省咸阳市能源二路, 712028)])]), Author(id=1322959365795357170, tenantId=1146029695717560320, journalId=1281212831689347082, articleId=1322959361257120209, orderNo=2, firstName=null, middleName=null, lastName=null, nameCn=null, orcid=null, stid=null, country=null, authorPic=null, dead=0, email=null, emailSecond=null, emailThird=null, correspondingAuthor=0, authorType=1, ext={EN=AuthorExt(id=1322959365908603380, tenantId=1146029695717560320, journalId=1281212831689347082, articleId=1322959361257120209, authorId=1322959365795357170, language=EN, stringName=Yangyang GUO, firstName=Yangyang, middleName=null, lastName=GUO, prefix=null, suffix=null, authorComment=null, nameInitials=null, affiliation=null, department=null, xref=¹, address=1 Xi'an Coal Transparent Geology Technology Co Ltd, Second-Nengyuan Road, Xianyan 712028, China, bio=null, bioImg=null, bioContent=null, aboutCorrespAuthor=null), CN=AuthorExt(id=1322959365975712245, tenantId=1146029695717560320, journalId=1281212831689347082, articleId=1322959361257120209, authorId=1322959365795357170, language=CN, stringName=郭泱泱, firstName=null, middleName=null, lastName=null, prefix=null, suffix=null, authorComment=null, nameInitials=null, affiliation=null, department=null, xref=¹, address=1 西安煤科透明地质科技有限公司, 陕西省咸阳市能源二路, 712028, bio=null, bioImg=null, bioContent=null, aboutCorrespAuthor=null)}, companyList=[AuthorCompany(id=1322959365166211556, tenantId=1146029695717560320, journalId=1281212831689347082, articleId=1322959361257120209, xref=null, ext=[AuthorCompanyExt(id=1322959365174600165, tenantId=1146029695717560320, journalId=1281212831689347082, articleId=1322959361257120209, companyId=1322959365166211556, language=EN, country=null, province=null, city=null, postcode=null, companyName=null, departmentName=null, remark=1 Xi'an Coal Transparent Geology Technology Co Ltd, Second-Nengyuan Road, Xianyan 712028, China), AuthorCompanyExt(id=1322959365187183078, tenantId=1146029695717560320, journalId=1281212831689347082, articleId=1322959361257120209, companyId=1322959365166211556, language=CN, country=null, province=null, city=null, postcode=null, companyName=null, departmentName=null, remark=1 西安煤科透明地质科技有限公司, 陕西省咸阳市能源二路, 712028)])])]

杨辉¹, 冀康¹, 郭泱泱¹

作者信息

1 西安煤科透明地质科技有限公司, 陕西省咸阳市能源二路, 712028

作者简介:

杨辉, 副研究员, 主要从事精密大地测量与动态变形监测分析研究, E-mail: wow_sc@foxmail.com

Current Crustal Horizontal Deformation Characteristics and Stress-Strain Coupling Relationship of Ordos Block and Its Periphery

Hui YANG¹, Kang JI¹, Yangyang GUO¹

Affiliations

1 Xi'an Coal Transparent Geology Technology Co Ltd, Second-Nengyuan Road, Xianyan 712028, China

YANG Hui, associate researcher, majors in precision geodesy and dynamic deformation monitoring and analysis, E-mail: wow_sc@foxmail.com

出版时间: 2025-02-15 doi: 10.14075/j.jgg.2024.04.154

文章导航

摘要

收起

针对鄂尔多斯块体地壳变形性质量化研究不足和应力应变耦合关系尚不明确的问题, 采用球坐标最小二乘配置模型解算研究区域地壳的特征应变场, 利用震源机制解数据反演区域地壳的主应力分布。结果显示, 地壳变形主要集中在板块边界带和断陷盆地内, 鄂尔多斯块体内部的地壳形变较小。其中, 青藏高原东北缘与阿拉善块体的交界处地壳变形尤其剧烈, 表现为沿板块边界的强压缩变形, 主要变形机制为NW-SE向压缩与NE-SW向弱拉张共存, 最大主压应变率超过0.05 μstrain。研究区域地壳处于较为统一的张应力环境, 最大主应力方向接近水平并指向SEE向, 与对应区域的主张应变方向吻合, 最小主应力方向更接近主压应变方向。

关键词

鄂尔多斯块体 / 地壳变形 / 球面最小二乘配置 / 震源机制解 / 应变场 / 主应力方向

Abstract

收起

Addressing the under-quantified crustal deformation characteristics and the unclear stress-strain coupling relationship of the Ordos block, this study employs a spherical least squares collocation model to calculate the characteristic strain field of the study area's crust and inverts the principal stress distribution using seismic source mechanism data. The results indicate that crustal deformation is primarily concentrated along plate boundaries and within fault basins, with less deformation within the Ordos block itself. Notably, at the junction of the northeastern Tibetan plateau and the Alxa block, the crustal deformation is particularly intense, characterized by strong compression along the plate boundary, with the main deformation mechanism being a coexistence of NW-SE compression and NE-SW extension, with a maximum principal compressive strain rate exceeding 0.05 μstrain. The crust in the study area is under a relatively uniform tensile stress environment, with the direction of the maximum principal stress being nearly horizontal and pointing towards SEE, aligning with the direction of the principal strain in the corresponding area. The minimum principal stress direction is closer to the direction of the principal compressive strain.

Key words

Ordos block / crustal deformation / spherical least squares collocation / focal mechanism solution / strain field / principal stress direction

引用本文

杨辉, 冀康, 郭泱泱. 鄂尔多斯块体及其周缘现今地壳水平形变特征及应力应变耦合关系. 大地测量与地球动力学, 2025 , 45 (2) : 157 -162, 176 . DOI: 10.14075/j.jgg.2024.04.154

Hui YANG, Kang JI, Yangyang GUO. Current Crustal Horizontal Deformation Characteristics and Stress-Strain Coupling Relationship of Ordos Block and Its Periphery[J]. Journal of Geodesy and Geodynamics, 2025 , 45 (2) : 157 -162, 176 . DOI: 10.14075/j.jgg.2024.04.154

正文

收起

鄂尔多斯块体的地球动力学特征在中国大陆的地壳形变和构造演化研究中意义重大。为深入理解鄂尔多斯块体及其周缘地区第四纪以来的复杂地球动力学过程，学术界进行了大量的研究^[1-6]。随着GNSS等现代地球观测技术的应用，地学界对地壳变形特征的认识在小时间尺度上得到了极大的充实。大量学者通过GNSS技术揭示了鄂尔多斯块体及其周缘更加精细的三维地壳形变场，进一步丰富了地学界对该地区地壳动力学过程的认识，为揭示局部地壳的构造机制提供了重要依据^[7-12]。尽管如此，目前仍缺少对其地壳变形性质的定量描述，该区域地壳应力场与应变场之间的空间耦合关系仍不明确^[13-15]。

鉴于此，本文在GNSS地壳水平形变分析的基础上，采用基于球坐标的最小二乘配置模型，整体解算研究区域的地壳特征应变场。利用研究区域内近20 a中、小型地震的震源机制解数据，分析鄂尔多斯块体边界带现今地震破裂特征，反演地壳的主应力分布，并揭示研究区域地壳应力场与应变场的空间耦合关系，为理解鄂尔多斯块体及其周缘地区现今构造变形机制提供新的视角。

1 GNSS速度场揭示的地壳水平形变特征

收起

鄂尔多斯块体自北向南挟持在近似平行的阴山-燕山造山带和秦岭造山带之间，板块相对完整，活动断裂主要沿块体边界分布，内部大致以37.5°N为界，南部地势崎岖，而北部相对平坦。块体周缘依次发育有银川盆地、临河盆地、呼包盆地和汾渭盆地等多个断陷盆地。块体东侧边界通过太行山隆起区与华北地块相邻，西侧边缘毗邻青藏高原东北缘巴颜喀拉块体与阿拉善块体。Zheng等^[16]综合处理了中国地壳运动观测网络分布在研究区域的1 556个测站的观测资料，联合Kreemer等^[17]的研究成果给出本文研究区域相对于稳定欧亚板块的GNSS速度场，置信区间95%，如图1所示。可以看出，研究区域现今地壳的水平运动趋势总体指向SEE，位移量级上自南向北逐渐减小。考虑到运动本身的相对性特征及参考基准的不同，对应的GNSS速度场也不同。为进一步揭示研究区域地壳的相对水平运动特征，本文通过最小二乘配置模型^[18]分解图1所示的GNSS速度场，得到研究区域地壳的无整体旋转速度场(图2)。

无整体旋转速度场显示，鄂尔多斯块体内部较为稳定，没有明显的趋势性特征。块体周缘地壳的水平形变则具有鲜明的分区差异性，特别是自东向西，GNSS速度场出现显著的趋势性差异，表明鄂尔多斯块体处于我国大陆东、西部构造分区的关键位置。其中，青藏高原东北缘仍表现为较为一致的NE向运动趋势；青藏高原向北进入阿拉善块体内部，地壳主要表现为NNW向水平运动；自鄂尔多斯块体内部向外跨过银川盆地，GNSS速度场的矢量强度显著增加，表明该盆地现今存在沿NW-SE向的拉张变形。NNW向的地壳水平形变特征广泛分布在整个鄂尔多斯块体北缘，沿阴山-燕山造山带向东逐渐旋转为自东向西的水平运动。临河盆地水平差异变形不显著，呼包盆地则表现为自南向北的压扭性变形特征。鄂尔多斯块体南缘的秦岭造山带以地壳的S向变形为主要特征，北侧的渭河盆地拉张变形明显，且变形梯度主要集中在其南侧边缘与秦岭造山带的交界部位。汾渭盆地东北段的地壳变形具有较为一致的SSW向运动趋势，且在盆地内形成了显著的剪切位移趋势。鄂尔多斯块体东北缘地壳水平形变受到来自东侧华北地块的挤压作用，在太行山、阴山一带形成局部显著的差异性变形。

2 应变与应力分析

收起

2.1 区域应变特征

考虑到球坐标弹性力学中应变模型的纬度效应和研究区域实测GNSS速度场的空间不均匀性，本文采用基于球坐标的最小二乘配置模型整体解算研究区域地壳的特征应变场^[18]，结果如图3和4所示。

如图3(a)所示，青藏高原东北缘至阿拉善块体边界沿线有大面积的压缩变形梯度带，该带自西向东延伸至鄂尔多斯块体边界，其中压缩应变的最大强度达到-0.06 μstrain。鄂尔多斯块体内部的应变梯度带主要沿37.5 °N的地形地貌特征分割线分布，展现出局部的扩张与压缩交替分布现象。总体上，鄂尔多斯块体边缘地壳变形更加剧烈，空间分布特征更加复杂。其中，银川盆地与汾渭盆地内部以离散分布的拉张变形为主，局部被小范围的压缩变形分割；北部的临河盆地、呼包盆地以地壳的压缩变形为主，盆地外侧的阴山-燕山造山带和秦岭造山带则表现为大范围的扩张变形。特别是鄂尔多斯块体东缘的地壳变形极为复杂，正负应变梯度带密集且交错分布，反映出该区域活跃和复杂的变形特性。

最大剪应变和面膨胀值的分布显示出相似性，特别是在地壳剪切变形最为显著的区域，这些区域与压缩和膨胀变形剧烈的区域一致。在青藏高原东北缘与阿拉善块体的交界部位、太行山隆起区东侧、板块边缘的断陷盆地(如呼包盆地、临河盆地的东北段和银川盆地)，地壳的剪切变形尤为显著。特别是银川盆地内部的剪应变梯度带，与图3(a)所示的压应变分布范围基本一致。汾渭盆地内部的地壳剪切变形同样显著，并在整个狭长盆地中连续分布。相比之下，秦岭造山带的剪切变形较弱，而阴山-燕山造山带在与临河盆地交界的区域则表现出较强的剪切变形。

如图4所示，鄂尔多斯块体内部的应变强度普遍较小，但在中部地形地貌分界线附近的主应变较为显著。主应变方向表明，图3(a)中该位置(106°E，37.5°N) 处地壳膨胀变形机制呈NW向拉张。在鄂尔多斯块体边缘，主应变强度最大的区域位于青藏高原东北缘与阿拉善块体的交界处，该处地壳主要变形特征为NW-SE向主压应变与NE-SW向主张应变共存，应变强度超过0.05 μstrain。该应变方向与青藏高原整体NE向的挤压趋势不完全一致，表明除了剧烈的地壳压缩外，该区域还存在显著的剪切变形，这与图3(b)所示的最大剪应变分布揭示的变形机制相一致。秦岭造山带东侧与青藏高原交会处的地壳在NS-NNS向上显示出显著的拉张变形，而在中心的EW向轴线上，局部地区仍存在EW向扩张变形，表明该区域地壳形变受高原物质向东挤出的影响。鄂尔多斯块体北侧边缘，从临河盆地到呼包盆地区域以及东侧汾渭盆地的东北段，都存在局部的强变形区。这些区域的总体特征是鄂尔多斯块体与邻近构造单元之间的强烈挤压变形，其主要作用力方向垂直于板块边界带。其中，临河盆地还表现出沿盆地轴向的局部扩张变形特征。

2.2 主应力分布特征

首先收集研究区域震级在3.0~6.0之间、震源深度40 km以内的365次中小型地震的震源机制解数据，采用三角单元图解法统计分析各分区的地震破裂类型。结果表明，研究区域的地震破裂类型主要是正断层型(N)，走滑型(S)和逆冲型(T)地震相对较少，具体如图5所示。本文采用FMSI(focal mechanism stress inversion)算法^[19]依次反演上述各分区地壳和岩石圈的主应力参数，结果如图6所示, 图中红色轴线为最大主应力方向，蓝色轴线为最小主应力方向。参考邓山泉等^[20]的研究结论，本文共划分出6个独立应力反演单元。

各单元地壳主应力倾角普遍较小，接近水平，且各分区最大主应力方向总体呈EW-EEW向，具有较好的一致性。在Ⅰ区，尽管自西向东的主张应变轴线在强度和方向上表现出一定的空间差异性，但总体而言，区内的最大和最小主应力方向分别与主张应变和主压应变的趋势方向相一致，其中最大主应力方向与最大主张应变方向具有更高的一致性。Ⅱ区的最大主应力方向与主张应变方向更加接近，但二者之间存在一定的夹角，一致性不及Ⅰ区。其中，主张应变主要表现为沿盆地中心轴线方向的扩张变形。在Ⅲ区，总体上最大主应力方向代表了区域地壳拉张变形的主要方向，同时最小主应力方向与压应变轴向一致。这种一致性在银川盆地内部尤为明显，而在阿拉善块体的前缘位置，主应力与主应变关系发生了明显变化：最大主应力方向与地壳主压应变轴向接近，而最小主应力方向与主张应变方向一致。Ⅳ区地壳在最大主应力方向上的变形特征仍然为拉张，而最小主应力方向与主压应变轴向一致。Ⅴ区的汾渭盆地内部地壳主要表现为单一的压应变或张应变，变形方向近似垂直于盆地中心轴线。然而，区内不同位置的地壳变形特征与最大、最小主应力方向之间的相关性较弱，各主应变轴向均与最小主应力方向更加吻合。在秦岭造山带内部，地壳变形以接近最小主应力方向的压应变为主，而主张应变方向则趋近于最大主应力方向。Ⅵ区主要由汾渭盆地东北段与太行山隆起区组成，总体上地壳的最大主应力方向与张应变方向一致，而最小主应力方向与压应变方向一致。

3 可靠性分析

收起

3.1 应力反演结果的可靠性

为验证应力反演结果的可靠性，收集研究区域内由钻孔崩裂测量、水压致裂测量、套芯测量及钻孔槽测量等技术获取的67组实测地壳应力数据，由于数据仅分布于第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ区内，故本文仅绘制这4个分区内部反演主应力方向与实测应力方向的统计玫瑰图，如图7所示。可以看出，尽管各分区的实测应力方向并不完全一致，但每个分区的实测应力场都显示出一个显著的优势应力方向，特别是Ⅵ区。由于该区域地壳狭长且地质结构复杂，其实测应力方向的发散性最为显著，尽管如此，其地壳的优势应力方向大致分布在200°~280°之间。图7中红线表示本文应力反演确定的各分区最大主应力方向，与实测的优势应力方向高度一致。因此可以认为，本文利用震源机制数据进行反演得出的结果既合理又可靠，能够在一定程度上反映该地区地壳的优势主应力方向。

3.2 应变场的可靠性

应变张量参数的准确性和可靠性对理解地壳形变特征和构造机理至关重要。在进行地壳应变计算时，一个重要的问题是，不同研究团队使用相似或相同的GNSS数据，得到的应变结果常常不同。这种差异主要源于利用GNSS位移数据求应变时使用了不同的数值微分计算模型。此外，坐标系统的选择也直接影响应变计算的结果和精度。处理涉及大范围、高纬度地区或长时间序列的数据时，直角坐标系可能因未能充分考虑地球曲率而引入误差，导致精度降低；相对而言，球面坐标系能更准确地反映地表的几何特性，提升应变计算的准确性。

除此之外，GNSS测量数据的分辨率和空间分布的不均匀性也会影响应变计算结果。在数据点稀疏、分布不均或地壳变形特征显著不符合连续性变形假设的地区，全局拟合方法可能无法有效捕捉到地应变的细致局部特征。相对而言，分区拟合方法更适合处理此类数据分布，能够在局部区域内提供更精确的应变估算。鉴于此，本文根据研究区域的基本构造格局，按照图6的构造单元划分模式，对每个单元进行独立建模，以获取空间分布相对平滑且更加精确的应变分布。这种方法不仅优化了模型的地质适应性，也提高了应变计算的整体精度与准确性。

另一方面，由于GNSS观测本身存在不确定性，直接从GNSS数据中计算得到的地应变率往往伴随着显著误差。这些误差来源于多个方面，包括测量误差、数据处理过程中的系统误差等。因此，本文进一步采用Monte Carlo方法来评估应变模型的可靠性。实验以图1所示的实测速度场为基础，采用球坐标最小二乘配置模型，按照Monte Carlo算法执行10 000次循环计算，以获得充分的基本应变张量参数采样样本。每次循环计算时，利用随机数发生器为起算速度场，生成一组符合标准正态分布的噪声。在计算结果中随机抽样选取位置坐标为103.29°E、37.25°N的应变点位计算结果进行统计分析，如图8所示。可以看出，3个基本应变张量{e_xx, e_yy, e_xy}的标准差依次为4.78×10^-10、2.76×10^-10、2.76×10^-10，小于该点位相应应变分量均值两个数量级，表明本文的应变计算模型稳定，应变计算结果具有较高的可靠性。

4 结语

收起

本文在GNSS地壳水平运动速度场变形分析的基础上，采用球面最小二乘配置模型解算鄂尔多斯块体及其周缘地壳的特征应变场，定量分析区域地壳的变形机制，并通过震源机制反演了板块边界地壳的最大、最小主应力方向，阐明了研究区域现今地壳形变的地应力环境及应力应变的耦合关系。主要结论如下：

1) 地壳的水平运动趋势。研究区域地壳现今水平运动较为一致地指向SE-SEE向，其中鄂尔多斯块体内部及其西侧地壳的水平运动趋势自南向北逐渐减弱。研究区域整体一致的SE-SEE向水平运动主要来自于地壳的整体刚性运动。鄂尔多斯块体内部的地壳水平相对运动非常微弱，没有明显的趋势性，相对位移主要发生在块体边界的断陷盆地内。

2) 地壳的应变特征。研究区域地壳的最大相对变形发生在青藏高原东北缘与阿拉善地块的交界部位，变形特征为NW-SE向的强压缩和NE-SW向的弱拉张共存，最大主压应变强度超过0.05 μstrain，最大剪应变强度为0.16 μstrain。鄂尔多斯块体北部边缘的断陷盆地主要表现为NNE向的压缩变形，最大应变强度约为-0.05 μstrain。汾渭盆地西南段的地壳形变强度相对微弱，最大应变量不超过0.02 μstrain。盆地内部主要变形特征为沿盆地轴线方向的拉张变形。

3) 应力应变耦合关系。研究区域地壳的应力环境较为统一，以张应力为主，最大主应力倾角接近水平，走向与地壳水平运动趋势方向一致。板块边界带地壳的最大主应力方向与主张应变方向具有较高的吻合度。块体边界地壳的优势应变方向与变形机制并没有表现出沿主应力方向拉张的变形特征。因此认为，研究区域地壳相对变形的主要控制因素并不完全取决于其所处的构造应力环境，影响地壳变形空间场分布特征的因素应该是多元而复杂的。

参考文献

收起

文献

收起

参考文献引证文献

排序方式：

王禄军, 张帆, 郝美仙, 等. 鄂尔多斯块体北缘Pg、Sg波层析成像研究[J]. 大地测量与地球动力学, 2022, 42 (10): 1085- 1088 http://www.jgg09.com/CN/Y2022/V42/I10/1085

Wang

Lujun

, Zhang

Fan

, Hao

Meixian

, et al. Pg- and Sg-Wave Tomography around the Northern Margin of the Ordos Block[J]. Journal of Geodesy and Geodynamics, 2022, 42 (10): 1085- 1088 http://www.jgg09.com/CN/Y2022/V42/I10/1085

吴建平, 刘雅宁, 钟世军, 等. 鄂尔多斯块体及周边地区岩石圈结构的接收函数与面波联合反演研究[J]. 中国科学: 地球科学, 2022, 52 (8): 1532- 1546

Jianping

, Liu

Yaning

, Zhong

Shijun

, et al. Lithospheric Structure beneath Ordos Block and Surrounding Areas from Joint Inversion of Receiver Function and Surface Wave Dispersion[J]. Scientia Sinica Terrae, 2022, 52 (8): 1532- 1546

盛书中, 万永革, 黄骥超, 等. 应用综合震源机制解法推断鄂尔多斯块体周缘现今地壳应力场的初步结果[J]. 地球物理学报, 2015, 58 (2): 436- 452

Sheng

Shuzhong

, Wan

Yongge

, Huang

Jichao

, et al. Present Tectonic Stress Field in the Circum-Ordos Region Deduced from Composite Focal Mechanism Method[J]. Chinese Journal of Geophysics, 2015, 58 (2): 436- 452

姚志祥. 鄂尔多斯块体及周缘瑞利面波相速度和方位各向异性研究[D]. 北京: 中国地震局地球物理研究所, 2014

Yao Zhixiang. Rayleigh Wave Phase Velocities and Azimuthal Anisotropy beneath Ordos Block and Its Surrounding Areas[D]. Beijing: Institute of Geophysics, CEA, 2014

尹战军, 张建中, 张永刚. 鄂尔多斯块体北缘呼包鄂地区岩石圈各向异性初步研究[J]. 地震地磁观测与研究, 2021, 42 (2): 1- 7

Yin

Zhanjun

, Zhang

Jianzhong

, Zhang

Yonggang

. A Preliminary Study on the Anisotropy of the Lithosphere in Hohhot-Baotou-Ordos Area[J]. Seismological and Geomagnetic Observation and Research, 2021, 42 (2): 1- 7

许英才, 高原, 石玉涛, 等. 鄂尔多斯块体西缘地壳介质各向异性: 从银川地堑到海原断裂带[J]. 地球物理学报, 2019, 62 (11): 4239- 4258

Yingcai

, Gao

Yuan

, Shi

Yutao

, et al. Crustal Seismic Anisotropy in the West Margin of the Ordos Block: From the Yinchuan Graben to the Haiyuan Fault Zone[J]. Chinese Journal of Geophysics, 2019, 62 (11): 4239- 4258

Zhao

, Zhang

C H

, Wang

D Z

, et al. Contemporary Kinematics of the Ordos Block, North China and Its Adjacent Rift Systems Constrained by Dense GPS Observations[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2017, 135, 257- 267

https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2016.12.045

崔笃信, 郝明, 李煜航, 等. 鄂尔多斯块体周缘地区现今地壳水平运动与应变[J]. 地球物理学报, 2016, 59 (10): 3646- 3661

Cui

Duxin

, Hao

Ming

, Li

Yuhang

, et al. Present-Day Crustal Movement and Strain of the Surrounding Area of Ordos Block Derived from Repeated GPS Observations[J]. Chinese Journal of Geophysics, 2016, 59 (10): 3646- 3661

, Lu

, Zhang

, et al. Crustal Strain Fields in the Surrounding Areas of the Ordos Block, Central China, Estimated by the Least-Squares Collocation Technique[J]. Journal of Geodynamics, 2017, 106, 1- 11

https://doi.org/10.1016/j.jog.2017.01.005

Liu

C J

, Ji

L Y

, Zhu

L Y

, et al. Present-Day Three-Dimensional Deformation across the Ordos Block, China, Derived from InSAR, GPS, and Leveling Observations[J]. Remote Sensing, 2023, 15 (11): 2890

https://doi.org/10.3390/rs15112890

, Sanli

F B

, Abdikan

, et al. A Statistical Approach for the Integration of Multi-Temporal InSAR and GNSS-PPP Ground Deformation Measurements[J]. Sensors, 2023, 24 (1): 43

https://doi.org/10.3390/s24010043

Zhao

, Zhang

C H

, Wang

D Z

, et al. Contemporary Kinematics of the Ordos Block, North China and Its Adjacent Rift Systems Constrained by Dense GPS Observations[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2017, 135, 257- 267

https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2016.12.045

吴啸龙, 向洋, 汤伏全. 基于GPS应变与震源机制解应力反演喜马拉雅构造带现今地壳形变特征[J]. 地球物理学报, 2020, 63 (8): 2924- 2939

Xiaolong

, Xiang

Yang

, Tang

Fuquan

. Study on Current Crustal Deformation of the Himalayan Tectonic Zone by GPS Strain-Rate Estimation and Focal Mechanism Stress Inversion[J]. Chinese Journal of Geophysics, 2020, 63 (8): 2924- 2939

Iwata

, Yoshida

, Fukahata

. Stress Tensor Inversion Using Seismological Data[J]. Journal of Geography(Chigaku Zasshi), 2019, 128 (5): 797- 811

Schippkus

, Zigone

, Bokelmann

, et al. Azimuthal Anisotropy in the Wider Vienna Basin Region: A Proxy for the Present-Day Stress Field and Deformation[J]. Geophysical Journal International, 2020, 220 (3): 2056- 2067

Zheng

, Wang

, Wright

T J

, et al. Crustal Deformation in the India-Eurasia Collision Zone from 25 Years of GPS Measurements[J]. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2017, 122 (11): 9290- 9312

Kreemer

, Blewitt

, Klein

E C

. A Geodetic Plate Motion and Global Strain Rate Model[J]. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2014, 15 (10): 3849- 3889

吴啸龙. 台湾岛及其邻近区域弧-陆碰撞带现今地壳形变特征研究[D]. 西安: 长安大学, 2016

Wu Xiaolong. Study on Present-Day Crustal Deformation in the Arc-Continent Collision Zone of Taiwan and Adjacent Areas[D]. Xi'an: Chang'an University, 2016

Gephart

J W

, Forsyth

D W

. An Improved Method for Determining the Regional Stress Tensor Using Earthquake Focal Mechanism Data: Application to the San Fernando Earthquake Sequence[J]. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 1984, 89 (B11): 9305- 9320

邓山泉, 盛书中. 鄂尔多斯周缘地壳应力场研究[J]. 华北地震科学, 2015, 33 (2): 55- 62

Deng

Shanquan

, Sheng

Shuzhong

. The Crustal Stress Field around the Ordos Block[J]. North China Earthquake Sciences, 2015, 33 (2): 55- 62

2025年第45卷第2期

引用本文

BibTeX

文章信息

doi: 10.14075/j.jgg.2024.04.154

接收时间：2024-04-07
首发时间：2026-10-30
出版时间：2025-02-15

补充材料

相关文章

文章信息

作者

出版历史

收稿日期：2024-04-07

基金

作者信息

1 西安煤科透明地质科技有限公司, 陕西省咸阳市能源二路, 712028

参考文献

分享链接

https://castjournals.cast.org.cn/joweb/ddcl/CN/10.14075/j.jgg.2024.04.154

分享至

全文二维码

扫描看全文

引用本文

BibTeX

本文的引用情况

2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

关闭全屏

BibTeX
EndNote
RefWorks
TxT