本文摘要：大同盆地地殼應變特征奇特值得研究，本篇 地質論文 建立應變參數求解模型，分析地殼形變應變場與地裂縫發育構造成因，從而更直觀的表示大同盆地現今地殼應變特征參數及其分布特征�！� 中國地質災害與防治學報 》(季刊)創刊于1990年。反映地質災害學科,并向國
大同盆地地殼應變特征奇特值得研究，本篇地質論文建立應變參數求解模型，分析地殼形變應變場與地裂縫發育構造成因，從而更直觀的表示大同盆地現今地殼應變特征參數及其分布特征。《中國地質災害與防治學報》(季刊)創刊于1990年。反映地質災害學科,并向國內外公開發行的學術性刊物。《中國地質災害與防治學報》專門登載有關自然和人類工程-經濟活動誘發的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂縫、地震、黃土濕陷、粘性土脹縮、凍土融陷、地下水污染、海水入侵、礦井突水、巖爆、瓦斯爆炸、水土流失、土地沙漠化、鹽漬化等地質災害的發生、發展機制、規律、監測、預報，地質災害防治新技術、新方法以及地質環境保護等方面的科研成果或學術論文。
1大同盆地現今地殼應變特征參數及其分布特征
由于大同盆地內GPS站構成的三角形形狀因子整體性較好[3]，據此，本文采用三角形圖形單元法建立區域應變分析模型，求解區域地殼應變特征參數。
1.1應變參數求解模型的建立
設監測點間相對形變量與地殼應變張量的線性關系式為U=AT(1)其中U是相對形變量向量，T為應變張量，A為轉換系數矩陣。據此，建立的大同盆地圖形單元應變模型如圖3所示。需要說明的是，在構建大同盆地三角形圖形單元模型時，并沒有將A013、SX04點納入，這是因為上述兩個點與MPSH、GC06、SX02點組成的三角形圖形單元均位于大同盆地內構造活動很弱的區域，而分析這些圖形單元應變對于研究區域構造應變場意義不大，此外，這些三角形圖形單元與其他三角形單元尺度差異較大[5]。
1.2應變參數顯著性檢驗
17個三角形圖形單元的位置不盡相同，如果圖形單元位于穩定構造塊體的內部，單元的運動應該表現為剛體旋轉歐拉運動，而此時利用圖形單元法計算獲得的單元地應變參數在統計意義上應該為零，但是由于誤差的影響，此時應變參數往往不等于零。
1.3顯著應變特征參數及其分布特征
利用參數顯著假設檢驗方法對獲得的大同盆地17個圖形單元應變參數進行顯著性假設檢驗，檢驗結果如表1。從表1可以看出，參與檢驗的17個圖形單元應變特征參數，在顯著性水平α=0.01下有5個圖形單元檢驗結果為接受，而這5個圖形單元均位于較穩定的山區內及盆地內構造活動較弱的平原區域(XYSH-GYTA-SX01、XYSH-MPSH-SX01、DK02-MPSH-SX01、SECU-SX02-GC06、DK06-DK03-SECU)。因此，上述5個圖形單元內部不存在顯著的構造活動變形。而在顯著性水平α=0.01下，有12個圖形單元檢驗結果為拒絕。而這12個圖形單元均位于盆地內深大斷裂(地裂縫)及其附近區域，而這些區域也正是盆地內構造活動較強烈的地區。因此，上述12個圖形單元內部存在顯著的構造活動變形，其單元應變是由地殼構造活動變形引起的�；陲@著的應變分量，獲得的最大、最小主應變及最大主應變方向等應變特征參數及其分布特征如圖4所示。圖4顯示出大同盆地顯著主應變主要集中在大同盆地內部地區，且集中分布在盆地的西北部區域;盆地內顯著主應變以拉張應變為主，方向為NW-SE向，表明盆地現今整體受NW-SE向拉張力源作用顯著，且顯著主張應變最大量值出現在盆地內地裂縫最為群發的西北部，位于大同市的西南區域內，其量值達到1.9×10-6/a;在靠近口泉斷裂邊緣局部區域則呈現出一定的擠壓性質，主壓應變率約為-1.0×10-6/a，在靠近盆地東部的山邊帶局部也呈現一定的擠壓性質，主壓應變方向為NE-SW向。
2地殼形變應變場與地裂縫發育構造成因分析
盆地西北部局部區域NW-SE向水平拉張應變明顯大于盆地內其他地區，而此區域也正是大同盆地內地裂縫災害最為典型和嚴重的地區，且觀察此區域拉張應變方向，可發現其與地裂縫的走向呈近似垂直關系(圖5)，而大同市北部區域NW-SE向主應變則以壓應變為主，在此區域內地裂縫較少。由此揭示出大同市南部區域NW-SE向拉張應力是大同市南部區域地裂縫群發的構造力源。由大同盆地構造應力場背景及大陸動力學環境可知，鄂爾多斯塊體逆時針旋轉運動與華北塊體順時針旋轉運動聯合作用[8]，會在兩個地塊之間的斷陷盆地內形成右旋剪切的NW-SE向拉張環境，而本文基于大地測量GPS反演結果也證實了這一點(圖4)，同時利用更大區域(整個山西盆地)的GPS數據反演獲得的大同盆地構造應變場，也呈現出以NW-SE向拉張應變為主的特征[9]。因此，在周圍板塊運動產生的NW-SE向拉張應力的主導及附加盆地深部動力的共同作用下[10]，會造成盆地內地殼減薄拉張變形明顯、基底斷裂，從而引起斷裂不均勻蠕動，而深部斷層的不均勻蠕動會在淺部地層中誘發形成一系列的錯斷面，這些錯斷面就形成了地裂縫的原型，附加其他因素的影響，如抽取地下水、地表水滲透、地震活動等，也會加速淺部地層中這些錯斷面的活動，發展至地表形成出露地表的地裂縫災害。地裂縫實地鉆孔及地質探槽資料結果更加直觀地揭示出大同市地裂縫與地下隱伏斷裂活動有著很強的相關性[9]，從圖5也可以看出，大同市地裂縫的發育方向與位置與其區域內的水峪隱伏構造斷層有近乎一致的走向(NE走向)，由此進一步表明大同市地裂縫發育及活動與深部斷層活動有密切關系。
3結論與討論
1)大同盆地現今整體處于較明顯的水平拉張且內部斷陷下沉的運動狀態，其地殼應變特征主要以NW-SE向拉張應變為主，此結論與盆地現今地質構造發展模式相一致，與盆地以往較長期構造變形背景具有較好的繼承性特點[11，12];2)大同地裂縫實質是盆地下伏活斷層在NW-SE向區域構造應力場作用下，以蠕滑形式錯斷地層使土層破裂而發育形成的。
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