菲尔德斯半岛位于南极赦德兰群岛地区,其北端是乔治王岛(中国长城站即位于菲尔德斯半岛东侧).大地构造理论认为,乔治王岛与南极半岛之间存在着区域性的断层和裂沟,是构造相对活动的区域.

菲尔德斯半岛地质构造属于以玄武质熔岩和火山碎屑为主的火山岩系,其南端与纳尔逊岛之间有一方向为西偏北的菲尔德斯海峡断裂,其基底有局部深沟存在.该海峡断层是长期发育反复活动的断裂,具有平推断层或平推正断层性质.因此,这一地区是开展地球动力学科研究的较为理想的区域.

根据菲尔德斯半岛构造断裂系的分布特点,中国南极测绘研究中心在中国第二次南极夏季考察期间,建立了第一个监测南极地壳运动的大地形变监测网,并先后在我国第三次,第四次,第五次南极科考时使用测距仪对该形变网进行形变监测.几年监测资料分析表明,菲尔德斯海峡断层有扩张的现象.

由于南极气候和地形条件差,无法对形变网点联测精密几何水准,故测边形变网仅能反映二维平面上的位移,对垂直位移无法监测,因此,很难对菲尔德斯海峡断层的活动情况作出全面的分析和结论.由于能同时确定点位的三维坐标,为此,中国第八次南极夏季考察期间,将卫星网叠加在该地面网上,对该形变网进行首期形变监测, 年对该网进行了第二期观测,两期成果分析结果表明:今后监测的重点区域是菲尔德斯海峡断裂.为了进一步研究菲尔德斯海峡断裂的构造运动,在中国第十五次南极考察期间,对该形变监测网进行了重建和复测.

卫星监测试验网的建立

目前,长城站只有一个顶部设有强制对中装置的观测墩,其他监测网点均埋设在地面,过去观测时要用三脚架采用光学或其他方法对中,这样不仅麻烦,而且精度不高,加上南极的风特别大,用三脚架安置天线很容易被风刮动,刮倒,形变监测的可靠性差.另外,南极环境特殊,作业人员及仪器数量有限,一般每次科考只有一名从事相关学科考察研究的队员,最多只能携带两台仪器,观测条件极为恶劣,南极的天气变化非常快,可供作业的时间极为短暂,所有这些都给地壳形变监测带来不便.通过前几期形变监测结果分析,今后可缩小该形变监测网的监测范围,重点监测菲尔德斯海峡断层的三维形探讨与研究.为保持形变监测的连续性,本次考察期间,我们在菲尔德斯海峡断层两侧的四个形变监测点以及山海关峰顶的基准点上,采用垂直投影的方法,在原监测点和基准点上叠加重建五个顶部设有强制对中装置的观测墩,为今后菲尔德斯海峡断层形变监测继续进行打下了坚实的基础.