该课题来源于国家自然科学基金项目（基于向错理论研究断层运动与地表重力变化的关系，41304013）。断层活动是引起地壳局部变形的主要原因之一，对地表重力变化与断层活动之间的关系进行深入研究具有重要的科学意义。目前研究大地形变的位错理论模型只能描述断层在空间运动的平动方式，而向错理论是描述断层在空间运动的转动方式，其是对位错理论的进一步补充与完善。该项目研究以地球物理及相关理论为基础,定义了断层扭张、扭转、扭翘等向错模式。在无限大半平面弹性空间理论模型的条件下，建立了已知几何形状的断层向错与地面重力变化的模型。采用数值模拟方法研究了断层不同类型的向错运动引起地面重力变化的分布特征。利用三维角点法剖分地质体，建立了带有倾角的断层，并讨论断层倾角、深度、以及向错基准点、基准轴的选择对地表重力变化的贡献。发现断层扭张模式对倾角的变化最敏感，重力变化随倾角的增加总体呈现出先减小后增大的变化特征。扭转 、扭翘 模式具有相似的响应，随倾角的增大而重力变化减小，但其响应特征相对较弱；当断层埋深超过200km时其向错引起的地表重力变化趋于0 ；断层在单一转动模式下产生的重力变化场变化分布以断层为轴线对称分布；断层在同一转动模式与不同平移模式组合的重力变化的响应程度不同，当断层处于扭张模式下，与倾滑组合模式引起的重力变化最为显著。结合我国西部地区典型的断层和大地测量观测资料，采用位错模型与向错模型两种模型对地面的重力变化分布进行正演计算研究，并与观测结果进行对比分析；对断层的动力学过程与地面重力变化的关系进行物理解释。该研究有助于我们更清楚得了解和认识地震以及地壳形变运动机制，对于进 一步研究岩石圈构造运动、地震动力学特征及判定未来地震趋势解释提供了一个新的思路。