基于高分辨航测数据研究党河南山北缘断裂的大震破裂习性

发布时间：2017-08-23 09:38

  本文关键词：基于高分辨航测数据研究党河南山北缘断裂的大震破裂习性

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【摘要】：党河南山北缘断裂位于祁连山西段,西接阿尔金断裂,并在肃北附近与野马河断裂形成重要的三联点,在阿尔金断裂中-东段水平走向滑动向垂直逆冲的应变转换中起重要作用。该断裂长约110km,以挤压逆冲活动为主,分为肃北段(西段)、野马河段(中段)和盐池湾段(东段),其中的盐池湾段发育了连续完整的多级逆冲断裂陡坎,并较完整地保留了最晚一次古地震地表破裂带,对研究逆冲断裂的破裂习性及大震复发模式提供了极佳的条件。本论文通过对党河南山北缘断裂盐池湾段进行sUAV摄影测绘,利用所获得的高分辨率地形数据研究了多级陡坎位移量的分布特征,并通过影像解译以及古地震探槽等手段研究了该断裂的空间几何特征,进而对党河南山北缘断裂的破裂特征、大震发震模式及其大震危险性进行了探讨,得到以下主要结论:(1)sUAV摄影测绘的3D场景重建技术,能够很逼真地还原地物场景,获得高质量的高分辨率地形数据。相比于传统的地形测绘方法以及Li DAR扫描技术,它具有较高的灵活性、机动性以及较低的设备成本,并且可以得到更高分辨率的地形数据,是未来定量化的活动构造及构造地貌研究的理想方法和工具。但是由于其工作原理的限制,最适宜使用该方法的地区是植被稀少的干旱-半干旱地区,如我国西北地区。(2)通过对研究区内高精度地形数据的测绘,统计分析了党河南山北缘断裂上多级陡坎的垂向位移分布,结合古地震探槽所揭示的单次地震与多次地震垂向位错的关系特征,得出该断裂大震复发习性符合特征地震模型,并且其单次地震的抬升量为70±20cm。说明利用高精度地形数据进行单次事件与多次事件位移关系统计分析的方法用于逆冲断裂带上发震模式的研究同样是可行的。(3)古地震探槽剖面揭示,党河南山北缘断裂的破裂方式符合前展式逆冲推覆构造的扩展模式,并由SSW向NNE方向挤压逆冲,从而形成一系列走向为NWW的逆冲断裂陡坎。其最新发震断层的平均倾角约为25°,在逆冲作用的同时往往在上盘靠近断层部位形成小规模断错的反冲断层,或在断层上盘后方顶部形成一系列拉张性质的正断层以及由其控制的小地堑。(4)通过古地震探槽剖面分析及其年代样品测试,揭示了党河南山北缘断裂最晚一次古地震的离逝时间为720±30年,即其发震时间约为公元1300年,且在地表形成平均高度为0.7±0.20cm的逆冲陡坎。根据前人对肃北周边历史地震的考证,证明了该次地震与史料记载中公元1297-1303年发生在敦煌附近的一次历史大震非常吻合,因此党河南山北缘断裂可能是这次地震的发震断层。(5)通过大震危险性分析及时间相依的潜势概率评估方法,采用本论文古地震的最新研究结果及前人的可靠资料,计算出该断裂上50、100、200a发震地震破裂的概率分别为0.006、0.012、0.039,表明该断裂未来百年大震的发震概率较小。
【关键词】：党河南山北缘断裂 无人机摄影测绘 高分辨率DEM 古地震 逆冲断裂同震位移测量 大震复发模式
【学位授予单位】：中国地震局兰州地震研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P315.2
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 第1章 引言9-16
• 1.1 研究背景及选题依据9-12
• 1.1.1 研究区构造背景及研究现状9-10
• 1.1.2 选题依据10-12
• 1.2 研究内容、技术路线及方法12-16
• 1.2.1 研究内容12-13
• 1.2.2 技术路线13-14
• 1.2.3 研究方法14-16
• 第2章 sUAV摄影测绘方法介绍16-31
• 2.1 sUAV摄影测绘的原理16-21
• 2.1.1 无人机摄影测绘概述16-17
• 2.1.2 无人机摄影测绘的原理17-21
• 2.2 无人机摄影测绘的工作流程及技术要求21-27
• 2.2.1 图像采集21-23
• 2.2.2 图像处理23-27
• 2.3 低空无人机摄影测绘试验27-30
• 2.3.1 试验区背景27
• 2.3.2 数据采集及处理27-29
• 2.3.3 数据质量分析29-30
• 2.4 小结30-31
• 第3章 党河南山北缘断裂无人机测绘及结果分析31-45
• 3.1 党河南山北缘断裂几何特征31-34
• 3.2 影像数据采集34-36
• 3.2.1 影像采集系统34
• 3.2.2 影像采集34-36
• 3.3 数据处理及结果36-38
• 3.3.1 数据处理36
• 3.3.2 摄影测绘结果36-38
• 3.4 陡坎测量、统计与分析38-44
• 3.4.1 陡坎测量38-40
• 3.4.2 陡坎统计分析方法40
• 3.4.3 陡坎统计初步结果及分析40-44
• 3.5 小结44-45
• 第4章 党河南山北缘断裂变形特征和古地震探槽研究45-61
• 4.1 变形特征45
• 4.2 盐池湾古地震探槽开挖45-48
• 4.3 古地震探槽分析结果48-59
• 4.3.1 探槽Trench148-50
• 4.3.2 探槽Trench250-55
• 4.3.3 探槽trench455-57
• 4.3.4 探槽Trench657-59
• 4.4 探槽特征总结59-61
• 第5章 党河南山北缘断裂大震破裂习性分析61-68
• 5.1 党河南山北缘断裂的破裂特征61-62
• 5.2 强震复发模式分析62-64
• 5.3 未来地震危险性评价64-66
• 5.4 sUAV摄影测量技术的优缺点66-68
• 第6章 结论及问题68-71
• 6.1 主要结论68-69
• 6.2 论文研究特色和创新69
• 6.3 存在的问题与以后的研究工作69-71
• 参考文献71-76
• 致谢76-77
• 作者简介77

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本文编号：724332