南北地震带北段GPS地壳形变动态特征研究

发布时间：2017-11-11 03:23

  本文关键词：南北地震带北段GPS地壳形变动态特征研究

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【摘要】：地壳内部应力作用导致岩石发生不引人注目的形变，这种变化可被高精度观测技术捕获到。全球卫星定位系统（GPS）已成功应用于中国大陆典型构造带的监测之中，据此可以获得活动地块的相对运动速率，进而得到大范围的地壳形变运动图像，为地壳运动研究提供直接、定量的数据，对地震活动背景的判断和大地震、中强地震的预测、预报均具有重要意义。本文基于南北地震带北段1999~2013年期间的GPS观测资料，对研究区的变形特征进行了重点研究：①通过REHSM模型计算得到各块体的均匀应变率参数，对研究区进行了多期次的应变率场特征分析；②通过跨断层剖面分析，研究了各主要活动断裂带的应变积累状态；③进行了GPS连续站间基线伸缩变化率分析及跨主要断裂带基线的动态变化分析；④结合多期次的流动观测资料分析结果与连续观测资料分析结果，研究了该区地壳运动特征及其动态变化，并结合研究区近年来的几次中、强地震，对研究区现阶段地震活动性进行了综合分析。研究主要得到了以下初步结论： （1）基于1999~2013年期间的GPS流动观测资料，分析了研究区多期次GPS速度场动态特征，结果表明汶川Ms8.0地震后甘川交界东段至西秦岭北缘断裂东段速度值变大，反映了汶川大地震引起龙门山断裂带大范围断层解锁导致自NW向SE推挤的大范围调整运动，同时龙门山断裂带NW侧区域出现关联的SE向运动增强。祁连块体和柴达木块体NE向的推挤作用明显减小；近期祁连块体北边界、西秦岭北缘断裂带和海原断裂带两侧块体的运动速度存在差异，可能存在着强震危险。 （2）通过REHSM模型计算得到的研究区内各块体的均匀应变率参数表明，研究区内的各块体对汶川地震的响应存在明显差异，阿拉善块体和华南块体经过震后几年的调整逐渐恢复到了原有的运动状态；巴颜喀拉块体和鄂尔多斯块体的主压应变率和最大剪应变率逐年减小，应变积累速率明显减慢。柴达木地块和祁连块体的运动与变形状态发生明显调整。而陇中盆地构造区对其响应不明显，预示着该区存在强震孕育危险。 （3）研究区内主要断裂带多期次GPS剖面结果表明：汶川地震的发生对各断裂带运动特征的影响存在显著差异。地震前后，庄浪河断裂带的地表运动特征反向，近期该断裂东侧挤压变形和右旋剪切变形速率较小，可能存在较高的应变积累背景。海原断裂带北侧由挤压转变为了拉张，南侧的左旋走滑和挤压变形增强。六盘山断裂带总体呈现挤压变形，近期其右旋剪切变形量非常小，挤压速率也减小，存在较高的应变积累和强震孕育背景。西秦岭北缘断裂带在汶川地震前存在较高的应变积累背景，汶川地震的发生促进了其与附近断裂带的应变积累，近期该断裂带北侧处于强闭锁状态。东昆仑断裂带总体呈现左旋走滑和拉张变形，该断裂带南侧在汶川地震前处于闭锁状态，近期该断裂带南侧0~100km处的拉张变形速率非常小，表明此处可能存在一定的应变积累背景。 （4）GPS基线伸缩变化率的统计结果表明，区内GPS基线具有NE向缩短、NW向伸长、EW向缩短、SN向伸长的长趋势运动特征，且西部地区GPS基线缩短或伸长的速率明显大于东部地区，表明近年来青藏块体相对华南块体的整体运动可能有较明显增强。这种大尺度的北东向地壳缩短的地壳运动增强有利于汶川地震的大破裂，特别是右旋剪切破裂的发生。 （5）跨断裂带的基线结果表明，现今祁连块体北边界两侧地块可能存在一定程度的应变积累背景；跨庄浪河断裂带的基线伸长率较大，该区域应变积累程度较高；海原断裂带的左旋滑动速率有所减慢，可能存在一定程度的应变积累背景；目前六盘山断裂带附近区域的应变积累速率减慢；西秦岭北缘断裂带两侧的块体在2013年岷县漳县Ms6.6地震前处于闭锁状态；东昆仑断裂带的左旋滑动速率有所减慢，也可能存在一定程度的应变积累背景。 （6）GPS地壳形变特征与强震活动的关系分析结果表明：中、强地震的发生会引起震中附近某些区域的短期松弛与大区域形变调整，使其积累的应变能整体卸载；并可能会使一个块体对另一个块体的挤压增强，使得被推挤的块体内部应变积累增强，成为孕育强震的条件。大震的震后调整对处于附近块体边界带的大的断裂带两侧的运动速率产生影响，使其两侧的运动产生差异，进而可能会引起该断裂带附近区域强震的发生。
【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】：2014
【分类号】：P228.4;P315.73

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