巴彦喀拉区域地壳形变特征及动力机制研究

发布时间：2018-11-28 13:31

【摘要】：巴彦喀拉块体位于青藏高原东缘,是青藏板块东部重要的次级活动块体,受印度板块的俯冲挤压和青藏高原物质东移的双重作用,巴彦喀拉块体内部及边缘地壳构造活动强烈,是我国现今地震的多发区域之一。近年来块体的边缘地带多次发生强震,如2001年11月14日,在其北部边界东昆仑断裂发生昆仑山西口Ms8.1级特大地震；2008年5月12日,在其东部边缘龙门山断裂带发生汶川Ms8.0级特大地震；2010年4月14日,在其南部边缘甘孜—玉树断裂带发生玉树Ms7.1级大地震；2013年4月20日,在其东部边缘龙门山断裂带发生芦山Ms7.0级大地震。新世纪以来,我国的主要地震均发生在巴彦喀拉块体及其周边,这些地震给我国生活在该区域的人民的生命财产安全造成重大损失。本文首先全面收集了该区域的研究成果资料,据此详细分析了区域的地质构造背景和内部及周边的块体断裂的分布、活动情况,然后重点利用高精度GPS观测数据、水准数据、INSAR数据等,同时结合地质、地球物理调查与探测资料,对巴彦喀拉块体及其周边区域的现今地壳运动、构造变形特征以及内在机理进行了分析,提出了研究区域的地壳物质流变模型,并对汶川地震和玉树地震的特征和成因进行了探讨。本文的主要研究内容如下： (1)对巴彦喀拉块体及其周边块体进行了边界划分,详细分析了研究区域的地质构造背景,对其内部及相邻块体的边界及内部断裂带的分布情况、构造特征、现今活动性、动力源等进行了分析和归纳。 (2)针对巴彦喀拉区域面积大、海拔高、自然环境恶劣,高密度的监测网布设困难的现状,研究了如何利用稀疏的观测点获得相对均匀的、有实用价值的地壳运动图像的模型和方法,提出了基于移动原理的最小二乘配置模型和基于欧拉矢量的BP神经网络模型,给出了详细的理论推导和数学模型,并结合具体算例与常规的多项式模型、多面函数模型、最小二乘配置模型、欧拉模型等进行了精度比较和特点分析。 (3)利用“中国地壳运动观测网络”的GPS观测数据和部分精密水准观测数据,采用文中提出的基于移动原理的最小二乘配置模型给出了研究区域不同框架下的水平运动速度场图像,采用动态模型法给出了部分区域的垂直运动特征图像,并对区域的整体及局部运动特征进行了详细的分析。 (4)利用基于图形单元法的应变分析模型研究了巴彦喀拉及其周边区域现今地壳应变场特征,并进行了参数显著性的假设检验,将由于测量误差引起的应变估值进行了有效剔除,得到了巴彦喀拉区域的显著应变特征值,并绘制成相应的矢量图及等值线图,对应变场反演结果进行了详细的分析,结合(3)中的研究结果探讨了区域动力学背景特征,并对巴彦喀拉块体内部的应变场进行了定量研究。 (5)结合青藏高原东部地区最新的大地电磁探测结果、P波层析成像结果和汶川地震前后龙门山地区的地壳形变分析结果,提出了青藏高原东部巴彦喀拉区域的中下地壳物质流变模型,并在此基础上探讨了汶川地震的机理和成因。 (6)对欧空局提供的22景2003-2010年的ENVISAT ASAR降轨影像进行了数据处理,通过干涉图堆叠技术和两轨法D-INSAR技术,得到了巴彦喀拉区域玉树地区2003-2010年的平均形变速率图和玉树地震局部区域的同震形变场,以甘孜-玉树断裂带为界,分析了断层南北区域的形变特征,并对玉树地震的特征和成因进行了探讨。
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【学位授予单位】：武汉大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P227;P315.2

【参考文献】