利用空间大地测量资料反演玉树地震带区域形变场特征

发布时间：2017-08-25 04:40

  本文关键词：利用空间大地测量资料反演玉树地震带区域形变场特征

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【摘要】：在各类自然灾害中，地震灾害对人类的生产生活影响最大，破坏力最强。长期以来，地震学家通过对地震的研究发现，地震的孕育发生通常是由于地壳运动过程中，地壳应力逐渐积累，超过临界状态时引发断层错动，最终造成地表不同程度的形变和破坏。因此，利用大地测量技术观测到的形变来研究断层的错动情况，作为模拟地震和预测地震的依据，对于减轻地震灾害的影响具有非常重要的现实意义。GPS和合成孔径雷达干涉测量(InSAR)等空间大地测量技术被引入到地震学领域研究以来，进展异常迅速，现已成为研究地震孕育活动最准确、有效的手段之一。 本文主要利用所获取到的2010年青海玉树地震GPS和InSAR同震形变数据，基于空间大地测量技术和地壳形变数据参数反演方法，对玉树地区发震断层的滑动情况进行了反演和分析。本文的研究工作和取得的成果如下: 1)基于块体理念和改进的球面坐标系最小二乘配置方法，利用GPS技术所获得的地表位移数据，拟合推估得出巴彦克拉块体与羌塘块体的地表位移、应变、面膨胀率和剪应变率分布，研究结果表明:玉树地震发震前夕，在应变、面膨胀率以及剪应变率都存在独特的发震信号。从而在宏观尺度上验证了巴颜喀拉与羌塘块体的剧烈活动性以及玉树地区发震的“必然性”。 2)基于D-InSAR技术获取得到了玉树地震地表视线向同震形变位移分布，结果显示，该地区的整体形变带清晰可见，可明显判断出玉树地震发震于甘孜—玉树—风火山断裂，，且呈现出左旋特征；沿甘孜—玉树—风火山断裂，震中东北部，地表形变为沿雷达视线向的隆起，而震中西南部，地表形变为沿雷达视线向的下沉，其中地震最大值地表形变区域位于玉树县附近接近-0.442m。 3)针对地震地表形变同震反演问题，基于Okada矩形位错模型，将玉树地震地下发震断层划为3个子断层后，进行参数非线性反演，在InSAR原始观测视线向形变的基础上，模拟了玉树震区地表视线向的同震形变场，验证了玉树地震是由地下断层活动所孕育的一次构造地震，最终通过经验公式获得了玉树地震的地震矩大致为3.4×l019Nm，震级约为Mw7.0。从微观角度，验证研究断层构造运动对了解地震发育过程的不可忽视性。 4)基于弹性回弹基础上的DefNode负位错模型，计算得出羌塘块体与巴彦克拉块体的块体旋转欧拉极，计算结果表明，羌塘块体相对于巴彦克拉块体具有更高速率的顺时针欧拉极旋转速率，从旋转角速率角度解释出甘孜—玉树—风火山断裂为何呈现出左旋走滑特征。 5)基于DefNode负位错模型，对发震前期甘孜—玉树—风火山断裂区域闭锁比率分布进行了研究和分析。从断层闭锁比率分布得出:玉树区域东南向由于断层闭锁作用，应变能积累较为迅速，逐渐积累至断层闭锁的极限程度，一旦超越极限克服摩擦力对断层的闭锁效果，就会发生破裂并造成地震活动的发生；甘孜—玉树—风火山断层西北向断裂，闭锁程度相对于东南向呈现出相对较小的趋势，这可能和地下断层对区域形变的调节、吸收应变能和地下构造所产生的剪切摩擦力大小有关。
【关键词】：玉树地震 最小二乘配置 D-InSAR 位错模型 DefNode
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P228;P227
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 研究背景与研究意义11-13
• 1.2 国内外研究现状13-18
• 1.2.1 现代空间观测技术监测地壳形变的研究现状13-16
• 1.2.2 基于大地测量形变数据的断层参数反演研究现状16-18
• 1.3 论文主要研究内容与组织结构18-20
• 第二章 空间大地测量技术用于地质构造运动监测的原理与误差分析20-33
• 2.1 传统大地测量技术的时空局限性与现代空间大地测量技术的优势分析20-21
• 2.2 GPS 监测技术基本原理及误差分析21-27
• 2.2.1 GPS 监测技术基本原理21-22
• 2.2.2 GPS 监测技术误差分析22-25
• 2.2.3 GPS 提取地壳运动形变信息原理及流程25-27
• 2.3 D-InSAR 技术基本原理及误差分析27-33
• 2.3.1 D-InSAR 监测技术基本原理27-32
• 2.3.2 D-InSAR 监测技术误差分析32-33
• 第三章 巴颜喀拉、羌塘边块体构造应力场分析33-47
• 3.1 研究区域的构造地质背景33-34
• 3.2 研究区域 GPS 观测资料介绍及处理流程34-38
• 3.3 LSC 球面应变求解方法介绍38-41
• 3.4 算例结果及构造应力场分析41-47
• 第四章 基于 D-InSAR 技术监测甘孜—玉树—风火山断裂及断裂两盘构造形变分析47-56
• 4.1 研究区域 SAR 数据简介及处理流程47-48
• 4.2 D-InSAR 算例结果及分析48-50
• 4.3 位错模型在 D-InSAR 形变特征监测中的分析研究50-56
• 4.3.1 Okada 矩形位错模型介绍50-52
• 4.3.2 地震断层同震反演计算流程52-54
• 4.3.3 算例结果及分析54-56
• 第五章 玉树地震发震断层构造活动性反演56-68
• 5.1 DefNode 负位错模型56-63
• 5.1.1 弹性回弹学说56-58
• 5.1.2 负位错理论模型建立58-60
• 5.1.3 DefNode 负位错反演模型介绍60-63
• 5.2 DefNode 负位错模型在甘孜—玉树—风火山断裂中的分析研究63-68
• 5.2.1 构造形变模型建立63-65
• 5.2.2 断裂构造活动性数值反演模拟结果及分析65-68
• 结论与展望68-70
• 参考文献70-74
• 致谢74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：735137