本文關(guān)鍵詞：南北地震帶北段GPS地殼形變動態(tài)特征研究

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【摘要】：地殼內(nèi)部應(yīng)力作用導(dǎo)致巖石發(fā)生不引人注目的形變，這種變化可被高精度觀測技術(shù)捕獲到。全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）已成功應(yīng)用于中國大陸典型構(gòu)造帶的監(jiān)測之中，據(jù)此可以獲得活動地塊的相對運動速率，進(jìn)而得到大范圍的地殼形變運動圖像，為地殼運動研究提供直接、定量的數(shù)據(jù)，對地震活動背景的判斷和大地震、中強地震的預(yù)測、預(yù)報均具有重要意義。本文基于南北地震帶北段1999~2013年期間的GPS觀測資料，對研究區(qū)的變形特征進(jìn)行了重點研究：①通過REHSM模型計算得到各塊體的均勻應(yīng)變率參數(shù)，對研究區(qū)進(jìn)行了多期次的應(yīng)變率場特征分析；②通過跨斷層剖面分析，研究了各主要活動斷裂帶的應(yīng)變積累狀態(tài)；③進(jìn)行了GPS連續(xù)站間基線伸縮變化率分析及跨主要斷裂帶基線的動態(tài)變化分析；④結(jié)合多期次的流動觀測資料分析結(jié)果與連續(xù)觀測資料分析結(jié)果，研究了該區(qū)地殼運動特征及其動態(tài)變化，并結(jié)合研究區(qū)近年來的幾次中、強地震，對研究區(qū)現(xiàn)階段地震活動性進(jìn)行了綜合分析。研究主要得到了以下初步結(jié)論： （1）基于1999~2013年期間的GPS流動觀測資料，分析了研究區(qū)多期次GPS速度場動態(tài)特征，結(jié)果表明汶川Ms8.0地震后甘川交界東段至西秦嶺北緣斷裂東段速度值變大，反映了汶川大地震引起龍門山斷裂帶大范圍斷層解鎖導(dǎo)致自NW向SE推擠的大范圍調(diào)整運動，同時龍門山斷裂帶NW側(cè)區(qū)域出現(xiàn)關(guān)聯(lián)的SE向運動增強。祁連塊體和柴達(dá)木塊體NE向的推擠作用明顯減小；近期祁連塊體北邊界、西秦嶺北緣斷裂帶和海原斷裂帶兩側(cè)塊體的運動速度存在差異，可能存在著強震危險。 （2）通過REHSM模型計算得到的研究區(qū)內(nèi)各塊體的均勻應(yīng)變率參數(shù)表明，研究區(qū)內(nèi)的各塊體對汶川地震的響應(yīng)存在明顯差異，阿拉善塊體和華南塊體經(jīng)過震后幾年的調(diào)整逐漸恢復(fù)到了原有的運動狀態(tài)；巴顏喀拉塊體和鄂爾多斯塊體的主壓應(yīng)變率和最大剪應(yīng)變率逐年減小，應(yīng)變積累速率明顯減慢。柴達(dá)木地塊和祁連塊體的運動與變形狀態(tài)發(fā)生明顯調(diào)整。而隴中盆地構(gòu)造區(qū)對其響應(yīng)不明顯，預(yù)示著該區(qū)存在強震孕育危險。 （3）研究區(qū)內(nèi)主要斷裂帶多期次GPS剖面結(jié)果表明：汶川地震的發(fā)生對各斷裂帶運動特征的影響存在顯著差異。地震前后，莊浪河斷裂帶的地表運動特征反向，近期該斷裂東側(cè)擠壓變形和右旋剪切變形速率較小，可能存在較高的應(yīng)變積累背景。海原斷裂帶北側(cè)由擠壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱死瓘�，南�?cè)的左旋走滑和擠壓變形增強。六盤山斷裂帶總體呈現(xiàn)擠壓變形，近期其右旋剪切變形量非常小，擠壓速率也減小，存在較高的應(yīng)變積累和強震孕育背景。西秦嶺北緣斷裂帶在汶川地震前存在較高的應(yīng)變積累背景，汶川地震的發(fā)生促進(jìn)了其與附近斷裂帶的應(yīng)變積累，近期該斷裂帶北側(cè)處于強閉鎖狀態(tài)。東昆侖斷裂帶總體呈現(xiàn)左旋走滑和拉張變形，該斷裂帶南側(cè)在汶川地震前處于閉鎖狀態(tài)，近期該斷裂帶南側(cè)0~100km處的拉張變形速率非常小，表明此處可能存在一定的應(yīng)變積累背景。 （4）GPS基線伸縮變化率的統(tǒng)計結(jié)果表明，區(qū)內(nèi)GPS基線具有NE向縮短、NW向伸長、EW向縮短、SN向伸長的長趨勢運動特征，且西部地區(qū)GPS基線縮短或伸長的速率明顯大于東部地區(qū)，表明近年來青藏塊體相對華南塊體的整體運動可能有較明顯增強。這種大尺度的北東向地殼縮短的地殼運動增強有利于汶川地震的大破裂，特別是右旋剪切破裂的發(fā)生。 （5）跨斷裂帶的基線結(jié)果表明，現(xiàn)今祁連塊體北邊界兩側(cè)地塊可能存在一定程度的應(yīng)變積累背景；跨莊浪河斷裂帶的基線伸長率較大，該區(qū)域應(yīng)變積累程度較高；海原斷裂帶的左旋滑動速率有所減慢，可能存在一定程度的應(yīng)變積累背景；目前六盤山斷裂帶附近區(qū)域的應(yīng)變積累速率減慢；西秦嶺北緣斷裂帶兩側(cè)的塊體在2013年岷縣漳縣Ms6.6地震前處于閉鎖狀態(tài)；東昆侖斷裂帶的左旋滑動速率有所減慢，也可能存在一定程度的應(yīng)變積累背景。 （6）GPS地殼形變特征與強震活動的關(guān)系分析結(jié)果表明：中、強地震的發(fā)生會引起震中附近某些區(qū)域的短期松弛與大區(qū)域形變調(diào)整，使其積累的應(yīng)變能整體卸載；并可能會使一個塊體對另一個塊體的擠壓增強，使得被推擠的塊體內(nèi)部應(yīng)變積累增強，成為孕育強震的條件。大震的震后調(diào)整對處于附近塊體邊界帶的大的斷裂帶兩側(cè)的運動速率產(chǎn)生影響，使其兩側(cè)的運動產(chǎn)生差異，進(jìn)而可能會引起該斷裂帶附近區(qū)域強震的發(fā)生。
【學(xué)位授予單位】：中國地震局蘭州地震研究所
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：P228.4;P315.73

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本文編號：1169609