新生代以來,作為內(nèi)陸最年輕的復(fù)活造山帶—天山,地質(zhì)構(gòu)造情況復(fù)雜,強震多發(fā)、小震頻發(fā),成為國內(nèi)外地學(xué)領(lǐng)域研究熱點地區(qū)之一。近些年來,以GPS、In SAR技術(shù)為代表的空間大地測量技術(shù)飛速發(fā)展,為研究地殼板塊精細的運動特征提供了絕佳的技術(shù)手段,成功而廣泛地應(yīng)用到地殼形變監(jiān)測研究領(lǐng)域并取得了豐碩的研究成果。位于西南天山山前的柯坪塊體在天山新生代構(gòu)造演化過程中具有典型意義。盡管國內(nèi)外眾多學(xué)者對天山地區(qū)GPS運動速率取得了廣泛的認識,運動速率高達10~20 mm/a。但是柯坪塊體內(nèi)部被南北走向的皮羌斷裂割裂為地殼縮短速率、地震活動性都有強弱之分的兩個不同區(qū)域,這些問題依然沒有厘清。受限于研究區(qū)內(nèi)部交通自然條件,GPS點位分布稀疏、間距大,該區(qū)域內(nèi)以GPS為代表的大地測量研究成果屈指可數(shù)。本文以柯坪塊體為主要研究對象,利用新疆維吾爾自治區(qū)地震局在柯坪塊體內(nèi)部加密布設(shè)的2014~2018年3期GPS數(shù)據(jù)以及塊體周邊站點數(shù)據(jù),應(yīng)用GAMIT/GLOBK軟件進行解算得到相對于歐亞大陸ITRF14框架下的速度場結(jié)果,在一定程度上填補和豐富了基于GPS觀測數(shù)據(jù)的柯坪塊體現(xiàn)今地殼運動研究成果。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)GPS速率剖面方法得到塊體內(nèi)皮羌斷裂現(xiàn)今以來走滑速率及多排逆沖推覆體的地殼縮短速率。基于負位錯反演原理和Defnode/Tdefnode軟件計算了研究區(qū)柯坪塔格斷裂、皮羌斷裂和邁丹斷裂的閉鎖系數(shù)和滑動虧損速率分布特征,對于該區(qū)域未來強震危險性科學(xué)研究具有一定的參考意義。取得的主要成果和結(jié)論如下:1.獲取了研究區(qū)內(nèi)相對于歐亞框架下更加豐富、精準的GPS水平速度場特征。研究區(qū)內(nèi)部各站點GPS速率在15±2 mm/a,運動方向為整體上表現(xiàn)為NNE方向,密集的GPS觀測數(shù)據(jù)彌補了前人在該地區(qū)的GPS大地測量研究空間上的不足。2.從主壓應(yīng)變來看,主壓應(yīng)變與張應(yīng)變最大的地方均集中在柯坪塊體內(nèi)部。剪應(yīng)變率最大的地方在皮羌斷裂西側(cè),量值在(20~30)310-9左右,根據(jù)已有研究結(jié)果來看剪應(yīng)變率最大的地方通常預(yù)示著中強地震發(fā)生的可能。3.GPS速率剖面顯示皮羌斷裂左旋走滑速率不一,表現(xiàn)為由南往北從1 mm/a逐漸增大至5 mm/a的分段特征,和楊少敏等得到的皮羌斷裂整段4 mm/a的結(jié)果大體一致。而塊體內(nèi)部多排推覆體剖面顯示,塊體內(nèi)部各排推覆體內(nèi)部地殼縮短速率介于0~5 mm/a。4.塊體南緣柯坪塔格斷裂閉鎖程度變化平穩(wěn),20 km以內(nèi)處于完全閉鎖狀態(tài),20~40 km之間處于部分閉鎖狀態(tài),40 km以下處于完全蠕滑狀態(tài)。5.皮羌斷層閉鎖深度在10 km以內(nèi),10~30 km之間處于部分閉鎖狀態(tài),30 km以下處于完全蠕滑狀態(tài)。滑動虧損速率則介于0~2 mm/a之間,0~15 km虧損速率在1 mm/a以上,15~30 km滑動虧損速率小于1 mm/a,30 km以下滑動虧損速率基本為0。6.邁丹斷裂閉鎖情況復(fù)雜,存在明顯的分段現(xiàn)象,斷層從西南端到東北端斷層閉鎖深度逐漸遞減,從35 km逐漸遞減到10 km以內(nèi)�；瑒犹潛p速率介于0~3 mm/a之間,西南端滑動虧損速率介于2~3 mm/a之間,深度也逐漸由35 km過度到20 km左右,邁丹斷裂西南端滑動虧損速率深度明顯深,很可能受到大型右旋走滑斷裂—塔拉斯-費爾干納斷裂—深部構(gòu)造的影響。
【學(xué)位單位】：中國地震局地震研究所
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：P315.2
【部分圖文】：

論文研究路線

李瑞：基于GPS數(shù)據(jù)的柯坪塊體現(xiàn)今地殼形變特征研究-8-走滑斷裂—皮羌斷裂，將柯坪塊體分割為東西兩部分。皮羌斷裂北起皮羌北，南至柯坪塔格推覆體前緣，總體走向NNW，地表出露長度約70km。在衛(wèi)星影像上其線性特征清晰，地貌標志明顯。已有研究表明皮羌斷裂經(jīng)歷了前新生代、早第三紀—中新世及、上新世-第四紀構(gòu)造衍化過程，起始于24Ma左右，為柯坪隆起形成階段。王鵬昊等通過ESR電子自選共振年齡檢定發(fā)現(xiàn)皮羌斷裂晚期可記錄的年齡為（6.2～6.6）3104a，而中段可記錄的年齡為（358.3±35）3104a，且斷層帶內(nèi)發(fā)育有30～50m的斷層碎裂帶，帶內(nèi)碎裂石、糜棱石、斷層泥、大理巖化十分發(fā)育[51]。楊庚等認為皮羌斷裂是色力布亞斷裂在柯坪隆起的延伸，深部具有逆沖性質(zhì)而淺層則以走滑性質(zhì)為主[52]。楊勇等也認為皮羌斷裂新生代以來主要經(jīng)歷了中世紀末的沖斷和上新世以來的左旋走滑[53]。喬學(xué)軍等利用GPS和InSAR數(shù)據(jù)的研究結(jié)果認為皮羌斷裂兩側(cè)沒有明顯的垂直形變運動，表明皮羌斷裂是一條“類走滑斷層”，以走滑運動為主[54]。圖2.1柯坪塊體地質(zhì)構(gòu)造圖（李安，2013）2.2區(qū)域地震活動柯坪塔格逆沖推覆系1900年以來共發(fā)生6級以上地震15次，塊體西段2003年巴楚—伽師6.8級地震后于2020年1月19日伽師地區(qū)（39.83°N，77.21°E）發(fā)生Ms6.4地震，打破了自1950年以來該地區(qū)6級地震平靜15年的最長時長；塊體東段2005年烏什6.3級地震后未發(fā)生6級以上地震，目前已經(jīng)平靜近15年（據(jù)新疆地震目錄）。塊體推覆構(gòu)造上最新一次古地震事件發(fā)生在距今1700年左右[46]，目前該地區(qū)已經(jīng)積累了較高的能量水平，具備發(fā)生強震的顯著背景，因此深入研究柯坪塔格逆沖推覆系現(xiàn)今變形與構(gòu)造活動更具實際應(yīng)用價值。

高發(fā)時塊體內(nèi)部卻表現(xiàn)的比較平靜，很可能是區(qū)域內(nèi)地震活動性受控于局部構(gòu)造應(yīng)力場[55]。唐蘭蘭等在研究柯坪斷裂帶重復(fù)地震時發(fā)現(xiàn)重復(fù)地震大多沿著主要推覆體分布，皮羌斷裂西側(cè)有著明顯的環(huán)狀叢集分布特征，重復(fù)性地震高于東部。僅僅占據(jù)該區(qū)域1/3面積的柯坪塊體西側(cè)小震活動占比就高達44％，地震活動性也明顯高于東部地區(qū)。此外前緣柯坪塔格斷裂上重復(fù)性地震分布較少可能是歷經(jīng)多次強震后應(yīng)力得以釋放，斷層自我愈合[56]。我們根據(jù)新疆維吾爾自治區(qū)地震局提供的地震目錄繪制了1930年以來Ms≥3.0以上震中時空分布圖像如圖2.2所示，也存在皮羌斷裂帶以西地震空間密集程度明顯高于東部地區(qū)的現(xiàn)象。閔偉等根據(jù)探槽開挖發(fā)現(xiàn)全新世以來的4次古地震事件，塊體內(nèi)各個推覆體均存在地震破裂的古地震遺跡且具有準周期行特征[57]。天山地區(qū)7級強震有成組活動的特點，平均每20年發(fā)生一次7級地震[58]，自最近一次中亞天山地區(qū)的1992年吉爾吉斯蘇薩梅爾7.5級地震后，目前已經(jīng)維持了26年的7級強震平靜，在近期地殼活動活躍期的大背景下，未來進入高潮釋放期的可能性極大，地震趨勢異常嚴峻。M7專項工作組基于地震地質(zhì)、地震活動性等資料給出了天山及鄰區(qū)歷史地震破裂區(qū)未來10年或者稍長時間的地震危險區(qū)域存在7級大震的背景[59]。而逆沖擠壓型構(gòu)造使得構(gòu)造應(yīng)力強烈且集中容易積累，容易積累引發(fā)中強地震的能量，是孕育強震、巨震的溫床，所以對天山山前的沖段褶皺的研究更有現(xiàn)實意義[9,60]。圖2.2柯坪塊體1970年以來3級以上地震震中空間分布圖
【參考文獻】

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本文編號：2861855