基于GPS速度场分析研究青藏块体东北缘的形变特征

论文摘要

青藏块体东北缘是整个青藏高原向大陆内部扩张的前缘部位,也是高原最新和正在形成的重要组成部分,同时该区域也是我国重要的构造变形和强震活动区,该区域在构造活动、地理位置、自然环境及基础资料等方面具有很多优势,因此我们借助于大地测量手段利用这些优势来研究青藏高原东北缘内部地壳形变问题,是一项非常有意义的研究工作。特别是随着高精度GPS观测技术的迅速发展,使其广泛应用于地壳运动的研究中,近些年来许多单位在此区域开展了GPS的观测研究,其中“中国地壳运动观测网络”分布在研究区约143个已有的GPS站点二期观测资料(1999,2001),为反演获取本区域的应力应变场和构造活动性研究提供了很好的数据支持。为此,本文基于上述GPS观测资料,结合该区域地质构造特征及主要断裂带的活动性,对该地区进行了块体划分,在此基础上分别应用了椭球面、球面、整体旋转与线性应变活动块体模型,估计了各个块体的旋转与应变参数,以此分析了该地区应变场的基本特征。同时本文还以GPS位移资料为约束,运用有限元方法研究了该区域的水平运动变形特征,并且在模拟青藏高原东北缘地壳形变成因的动力学机制方面做了一些初步的探讨。通过分析比较两类求解方法,可知它们在块体变形研究方面分别具有一定的优势,两类求解方法所获得的研究区域形变特征值高值区的空间分布具有良好的一致性。另外本文也初步探讨了地壳应力应变场特征与地震活动性的关系。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 青藏块体东北缘地壳运动研究的目的和意义
• 1.3 GPS 用于地壳形变研究的国内外现状
• 1.3.1 引言
• 1.3.2 国外研究现状
• 1.3.3 国内研究现状
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第二章 青藏块体东北缘地质构造背景
• 2.1 研究区域的选取
• 2.2 青藏块体东北缘地质构造
• 2.3 地壳运动状况与孕震特征的关系
• 2.4 青藏块体东北缘近期地震活动性
• 第三章 青藏块体东北缘地壳水平运动分析
• 3.1 研究区域GPS 观测资料的介绍
• 3.2 GPS 水平速度场特征分析
• 3.3 青藏块体东北缘块体的划分及相互作用
• 3.4 地壳运动变形数值模拟方法的研究分析
• 3.5 青藏块体东北缘地壳运动动力学分析
• 第四章 基于活动块体理论研究青藏块体东北缘形变特征
• 4.1 引言
• 4.2 椭球面块体模型在青藏块体东北缘形变特征中的分析研究
• 4.2.1 椭球面块体模型的介绍
• 4.2.2 算例结果及分析
• 4.3 球面块体模型在青藏块体东北缘形变特征中的分析研究
• 4.3.1 球面块体模型介绍
• 4.3.2 算例结果及分析
• 4.4 整体旋转线性应变模型在青藏块体东北缘形变特征中的分析研究
• 4.4.1 整体旋转线性应变模型介绍
• 4.4.2 算例结果及分析
• 4.4.3 青藏块体东北缘速度场的数值模拟
• 4.4.4 以较稳定块体内的点为基准研究区域的形变特征
• 4.5 几种块体模型求解结果的综合分析
• 第五章 青藏块体东北缘地壳形变场有限元数值模拟分析
• 5.1 有限元法基本原理
• 5.1.1 有限元法的基本思想
• 5.1.2 弹性力学有限元法的基本思想
• 5.2 应用有限元法模拟研究区域形变特征思想的提出
• 5.3 青藏块体东北缘有限元分析基本流程
• 5.3.1 有限元分析基本过程
• 5.3.2 研究区域实体模型的建立
• 5.3.3 有限元网格划分、边界条件、位移荷载的加载
• 5.4 青藏高原东北部现今速度场的数值模拟
• 5.5 青藏块体东北缘应力应变场数值模拟分析
• 5.6 活动块体模型与有限元数值模拟结果的对比分析
• 结论及讨论
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢