基于GPS监测的青藏高原东部及邻区地壳运动形变特征研究

论文摘要

青藏高原东部及邻区为典型的大陆地壳变形区。长期的构造活动形成了一系列规模宏大的活动断裂，这些不同性质的断裂又将高原地壳切割成大小不同、形状各异的活动地块。活动地块和断裂构成了该区主要的构造框架。该区具有复杂、多变的地质构造，是研究地壳形变以及青藏高原形成、演化的关键地区。 本文根据GPS多年监测数据，采用GAMIT／GLOBK软件，进行综合分析处理，得出了多个参考框架的运动速度场。通过对不同参考框架及不同剖面的测站速度变化趋势分析，探讨了研究区的地壳运动特征。以欧亚参考框架下速度场为基础，采用刚性假设下最小二乘法对研究区地块、断裂进行了研究，得到了各地块的平移、旋转速度矢量以及主要活动断裂的性质、大小。以此为据，对青藏高原东部及邻区运动学、动力学机制进行探讨。 GPS研究表明：自西向东，研究区测站运动速率总体上逐渐变小。鲜水河断裂北部地区运动速率最大，向两侧逐渐变小。运动方向则自北向南，由西向东，逐渐由北东向转为南东向，呈现出顺时针旋转特征。 地块活动特征研究表明：柴达木地块、甘青地块、华南地块、川滇地块、印支地块的现今运动速率分别为11.95±2.89、11.86±2.32、7.83±2.08、13.18±2.43、6.45±1.95 mm／a；地块运动方向为61.1°、93.8°、113.1°、134.8°、141.6°；地块旋转速率为2.91、6.91、0.38、2.15、1.45(×10-9rad／a)。各块体围绕东喜马拉雅构造结作顺时针旋转。 断裂运动速率及性质的研究表明：龙门山断裂以右行挤压走滑为主，运动速率为1.67±2.07 mm／a，断裂南段活动性比北段要强；鲜水河断裂为左行走滑断裂，活动性较大，运动速率为8～10mm／a；小江断裂为左行走滑断裂，运动速率为6～8mm／a左右；红河断裂为右行走滑断裂，中段断裂速率为3.65±1.95mm／a，南段断裂速率为1.59±1.94mm／a。 青藏高原东部及邻区地壳运动和变形与其动力学机制密不可分。印度板块向北俯冲、推挤是其动力根源。青藏高原物质的挤出、下地壳的黏性流动和外界水平推力作用导致块体的平动、旋转及断裂的活动。地块、断裂表现

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 GPS技术在地壳形变监测中的应用
• 1.2.1 GPS定位技术的发展
• 1.2.2 GPS地壳形变监测应用状况
• 1.3 本文研究的主要内容、目标
• 第2章 地壳形变研究基础
• 2.1 GPS测站建立及监测
• 2.1.1 监测网技术要求
• 2.1.2 监测网布设
• 2.1.3 测站监测
• 2.2 地质块体划分
• 2.2.1 亚板块的划分
• 2.2.3 地块划分
• 2.3 刚性假设下最小二乘法
• 第3章 数据处理及分析
• 3.1 GAMIT/GLOBK简介
• 3.1.1 GAMIT简介
• 3.1.2 GLOBK简介
• 3.2 数据处理步骤
• 3.2.1 GAMIT数据处理步骤
• 3.2.2 GLOBK数据处理步骤
• 3.2.3 全自动批处理
• 3.3 数据处理及结果
• 3.3.1 监测网速度场融合
• 3.3.2 参考框架选取
• 3.3.3 GPS数据处理
• 第4章 测站速度场变化特征
• 4.1 不同参考框架测站速度场特征
• 4.1.1 ITRF2000-NNR参考框架运动速度场特征
• 4.1.2 欧亚参考框架运动速度场特征
• 4.1.3 华南参考框架运动速度场特征
• 4.2 不同剖面测站速度场变化特征
• 第5章 地块运动特征
• 5.1 地块平移特征
• 5.1.1 地块整体平移特征
• 5.1.2 地块内不同区域运动特征
• 5.1.3 小结
• 5.2 地块的旋转
• 5.2.1 刚性地块计算模型
• 5.2.2 地块旋转计算及结果
• 第6章 活动断裂GPS监测
• 6.1 鲜水河断裂GPS监测
• 6.1.1 地质特征
• 6.1.2 数据处理
• 6.1.3 结果分析
• 6.2 龙门山断裂GPS监测
• 6.2.1 地质特征
• 6.2.2 数据处理
• 6.2.3 结果分析
• 6.3 小江断裂GPS监测
• 6.3.1 地质特征
• 6.3.2 数据处理
• 6.3.3 结果分析
• 6.4 红河断裂GPS监测
• 6.4.1 地质特征
• 6.4.2 数据处理
• 6.4.3 结果分析
• 6.5 本章小结
• 第7章 动力学特征
• 7.1 区域动力学特征
• 7.2 深部岩石圈动力学特征
• 7.3 地块及断裂动力学特征
• 7.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的论文
• 攻读博士学位期间参加的项目