基于GPS的长江三角洲（江苏域）现今地壳形变特征分析

论文摘要

长江三角洲（江苏域）地理位置特殊,位于我国东部的两大构造单元-华北准地台和扬子准地台的衔接部位。区内发育了多条断裂,地质构造复杂,地壳形变明显,特别是近海处地壳整体位移明显,因此及时获取地壳形变信息可以为研究该区域地壳构造形变特征提供重要的基础信息。而大地测量技术特别是以GPS为代表的空间大地测量技术的迅速发展,为研究该地区地壳形变特征提供了必要且便利的技术支持。本文利用研究区2007年～2009年三期高精度GPS监测数据对长三角（江苏域）地壳水平形变特征进行了深入研究。基于不同的参考基准（全球框架、欧亚板块和区域相对稳定点组）,分别计算获得了相对于这些基准的地壳水平速度场,通过对比分析后得出：ITRF2005框架下长三角（江苏域）地壳整体朝东南方向运动,西部和南部运动速率较小,北部和东部运动速率较大,整个区域表现出一种顺时针旋转运动趋势；相对于欧亚板块的长三角（江苏域）西部速率较大,靠近东部沿海速率较小。在获得研究域地壳水平速度场的基础上,本文进一步采用了三角形法、整体旋转线性应变法、多面函数法及有限元法计算获取了长三角（江苏域）的地壳水平应变特征参数。通过对比分析上述几种方法得到的最大主应变、面膨胀、最大剪切应变等特征参数,首次基于空间大地测量反演成果,揭示出了长三角（江苏域）地壳应变场分布特征：（1）研究区东部近海域主应变以压缩为主,方向为北东东-南西西；研究区西部主应变以拉张为主,方向为北北西-南南东；研究区中部拉张应变和压缩应变均较小。这与该区的构造变形背景有很好的一致性。研究域东部受到太平洋板块近南西向的挤压和俯冲作用明显,地壳处于明显的压缩状态；在研究域西部受到印度-欧亚板块、菲律宾-欧亚板块碰撞的联合动力学效应,主要表现为拉张状态。（2）研究域最大主应变、面膨胀、剪切应变高值区都集中分布在东部沿海区域及断裂带处周围,根据该区历史地震资料记载,发现这些中强地震往往发生在两个高值区交界的地区,而并非高值区的中心部位,由此揭示出了长三角（江苏域）地震活动规律的特殊性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.2.1 国外的研究现状
• 1.2.2 国内的研究现状
• 1.3 长三角（江苏域）地壳运动研究的意义和目的
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第二章 长三角（江苏域）构造背景与地震活动性
• 2.1 研究区域概况
• 2.2 长三角（江苏域）地质构造背景
• 2.3 长三角（江苏域）构造活动特征
• 2.3.1 长三角（江苏域）地震活动性
• 2.3.2 长三角（江苏域）构造活动特征
• 2.4 本章小结
• 第三章 长三角（江苏域）地壳水平速度场的获取及特征分析
• 3.1 GPS观测资料介绍
• 3.2 GPS数据处理
• 3.3 基于不同参考基准的GPS水平速度场分析研究
• 3.3.1 引言
• 3.3.2 相对于欧亚板块的水平速度场模型
• 3.3.3 相对于区域稳定点组的水平速度场模型
• 3.4 长三角（江苏域）地壳水平速度场的获取及特征分析
• 3.4.1 扣除欧亚板块运动模型（ITRF2005VEL）的速度场获取及分析
• 3.4.2 扣除欧亚板块地质模型（NNR-NUVER1A）的速度场获取及分析
• 3.4.3 相对于稳定点组的局部区域速度场的获取及分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 长三角（江苏域）地壳应变特征参数获取及分析
• 4.1 利用三角形法获取长三角（江苏域）应变特征参数及分析
• 4.1.1 三角形法原理介绍
• 4.1.2 应变特征参数及特征分析
• 4.2 利用整体旋转线性应变法获取长三角（江苏域）应变特征参数及分析
• 4.2.1 整体旋转线性应变模型介绍
• 4.2.2 应变参数及特征分析
• 4.3 利用多面函数法获取长三角（江苏域）应变特征参数及分析
• 4.3.1 多面函数法原理介绍
• 4.3.2 应变特征参数及特征分析
• 4.4 几种模型求解结果的对比分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 长三角（江苏域）地壳形变特征参数有限元数值模拟
• 5.1 有限元法介绍
• 5.1.1 有限元法的基本原理
• 5.1.2 弹性力学有限元法的基本思想
• 5.2 长三角（江苏域）有限元分析基本流程
• 5.2.1 有限元分析基本流程
• 5.2.2 有限元数值模拟实施步骤
• 5.3 长三角（江苏域）地壳形变特征参数数值模拟
• 5.3.1 长三角（江苏域）速度场模拟结果及分析
• 5.3.2 长三角（江苏域）地壳应力应变特征参数模拟结果及分析
• 5.4 数学模型与有限元数值模拟结果的对比分析
• 5.5 长三角（江苏域）地壳构造变形机理分析
• 5.6 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢