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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

作　者: 唐文清
导　师: 蔡英
学　校: 西南交通大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 青藏高原东部及邻区 GPS 最小二乘法拟合地块运动断裂活动动力学
分类号: P227
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

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

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-13
第1章绪论  13-22
  1.1 研究目的和意义  13-16
  1.2 GPS技术在地壳形变监测中的应用  16-20
    1.2.1 GPS定位技术的发展  16-18
    1.2.2 GPS地壳形变监测应用状况  18-20
  1.3 本文研究的主要内容、目标  20-22
第2章地壳形变研究基础  22-34
  2.1 GPS测站建立及监测  22-28
    2.1.1 监测网技术要求  22-23
    2.1.2 监测网布设  23-25
    2.1.3 测站监测  25-28
  2.2 地质块体划分  28-32
    2.2.1 亚板块的划分  29-30
    2.2.3 地块划分  30-32
  2.3 刚性假设下最小二乘法  32-34
第3章数据处理及分析  34-55
  3.1 GAMIT/GLOBK简介  34-36
    3.1.1 GAMIT简介  34-36
    3.1.2 GLOBK简介  36
  3.2 数据处理步骤  36-42
    3.2.1 GAMIT数据处理步骤  37-39
    3.2.2 GLOBK数据处理步骤  39-41
    3.2.3 全自动批处理  41-42
  3.3 数据处理及结果  42-55
    3.3.1 监测网速度场融合  42-43
    3.3.2 参考框架选取  43-44
    3.3.3 GPS数据处理  44-55
第4章测站速度场变化特征  55-69
  4.1 不同参考框架测站速度场特征  55-60
    4.1.1 ITRF2000-NNR参考框架运动速度场特征  55
    4.1.2 欧亚参考框架运动速度场特征  55-57
    4.1.3 华南参考框架运动速度场特征  57-60
  4.2 不同剖面测站速度场变化特征  60-69
第5章地块运动特征  69-79
  5.1 地块平移特征  69-76
    5.1.1 地块整体平移特征  69-72
    5.1.2 地块内不同区域运动特征  72-75
    5.1.3 小结  75-76
  5.2 地块的旋转  76-79
    5.2.1 刚性地块计算模型  76-78
    5.2.2 地块旋转计算及结果  78-79
第6章活动断裂GPS监测  79-98
  6.1 鲜水河断裂GPS监测  80-84
    6.1.1 地质特征  80-82
    6.1.2 数据处理  82-83
    6.1.3 结果分析  83-84
  6.2 龙门山断裂GPS监测  84-89
    6.2.1 地质特征  84-87
    6.2.2 数据处理  87-88
    6.2.3 结果分析  88-89
  6.3 小江断裂GPS监测  89-92
    6.3.1 地质特征  89-91
    6.3.2 数据处理  91-92
    6.3.3 结果分析  92
  6.4 红河断裂GPS监测  92-96
    6.4.1 地质特征  92-95
    6.4.2 数据处理  95-96
    6.4.3 结果分析  96
  6.5 本章小结  96-98
第7章动力学特征  98-104
  7.1 区域动力学特征  98-100
  7.2 深部岩石圈动力学特征  100-101
  7.3 地块及断裂动力学特征  101-103
  7.4 本章小结  103-104
结论  104-108
致谢  108-109
参考文献  109-122
攻读博士学位期间发表的论文  122
攻读博士学位期间参加的项目  122

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