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汶川大地震区构造特征与均衡效应研究

作　者: 马国庆
导　师: 孟令顺
学　校: 吉林大学
专　业: 固体地球物理学
关键词: 汶川震区 walsh滤波器三方向扩边 Hartley变换一阶导数余弦滤波因子断裂形态均衡效应
分类号: P631.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 91次
引　用: 1次
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内容摘要

汶川大地震发生以后,有关青藏高原东缘龙门山地区的构造变形表现、深部结构特征、深部地球动力学过程等问题再次引起地学界的广泛关注。龙门山断裂带位于青藏高原与杨子地块挤压拼接的交汇部位,是新生带以来强烈的褶皱隆起区。研究区地势复杂,为数据的采集和处理工作带来了很大困难,先进仪器的使用保证了数据的采集质量,因此高精度的数据处理方法的开发是必要的。针对滤波、扩边等提高数据质量的方法进行改进,应用walsh滤波器对数据进行滤波和场分离操作,并提出三方向扩边方法实现数据的扩边处理,最大限度地保留边界信息。推导出基于Hartley变换的重(磁)异常频谱及一阶导数计算公式,Hartley变换比Fourier变换更加对称,且为实数域内计算,因此该方法计算速度更快,精度更高,并采用理论模型进行试验,试验结果表明该方法导数计算精度明显高于Fourier变换,与理论值相差很小。欧拉反褶积法和归一化总梯度法是现今重力异常反演中较常用的方法,因此本文应用这两种方法对该区震前与震后的断裂形态进行划分,并将Hartley变换的导数计算方法引入到这两种处理方法中来,提高其反演的精度,传统重力归一化总梯度法的圆滑滤波因子—正弦滤波因子下延稳定性差,针对该问题提出了余弦滤波因子来增强下延的稳定性,并在实际应用中使滤波因子具有随深度变化的性质,取得了很好的效果。从震前与震后断裂形态对比中可以看出,由于地震中应力的释放,从而震后断裂的逆冲、推覆作用减小,并寻找出本次地震所造成的破碎带的位置,本次测量中在都江堰—江油断裂东侧发现一新断裂。最后,分析了该地区震后均衡异常特征,并利用Parker—Oldenburg进行了莫霍面深度的计算。

全文目录

内容提要  5-8
第1章绪论  8-20
  1.1 选题依据  8
  1.2 研究区地球物理工作及构造特征  8-17
    1.2.1 研究区地球物理勘探工作  8-9
    1.2.2 区域构造特征与均衡效应  9-12
    1.2.3 重、磁异常预处理  12-14
    1.2.4 位场反演方法  14-17
  1.3 研究内容、方法及技术路线  17-18
    1.3.1 研究内容  17
    1.3.2 研究方法  17-18
    1.3.3 技术路线  18
  1.4 主要创新点  18-20
第2章方法基本原理及模型试验  20-52
  2.1 利用沃尔什（Walsh）变换实现滤波和场分离操作  20-26
    2.1.1 沃尔什变换的定义  20-23
    2.1.2 理论模型试验  23-26
  2.2 三方向扩边方法  26-28
    2.2.1 三方向扩边方法的基本原理  26-27
    2.2.2 三方向扩边方法计算步骤  27-28
    2.2.3 模型数据验算  28
  2.3 基于Hartley变换的重(磁)异常频谱及一阶导数计算  28-39
    2.3.1 剖面重(磁)异常频谱及一阶导数计算公式推导  29-32
    2.3.2 平面重(磁)异常Hartley谱及一阶导数计算公式  32-34
    2.3.3 模型试算与精度评价  34-39
  2.4 基于Hartley变换的欧拉反褶积法  39-44
    2.4.1 欧拉反褶积法的基本原理  39-42
    2.4.2 基于Hartley变换求导的欧拉反褶积法模型试验  42-44
  2.5 改进的重力归一化总梯度法  44-52
    2.5.1 传统重力归一化总梯度的计算方法  44-45
    2.5.2 改进的重力归一化总梯度计算公式  45-47
    2.5.3 理论模型试算  47-52
第3章汶川震区地震前、后构造特征  52-72
  3.1 汶川震区震前重力场与构造特征研究  52-59
    3.1.1 区域重力场特征  52-55
    3.1.2 汶川震区平面构造特征研究  55-59
  3.2 汶川震区震后地球物理场与构造特征研究  59-68
    3.2.1 剖面实测重力异常特征与断裂划分  60-64
    3.2.2 测线磁异常特征研究  64-68
  3.3 震区地震前、后断裂形态变化  68-72
第4章研究区地震后均衡异常特征及莫霍面分布  72-80
  4.1 测线地震前、后均衡异常特征  72-74
  4.2 测区莫霍面分布特征  74-77
  4.3 地震成因及今后地震发生几率问题的分析  77-80
第5章结论与建议  80-82
  5.1 结论  80-81
  5.2 建议及努力方向  81-82
参考文献  82-90
附录1 重、磁异常的解析延拓  90-92
附录2 克里金（Kriging）插值算法  92-94
附录3 计算单一密度界面的Parker-Oldenburg法  94-96
攻读硕士期间所发表的论文  96-98
致谢  98-100
摘要  100-102
Abstract  102-105

汶川大地震区构造特征与均衡效应研究

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