龍門山地區(qū)重力場變化的向-位錯模型模擬研究.pdf

1、龍門山斷裂區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景特殊，地震發(fā)生頻度高，一直備受國內(nèi)外學者關(guān)注。研究龍門山斷裂區(qū)域的地殼運動特征和斷層活動機制，不僅能為我們解釋青藏高原的隆升提供科學依據(jù)，而且有助于了解地震形成過程中的位場變化特征。向錯理論顧及了斷層轉(zhuǎn)動因素，是作為對描述斷層面之間相互平動的位錯理論的補充而提出，目前在位移場的研究中已發(fā)展到三維。本文將向錯理論推廣到重力場的研究中，并結(jié)合位錯理論，建立三維向-位錯組合模型，利用該模型研究了龍門山區(qū)域位移場及重力

2、場變化特征。得到的主要研究成果如下：
　　1.利用經(jīng)典點源位錯理論的解析式，推導(dǎo)得出了斷層三維向-位錯引起空間重力變化的數(shù)值方法，模擬計算并分析了簡單斷層三維轉(zhuǎn)動引起的空間重力變化特征。計算結(jié)果表明：斷層單分量轉(zhuǎn)動ω1產(chǎn)生的空間重力變化分布區(qū)域具有明顯的不對稱性，單分量轉(zhuǎn)動ω2、ω3時均呈現(xiàn)沿斷層傾向方向為軸的對稱分布特征。當斷層同時以ω1ω2轉(zhuǎn)動時，ω1的轉(zhuǎn)動效應(yīng)將打破整個重力變化分布區(qū)域的的空間對稱性。當斷層同時以ω2ω3轉(zhuǎn)動

3、時，ω2的轉(zhuǎn)動效應(yīng)對轉(zhuǎn)動結(jié)果起主導(dǎo)作用。斷層埋深越大，引起的空間重力變化量值上越小。斷層轉(zhuǎn)動量越大，引起空間重力變化的量值越大，且圖像的不對稱性分布越顯著。
　　2.利用向-位錯組合模型和位錯模型分別對龍門山斷裂運動引起的地表位移場變化進行了正演模擬，以GPS實測結(jié)果作為限制，計算并對比了兩種模型所得結(jié)果相應(yīng)的位移場殘差、殘差均值和方差。結(jié)果表明：龍門山斷裂區(qū)域地殼運動以滑動為主，轉(zhuǎn)動為輔。雖然轉(zhuǎn)動角在量值上較小，但其對地表位移場

4、的影響效應(yīng)不可忽略。兩種模型計算的位移場結(jié)果具有相同的量級，與位錯模型相比，向-位錯組合模型模擬計算的位移場結(jié)果具有更小的離散程度和偏離程度，模擬值在大小和方向上都與GPS實測結(jié)果具有更好的一致性，更加完善地解釋了區(qū)域地殼運動特征。
　　3.利用向-位錯組合模型計算了龍門山區(qū)域震間地殼運動引起的空間重力變化，并與位錯模型的計算結(jié)果比較。結(jié)果表明：兩種模型計算所得的區(qū)域重力變化在量級上一致，計算結(jié)果的差異性主要集中在斷裂附近區(qū)域。較