龍門(mén)山地區(qū)重力場(chǎng)變化的向-位錯(cuò)模型模擬研究.pdf

1、龍門(mén)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(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注。研究龍門(mén)山斷裂區(qū)域的地殼運(yùn)動(dòng)特征和斷層活動(dòng)機(jī)制，不僅能為我們解釋青藏高原的隆升提供科學(xué)依據(jù)，而且有助于了解地震形成過(guò)程中的位場(chǎng)變化特征。向錯(cuò)理論顧及了斷層轉(zhuǎn)動(dòng)因素，是作為對(duì)描述斷層面之間相互平動(dòng)的位錯(cuò)理論的補(bǔ)充而提出，目前在位移場(chǎng)的研究中已發(fā)展到三維。本文將向錯(cuò)理論推廣到重力場(chǎng)的研究中，并結(jié)合位錯(cuò)理論，建立三維向-位錯(cuò)組合模型，利用該模型研究了龍門(mén)山區(qū)域位移場(chǎng)及重力

2、場(chǎng)變化特征。得到的主要研究成果如下：
　　1.利用經(jīng)典點(diǎn)源位錯(cuò)理論的解析式，推導(dǎo)得出了斷層三維向-位錯(cuò)引起空間重力變化的數(shù)值方法，模擬計(jì)算并分析了簡(jiǎn)單斷層三維轉(zhuǎn)動(dòng)引起的空間重力變化特征。計(jì)算結(jié)果表明：斷層單分量轉(zhuǎn)動(dòng)ω1產(chǎn)生的空間重力變化分布區(qū)域具有明顯的不對(duì)稱性，單分量轉(zhuǎn)動(dòng)ω2、ω3時(shí)均呈現(xiàn)沿?cái)鄬觾A向方向?yàn)檩S的對(duì)稱分布特征。當(dāng)斷層同時(shí)以ω1ω2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，ω1的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)將打破整個(gè)重力變化分布區(qū)域的的空間對(duì)稱性。當(dāng)斷層同時(shí)以ω2ω3轉(zhuǎn)動(dòng)

3、時(shí)，ω2的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)量越大，引起空間重力變化的量值越大，且圖像的不對(duì)稱性分布越顯著。
　　2.利用向-位錯(cuò)組合模型和位錯(cuò)模型分別對(duì)龍門(mén)山斷裂運(yùn)動(dòng)引起的地表位移場(chǎng)變化進(jìn)行了正演模擬，以GPS實(shí)測(cè)結(jié)果作為限制，計(jì)算并對(duì)比了兩種模型所得結(jié)果相應(yīng)的位移場(chǎng)殘差、殘差均值和方差。結(jié)果表明：龍門(mén)山斷裂區(qū)域地殼運(yùn)動(dòng)以滑動(dòng)為主，轉(zhuǎn)動(dòng)為輔。雖然轉(zhuǎn)動(dòng)角在量值上較小，但其對(duì)地表位移場(chǎng)

4、的影響效應(yīng)不可忽略。兩種模型計(jì)算的位移場(chǎng)結(jié)果具有相同的量級(jí)，與位錯(cuò)模型相比，向-位錯(cuò)組合模型模擬計(jì)算的位移場(chǎng)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(shí)測(cè)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(yùn)動(dòng)特征。
　　3.利用向-位錯(cuò)組合模型計(jì)算了龍門(mén)山區(qū)域震間地殼運(yùn)動(dòng)引起的空間重力變化，并與位錯(cuò)模型的計(jì)算結(jié)果比較。結(jié)果表明：兩種模型計(jì)算所得的區(qū)域重力變化在量級(jí)上一致，計(jì)算結(jié)果的差異性主要集中在斷裂附近區(qū)域。較