利用地震活动性资料研究断层几何形态

论文摘要

地震断层几何形态是地震学与大地测量学研究的热点,其在很大程度上决定了断层的运动特征,研究断层几何有助于我们更清楚的了解和认识地震以及地壳形变运动机制,并且对预测未来的地震活动及其发展趋势具有十分重要的意义。地震活动是对人类生命、财产、经济的持续发展损害最大的自然灾害之一,给地震工作者带来了难得的研究机遇与无法回避的严峻挑战,同时地震活动也留下了大量弥足珍贵的观测数据。本论文运用统计方差分析研究了断层几何模型中各参数对地面位移的影响。以地震活动性资料为基础给出了不同情况及不同数据下的计算断层参数的方法,然后定量且精细地计算断层倾角及其随深度的变化,确定断层的几何形态,并根据给出的断层几何形态正演地表观测点位移,结合地面观测点的GPS资料检验断层倾角结果的正确性,为今后开展大地测量反演提供可靠的基础研究资料。对于含有多条断层面的活动断层的几何模型确定,本论文利用成丛小震发生在断层面附近的原则,假定震源点围绕子断层面中心服从三维正态分布,采用聚类方法划分各断层面,并对传统聚类算法进行了改进,然后结合单一断层面几何参数确定方法重构了活动断层网络三维空间结构。论文的主要工作与成果如下:(1)运用方差分析研究了断层主要参数。在给定断层几何参数下,通过改变长度、宽度和倾角值大小,将正演得到的不同的地面点位移结果与理论值对比分析,运用方差分析计算和F检验,发现长度、宽度、倾角三种因素无论是单一作用还是两两交互作用均对地表位移有非常显著的影响。通过计算各因素的效应量η2值发现倾角在影响地表位移的因素中占主效应地位。(2)研究了计算断层倾角常用的三种方法并进行了对比分析。本文以龙门山断裂带都江堰段为例对最4小二乘法、震源机制解法和最大似然法等三种方法进行了应用检验,发现三种方法均能给出断层倾角,但计算结果有一定的差异。然后经计算相关度和残差验证以及分析,得出结论为震源机制解法和最大似然法的计算结果较为准确,优于最小二乘法。(3)深入研究了断层细部结构形态。对于实际断层面并非几何平面的情况,本文创新了研究方法,以龙门山断层都江堰段为例,沿断层面走向方向和向下延伸方向进行划分以形成断层分层分段模型,对断层的细部形态进行研究,然后结合实测的地表位移资料给出了最优B23断层模型。(4)本文基于主成分分析的思想对传统聚类算法进行了改进,克服了其不能自动给出聚类数目的缺陷,同时给出了应用主成分分析方法确定断层参数的原理。然后利用本文改进的聚类算法,结合地震余震目录成功构建了美国兰德斯地区共10个断层面的三维断层网络,与前人研究结果相近。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 陈胜雷

导师: 段虎荣,王研

关键词: 地震活动性资料,断层倾角,断层几何结构,滑动速率反演,模糊聚类算法

来源: 西安科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地球物理学

单位: 西安科技大学

分类号: P315.2

总页数: 67

文件大小: 4815K

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