【摘要】：區(qū)域地球物理學(xué)旨在應(yīng)用先進(jìn)的地球物理場(chǎng)觀測(cè)技術(shù),按規(guī)定網(wǎng)格密度觀測(cè)區(qū)域地球物理場(chǎng),取得關(guān)于區(qū)域地殼上地幔組成結(jié)構(gòu)的信息,并最終揭示區(qū)域地殼三維結(jié)構(gòu)與構(gòu)造形態(tài),為資源勘探、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防及生態(tài)均衡提供科學(xué)依據(jù)。由于區(qū)域重力場(chǎng)觀測(cè)成本較低且可反映全地殼物質(zhì)的密度信息,因此利用區(qū)域重力場(chǎng)揭示地殼三維密度結(jié)構(gòu)與構(gòu)造分區(qū)逐漸成為現(xiàn)今區(qū)域地球物理學(xué)研究的主攻方向之一。但是,不同類型的大陸構(gòu)造單元邊界反映的地殼變形強(qiáng)度可能非常懸殊,甚至可達(dá)幾十倍,因此單純用線狀異常幅度或者梯度并不能夠準(zhǔn)確地識(shí)別和圈定大陸構(gòu)造單元間的邊界。必須對(duì)地殼變形產(chǎn)生的線形刻痕進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)描述,并對(duì)其隱含的特征信息進(jìn)行數(shù)學(xué)分析,才能準(zhǔn)確提取大地構(gòu)造單元及其邊界的信息,為大陸構(gòu)造單元?jiǎng)澐痔峁┛煽恳罁?jù)。以隨機(jī)過(guò)程理論為基礎(chǔ)的刻痕分析技術(shù)是表面識(shí)別方法的一種,可確切地識(shí)別表面形貌的各項(xiàng)動(dòng)態(tài)特征。該方法已被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化工程及其它領(lǐng)域。本論文首次將工程學(xué)界的刻痕分析技術(shù)引入到地球物理學(xué)領(lǐng)域,通過(guò)跨學(xué)科研究發(fā)展位場(chǎng)刻痕分析方法。首先,從物理學(xué)角度將地殼變形帶看作為地球動(dòng)力學(xué)作用在地殼中留下的刻痕,那么地殼變形帶對(duì)應(yīng)強(qiáng)的物質(zhì)密度各向異性;其次,利用位場(chǎng)刻痕分析方法提取重力場(chǎng)各向異性新信息,進(jìn)而識(shí)別出地殼變形帶及其邊界信息;最后,將小波變換、頻譜分析、廣義反演理論及位場(chǎng)刻痕分析方法結(jié)合,發(fā)展位場(chǎng)多尺度刻痕分析方法,用于提取地殼不同深度的密度擾動(dòng)、脊形化系數(shù)及脊形體邊界系數(shù),進(jìn)而分析地殼不同深度地質(zhì)體、地殼變形帶、構(gòu)造單元的平面分布特征及立體作用模式。本論文取得的主要研究成果如下:(1)提出位場(chǎng)刻痕分析方法;采用三維空間域局部譜矩信息構(gòu)建脊形化系數(shù)及脊形體邊界系數(shù)兩個(gè)新參數(shù)。其中脊形化系數(shù)用于刻畫重力場(chǎng)各向異性信息,可反映地殼變形帶及大地構(gòu)造單元分區(qū);脊形體邊界系數(shù)可以更加詳細(xì)、均衡、連續(xù)的刻畫大地構(gòu)造單元的邊界。(2)利用重力場(chǎng)理論模型數(shù)據(jù)驗(yàn)證了位場(chǎng)刻痕分析方法的正確性。在桐柏-大別地區(qū)的應(yīng)用結(jié)果顯示:刻痕的脊形化系數(shù)很好的反映了地殼變形帶和構(gòu)造單元邊界,為構(gòu)造單元的分區(qū)提供了豐富的信息;脊形體邊界系數(shù)刻畫的邊界細(xì)而強(qiáng),更有利于對(duì)構(gòu)造單元邊界的準(zhǔn)確定位;綜合這兩種信息可為地殼構(gòu)造單元的劃分提供客觀的依據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)大陸區(qū)域布格重力場(chǎng)上的試驗(yàn)結(jié)果表明已發(fā)現(xiàn)的板塊縫合帶、地塊碰撞帶、地殼拆離斷裂帶和大型走滑斷裂帶大都反映為較深的地殼刻痕。但是,新構(gòu)造期非定形的地殼活動(dòng)斷裂帶多反映為淺地殼刻痕,而不一定與現(xiàn)代地殼變形地震帶位置完全重合。(3)將前人已研究成熟的小波多尺度變換、頻譜分析、廣義反演理論和本文新提出的位場(chǎng)刻痕分析方法結(jié)合便形成了多尺度刻痕分析方法,構(gòu)建了位場(chǎng)信息處理解釋的完整體系,可用于刻畫地殼分層的三維密度結(jié)構(gòu)、地殼變形帶分布和構(gòu)造單元分區(qū)。(4)對(duì)滿加爾坳陷地區(qū)進(jìn)行多尺度刻痕分析,提取出滿加爾坳陷地殼不同深度的密度擾動(dòng)、脊形化系數(shù)及脊形體邊界系數(shù)三套圖件;密度擾動(dòng)圖可以客觀地為沉積盆地內(nèi)部構(gòu)造單元?jiǎng)澐痔峁┛煽康囊罁?jù);利用脊形化系數(shù)及脊形體邊界系數(shù)可以確定滿加爾坳陷內(nèi)部深層密度擾動(dòng)帶及其邊界的分布;綜合利用脊形化系數(shù)和脊形體邊界系數(shù),圈定了深層滿中高密度擾動(dòng)帶和滿北低密度帶,為深層油氣勘探提供重要的基礎(chǔ)資料。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P631.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 何秀琴;地殼變形與地應(yīng)力變化關(guān)系的研究[J];高原地震;1994年02期

2 孫艷云;楊文采;;從重力場(chǎng)識(shí)別與提取地殼變形帶信息的方法研究[J];地球物理學(xué)報(bào);2014年05期

3 倪志耀，蔡學(xué)林;地殼變形與花崗巖成因問(wèn)題[J];礦物巖石地球化學(xué)通訊;1995年01期

4 John B.Rundle;許壽椿;;地殼變形模式[J];地震地質(zhì)譯叢;1984年06期

5 C.Beaumont;沈軍;;下伏巖石圈俯沖引起的擠壓造山帶內(nèi)的地殼變形方式[J];地震地質(zhì)譯叢;1995年04期

6 高名修;;測(cè)量地殼變形的空間技術(shù)[J];地震地質(zhì)譯叢;1979年05期

7 陸明勇,黃輔瓊,劉善華,高福旺;地殼變形與地下水相互作用及其異常關(guān)系初探[J];地震;2005年01期

8 李英;地殼變形時(shí)空參數(shù)動(dòng)態(tài)模型的建立[J];山東礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);1996年01期

9 荊燕;任金衛(wèi);;雙三次樣條方法反演構(gòu)造變形場(chǎng)的基本原理與應(yīng)用[J];地殼構(gòu)造與地殼應(yīng)力文集;2004年00期

10 王琪;張培震;;用GPS研究中國(guó)大陸現(xiàn)今的地殼變形[J];科學(xué)觀察;2006年06期

相關(guān)會(huì)議論文 前8條

1 蔡學(xué)林;鄧明森;;上揚(yáng)子地塊地殼變形問(wèn)題[A];第四屆全國(guó)構(gòu)造物理、第二屆全國(guó)高溫高壓聯(lián)合學(xué)術(shù)討論會(huì)論文摘要[C];1989年

2 何玉梅;姚振興;;臺(tái)灣南部及其周邊島嶼地殼變形的位錯(cuò)模型[A];2001年中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)年刊——中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第十七屆年會(huì)論文集[C];2001年

3 安鎮(zhèn)文;張乃鈴;許紹燮;;地殼變形和地震空間分布復(fù)雜性的理論研究[A];中國(guó)地球物理.2003——中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第十九屆年會(huì)論文集[C];2003年

4 田景瑞;;地殼變形與構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)[A];第四屆全國(guó)構(gòu)造物理、第二屆全國(guó)高溫高壓聯(lián)合學(xué)術(shù)討論會(huì)論文摘要[C];1989年

5 劉艷華;;D-InSAR:地殼構(gòu)造變形研究的新工具[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集（下）[C];2005年

6 蔣靖祥;尹光華;高歌;王在華;李杰;;由新疆定點(diǎn)形變連續(xù)觀測(cè)資料看天山現(xiàn)今地殼變形動(dòng)力學(xué)特征[A];中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第二十四屆年會(huì)論文集[C];2008年

7 孫艷云;楊文采;;重力場(chǎng)地殼變形帶信息識(shí)別與提取的方法研究[A];2014年中國(guó)地球科學(xué)聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)——專題6：巖石圈結(jié)構(gòu)與大陸動(dòng)力學(xué)論文集[C];2014年

8 劉潔;劉啟元;宋惠珍;童曉光;;天山陸內(nèi)造山動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬初步研究[A];中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第二十屆年會(huì)論文集[C];2004年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 記者 劉志偉 通訊員 宋明英;中國(guó)地殼變形“基因圖譜”繪出[N];科技日?qǐng)?bào);2001年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 孫艷云;從重力場(chǎng)提取地殼變形帶信息的刻痕分析方法研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 荊燕;利用第四紀(jì)活斷裂資料模擬中國(guó)大陸地殼變形速度場(chǎng)及應(yīng)變率場(chǎng)[D];中國(guó)地震局地質(zhì)研究所;2002年

本文編號(hào)：2729780