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岩墙作为传输岩浆到地壳(形成岩床和浅部岩浆房),并贯穿地壳形成熔岩流的主要通道,其时空分布、几何形态和侵位机制等信息与岩浆活动,区域构造应力场和地壳演化等方面都具有密切的关系。因此,岩墙群(尤其是规模较大的基性岩墙群)对研究大火成岩省,地幔柱活动,大陆裂解和矿产资源都具有重要的意义。本文以浙东南沿海和塔里木东北缘的岩墙群为例,基于遥感和数值模拟技术开展多尺度岩墙几何学和侵位机制的研究,并取得如下成果和认识: 1.基于多源遥感数据(WorldVie-2,LiDAR,Landsat8OLI,CORONAKH-4B)提出不同尺度岩墙几何信息半自动提取方法,为岩墙几何学研究提供方法基础。(1)基于地面激光雷达点云数据实现单体岩墙精细几何信息的半自动提取,并将其用于浙江海岛晚白垩纪基性岩墙群研究;(2)结合Landsat8OLI和CORONA KH-4B遥感影像实现岩墙群的半自动制图,同时基于制图结果在ArcGISTM软件中提取岩墙群几何信息,并将其用于塔里木东北缘库鲁克塔格地区的岩墙群研究。 2.利用WorldView-2高分辨率遥感影像在浙江东南沿海泗礁岛共提取岩墙233条,其走向主要为ENE-WSW(60°-80°)向。岩墙单体长在6m到95m之间,平均长度为26m;岩墙厚度在0.5m到10m之间,平均厚度为1.5m,岩墙群的长度和厚度都服从于幂律分布。基于泗礁岛岩墙群的长宽比估算得到其岩浆超压小于等于11.5MPa。基于地面激光点云数据计算得到的岩墙产状结果显示:泗礁岛绝大多数岩墙都是近垂直的,倾角在75°到90°之间,相似的岩墙产状意味着泗礁岛岩墙群的侵位受一个稳定区域应力场的控制。 3.结合Landsat8OLI和CORONA KH-4B遥感影像在库鲁克塔格地区共提取岩墙3560条,其走向分布广泛,以NW-SE向为主。本文对NW-SE走向的岩墙群进行几何信息的统计和分析。岩墙群的出露长度范围为88m-16km,平均长度为3km;其厚度范围为2-56m,平均厚度为10m。在假定库鲁克塔格岩墙群为垂向侵位的基础上估算浅部岩浆房深度:基于岩墙群的最大长宽比估算得到浅部岩浆房深度小于11km,而基于平均长宽比计算得到浅部岩浆房位于30km左右。 4.数值模拟可以动态研究岩墙侵位的演化过程,与专注于地表静态信息的遥感技术具有良好的互补性。通过并行计算优化“I2ELVIS”方法中的无后效性串行迭代计算来提高其运行效率,并将改进后的“I2ELVIS+”方法用于浅部岩浆侵位过程的研究。采用控制变量法模拟库鲁克塔格地区浅部岩浆侵位过程。结果显示:多个浅部岩浆房之间相互吸引加速岩浆上升,但同时也因为共享同一个深部岩浆源而导致地表隆升幅度略微减小;围岩杨氏模量值对岩浆传输路径的影响大于浅部岩浆房之间的相互作用;断层破裂区有助于岩浆上升,而且断层与岩浆通道之间的水平距离对岩浆传输速度的影响比垂直距离产生的影响大。