论文部分内容阅读
随着人们进入21世纪,由于人口的快速增长迫使有限的地球资源面临着更大的压力,为了更好地理解我们不断变化的星球,地球科学家们承担着越来越多的责任。考虑到大多数的地震和火山喷发多发生在板块的交界地带,发展一个可以解释地球动力学机制的理论十分必要。在过去的50年间,大量关于板块构造的理论已经形成,基于这些理论,板块的运动模型共分为2种,第一种模型主要是基于地质测量数据而建立起来的,第二种则为利用空间大地测量观测数据建立的运动模型。为了阐释现今地球表面上板块的运动,本文主要用了GPS观测数据来计算板块的运动参数。 本文用ITRF2008参考架下的225个GPS测站估计了NNR-MORVEL56板块运动模型下的13个主要板块的运动参数,包括Amurian板块、Antractic板块、Arabia板块、Australia板块、Eurasia板块、India板块、N.America板块、Nazca板块、Nubia板块、Pacific板块、S.America板块、Somalia板块和Sundaland板块。本文采用了与传统的测站筛选准则不同的方法来进行测站的筛选,从而避免了测站距离多远才算位于刚性板块内部的主观性,即根据全球应变率模型(GSRMv1.2),第二不变应变率大于10-14/yr的测站予以剔除。另外一个不同点在于,本文应用了ICE3G-VM2模型,计算了测站受冰期回弹影响而对测站产生的附加垂向速度和水平速度,若测站产生的附加水平速度超过0.5mm/yr,则这些测站将被剔除。最后,本文采用的参考模型为2010年最新发布的全球板块运动模型NNR-MORVEL56,而没有采用相对较旧的1994年发行的模型NNR-NUVEL1A。为了推导板块的绝对运动模型,板块的转动惯性张量作为独立的几何量是不可或缺的。在估计完13个板块运动的欧拉矢量后,本文计算了56个板块的几何参数,包括板块的面积和6个转动惯性张量的分量,计算方法主要是基于球面三角形算法和自适应辛普森二维积分方法,计算的结果可以在一定精度范围之内应用于实际中。在得出欧亚板块的运动参数的前提下,利用中国及其周边区域的329个GPS测站相对于欧亚板块的速度场求解了中国6个区域块体相对于欧亚板块的欧拉矢量,包括喜马拉雅-西藏、云南-四川、祁连山-阿拉泰、天山-塔里木、北中国和南中国活动地块区。同时利用341个GPS测站的速度场计算了块体内部的形变参数,包括第二不变应变率、自转率、膨胀率、最大剪切应变率、最大拉伸应变率、最大挤压应变率和最大拉伸应变率主方向。本文用计算速度场梯度张量的方法估计了测站和网格节点的应变参数,与以往用均匀应变模型和二阶应变模型的方法不同。本文中所有的结果和结论可以为从事地球动力学研究的学者提供数据分析的支持,并且提供了详细的关于板块运动和板内形变的计算方法,也将是一件非常有意义的事情。