中国及邻区大陆岩石圈磁场与地震活动关系及机理研究

论文摘要

岩石圈磁场是一种重要的地球物理场,其空间分布与地下热、磁结构密切相关,因而对研究大地构造及地震活动等具有重要意义。进入21世纪以来,地磁测量特别是卫星磁测的快速发展给卫星岩石圈磁场建模及应用带来了难得的机遇。国内外学者对岩石圈磁场的分布特征及其与地震活动的关联性陆续开展了相关研究,发现岩石圈磁场的垂向分量（Bz）可以较好的反映地表构造,多数地震发生在负磁异常区域内以及地表Bz的零变带附近。然而,对地震活动在磁异常上的统计分布特征以及关联性机理仍然缺乏相关研究。为此,本文将NGDC-720岩石圈磁场模型200km高度处的Bz分量与中国及邻区大陆的构造及动力学特征进行了系统对比,并采用直方图、箱线图、K-S检验等统计方法分析了不同时段、不同区域的地震活动在磁异常上的统计分布特征。根据统计结果以及大陆磁异常的产生机制,我们建立了双等效偶极点源（TESD）模型来解释磁异常与地震活动分布的关联,并探讨了不同模型参数对两个居里面埋深不同的块体在边界处产生的磁异常的影响。本文取得主要研究结论如下:1、磁异常的Bz分量与构造特征存在良好对应关系:显著正异常区通常对应着稳定的沉积盆地,这些区域的GPS位移相对较小,而岩石圈强度较高;显著负异常区一般对应着高原和活跃的造山带,这些区域的GPS位移相对较大,岩石圈强度较小;部分断层分布在显著磁异常的边缘;2、Ms5.0以上的地震多发于负异常区和显著异常的边界上,显著正异常区很少发生地震。经统计分析（K-S检验）,发现磁异常分布明显对地震活动的空间分布造成了影响。与先前地震多发于地表Bz的零变带区间结论不同的是,我们对于200km高度处Bz与地震活动的统计结果（直方图和箱线图）表明:在卫星数据同时期内（2004～2007年）,超半数（53.2%）的地震都发生在-5至-3nT的磁异常区间内,且该区间内的地震能量占比为94.6%。不同时间段也表现出一致的统计特征,但随着统计时段的延长（最多到110年）,-5～-3nT区间地震次数比例逐渐降低。对磁异常水平梯度的统计显示,地震活动并没有多发于异常梯度较大的区间;3、在所选参数下,TESD模型显示块体（由不同居里面埋深定义）边界处磁异常接近或处于-5至-3nT区间,而由温度差异带来的边界底部粘滞系数差异可以达到50倍之多,这在一定程度上解释了地震活动在特定磁异常区间多发的现象。将中国大陆划分为6个不同的区域,分别进行了震磁关系的统计,不同区域地震活动在磁异常上显示出的不同统计结果,可能对应着TESD中不同的模型参数。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
•   1.1 研究背景
•     1.1.1 岩石圈磁场简介
•     1.1.2 近来卫星磁测及岩石圈磁场模型的发展
•     1.1.3 岩石圈磁场分布特征研究现状
•     1.1.4 岩石圈磁场与地震活动关联性的已有研究
•     1.1.5 中国大陆构造背景
•   1.2 研究目的及意义
•   1.3 研究内容
•   1.4 后续章节安排
• 第二章 岩石圈磁场分布特征
•   2.1 岩石圈磁场模型的选取
•   2.2 岩石圈磁场的计算
•   2.3 岩石圈磁场在构造学上的分布特征
•   本章小结
• 第三章 岩石圈磁场与地震活动性
•   3.1 地震活动在岩石圈磁场上的分布特征
•   3.2 岩石圈磁场与地震活动关联性的统计分析
•   本章小结
• 第四章 震磁关联的TESD解释模型
•   4.1 岩石圈磁场的产生机制
•   4.2 双等效偶极点源（TESD）模型的构建
•   4.3 TESD模型对震磁关联性的解释
•   4.4 不同模型参数对边界处磁异常的影响
•   本章小结
• 第五章 讨论与总结
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历与发表论文情况

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 雷宇

导师: 陈化然,焦立果

关键词: 岩石圈磁异常,卫星,大陆地震活动性,中国大陆地区,大地构造

来源: 中国地震局地球物理研究所

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地球物理学,地球物理学

单位: 中国地震局地球物理研究所

分类号: P318;P315

总页数: 60

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