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冲绳海槽位于太平洋板块和亚洲板块汇聚的活动边缘处,具有过渡性的地壳构造特征.海槽内地震、火山活动频繁,存在地壳高热流密度异常,其新生带张裂构造活动特征明显.多年来,冲绳海槽的形成演化和张裂机制备受中外学者的关注.近30年来发展起来的卫星测高技术具有覆盖范围广,分辨率高,测量速度快等优势,具有传统船载测量技术不可比拟的优势,为海洋地球物理领域的深入研究提供了机遇.根据冲绳海槽及邻区119.5°~132.5°E,23.5°~32.5°N范围内2′×2′网格间距的多卫星测高数据转换的重力异常,论文探讨了卫星测高重力异常的小波多尺度分离方法,提出基于位场小波的断裂体系分析技术,系统深入地研究了密度成像的原理和方法,形成一套比较完善的密度成像技术.并将上述技术用于冲绳海槽地壳构造属性及海洋岩石圈密度成像研究.论文研究要点如下:(1)重力场是由不同规模和不同埋藏深度的不均匀地质体的重力异常叠加而成的,利用小波多尺度分析方法,可以将重力异常分解到不同尺度空间中,尺度大小决定了重力异常所反映的地质体规模和埋深的大小.参考前人的思路,论文给出重力场小波多尺度分析的具体过程,并讨论了如何选取最优小波基的原则.(2)从位场理论出发,导出位场小波,将传统的位场向上延拓和求方向导数的方法与小波变换统一起来,使小波变换在位场分析中具有非常明确的物理意义.根据小波多尺度边缘检测技术,利用小波模极大值提取重力场地质体边界特征及断裂体系特征.理论模型和冲绳海槽实际资料处理结果表明,与传统位场断裂分析方法相比,利用位场小波能清晰地反映出断裂的规模和走向,易于解释.(3)论文建立了一套较完善的密度成像方法.密度成像把密度作为模型参数,将反演问题转化为求解大规模线性方程组的问题.(4)实际资料密度成像时,核矩阵的需要大量的存储空间和运算时间,严重制约了密度成像解决实际问题的能力.(5)实现了冲绳海槽地区海洋岩石圈密度成像,结合地热资料、震源机制资料的分析表明,菲律宾板块俯冲引起冲绳海槽下方上地幔物质上涌,导致海槽地壳减薄,在小尺度地幔流作用下,大陆岩石圈破裂并引起弧后海底扩张,冲绳海槽的构造属性应为处于扩张期大陆弧后裂谷盆地.由于南部和北部俯冲作用力和角度不同,造成了冲绳海槽南北差异较大.