海原-六盘山弧型断裂及其附近最新构造变形演化分析

利用两时段GPS速度场,用三维非线性有限元方法研究了海原-六盘山弧型断裂带及其附近最新构造变形演化特征。研究得到：1）海原-六盘山断裂带整体表现为左旋运动,海原断裂带左旋活动速率在(2~5.5) mm/a之间,六盘山断裂左旋活动速率约为1.0 mm/a;2）海原断裂带与六盘山断裂带的交接处目前处于强闭锁状态,亦是运动变形差异相对强烈、应变能积累较快的区段,存在强震孕震背景。     

阿尔金断裂带中段现今构造形变模式的InSAR研究

利用2007～2010年间14景ALOS PALSAR数据及SBAS InSAR技术，获取阿尔金断裂带中段91°E附近现今地壳形变速率场，并反演该地区断层的滑动速率和闭锁深度。结果表明，阿尔金断裂中段地区的形变速率自北向南呈3个线性梯度变化区，分别为阿尔金山东段8～12 mm/a、索尔库里盆地6～7 mm/a、阿尔金断裂带以南约0 mm/a。3个速率梯度变化区主要集中在喀腊达坂断裂和阿尔金主断裂上；拟合的断层就位于金雁山南缘、喀腊达坂断裂南邻，走滑速率从西（7.1 mm/a）向东（14.0 mm/a）逐渐增大，闭锁深度自西(4.5 km)向东(10.6 km)逐渐趋深。结合前人研究推测，金雁山（阿尔金山链东部）与索尔库里拉分盆地组成的复合破裂构造模式，是转换断层运动时应力和应变调整的主要驱动机制。     

格仁错断裂现今地壳运动特征的InSAR监测与分析

基于干涉合成孔径雷达（InSAR）技术,获得格仁错断裂高空间分辨率的地壳形变速度场,并以此为约束,利用深浅部震间断层位错模型反演断层面上的滑移速率与闭锁深度。结果表明,格仁错断裂性质为右旋走滑,断层两侧存在差异运动,断层上的差异运动自西向东逐渐减弱;InSAR变形结果与GPS观测结果高度一致,远场LOS向最大形变差异达4 mm/a;研究区域内断层剖面分析结果显示,格仁错断层两侧地壳形变差异最大,是区域内控制长波长信号的主断层;格仁错断层面滑动分布不均匀,滑动速率约为2～6 mm/a,断裂西北段滑动速率小于东南段。闭锁程度较高的区域主要位于当惹雍错与孜桂错之间,该地区存在较高的强震危险性。     

GPS约束下陇西地区断裂带现今滑动速率的非连续接触模拟研究

以中国地壳运动观测网络1999、2001、2004和2007年4期GPS观测数据为边界条件，使用非连续接触有限元技术构建陇西块体二维有限元模型，在摩擦系数不确定性分析基础上，计算区内主要断裂带滑动速率。结果表明，现今地壳形变运动状态下陇西块体的北东向运动在海原断裂附近受到鄂尔多斯块体、阿拉善块体阻碍，陇西块体周缘的海原断裂带、老虎山断裂、西秦岭北缘断裂呈现左旋走滑特征，滑动速率为3.5 mm/a、2.2 mm/a和1.9 mm/a，说明在青藏高原推挤作用下以上关键部位正在进行快速的构造应变积累。     

基于GPS和小震研究金沙江断裂带现今活动特征

利用GPS水平速度场和现今小震活动分布资料,对金沙江断裂带活动特征开展分段分析,并对其地震危险性进行讨论。结果表明：1）金沙江断裂带不同段落的活动性存在差异,北段活动性不明显,中段及南段表现出明显的右旋走滑运动,滑动速率分别为4.9 mm/a和5.5 mm/a,闭锁深度约为20 km;2）金沙江断裂带中段及南段存在应变积累,地震危险性不容忽视;3）从现今地壳形变资料分析,金沙江断裂带是控制川滇菱形块体运动的西北边界。     

太原盆地田庄断裂活动性分段及地震危险性分析研究

为厘定太原盆地中部潜在的发震断层情况,对田庄断裂实施了浅层地震勘探,结果表明:1)田庄断裂可分为3个区段,各区段内均发育北、南支断裂,其中北支断裂为主断裂;2)除断裂西端及中-东段转折部位断面呈近似“N”形结构外,其余断面均呈“Y”形;3)西段断裂带宽度最小,东段断裂带宽度最大。利用年代学测试方法结合钻孔剖面确定断裂的活动年代及滑动速率,断裂中段的活动年代为晚更新世晚期,上断点最小埋深为39.3 m,晚更新世以来最大断距为2.9 m,最大滑动速率为0.0415 mm/a;断裂西段及东段的活动年代为中更新世,中-东段转折部位上断点最小埋深为37.4 m,晚更新世以来最大断距为2.7 m,最大滑动速率为0.0461 mm/a。基于浅层地震揭示的基岩破裂长度,采用地震矩方法对田庄断裂进行地震危险性概率分析,确定断裂的最大潜在震级及发震概率。     

基于GPS和SBAS-InSAR的阳原盆地北缘断裂现今地表形变特征

基于2009~2017年阳原盆地及周边区域GPS观测数据和2017~2019年升、降轨Sentinel-1卫星SAR图像,使用SBAS-InSAR技术精确反演阳原盆地北缘断裂现今地表形变速率场。统计跨断层剖面线上指定间隔点的垂直滑动速率得出,阳原盆地北缘断裂东段、中段和西段两侧垂直滑动速率差值分别约为1.04 mm/a、1.43 mm/a和0.72 mm/a。右所堡-松枝口断裂的左旋走滑运动特征和该断裂与阳原盆地北缘断裂中段空间分布上呈交切关系是导致阳原盆地北缘断裂中段断层活动水平高于东段的主要原因,阳原盆地北缘断裂西段活动性不明显。GPS资料显示,阳原盆地北缘断裂在水平方向上具有右旋走滑运动特征。     

红河断裂带闭锁程度与滑动亏损分布的GNSS反演

使用1999~2007年及2009~2013年2期GPS速度场，利用TDEFNODE负位错-块体模型反演红河断裂带的闭锁程度和滑动亏损速率。结果表明，红河断裂带以右旋走滑为主，兼有部分拉张和挤压，2008年以前红河断裂平均走滑速率为3.8±2.5 mm/a，平均倾滑速率为1.2±2.5 mm/a，北段和中段表现为拉张，南段则为挤压。红河断裂带北段和中段0~15 km的闭锁系数在0.8~0.99之间，滑动亏损速率为4.5 mm/a，易于应变能的快速积累；南段0~10 km的闭锁系数在0.8~0.95之间，滑动亏损速率为4 mm/a。2008年以后，中段闭锁程度和滑动亏损速率有所减小，南段闭锁程度与亏损速率有所增大。     

利用长期GPS观测资料分析昆仑断裂现今滑动速率与地壳活动特性

利用昆仑断裂区域的GPS观测资料，通过高精度数据处理获取区域地壳运动速度场，进而通过速度剖面线估算昆仑断裂现今形变速率。结果表明，昆仑断裂在94°E、101°E、103°E附近的现今滑动速率分别为12.8±1.9 mm/a、6.1±0.9 mm/a、0.7±2.1 mm/a。进一步分析得到如下结论：1）本文估算的昆仑断裂10 a尺度的现今滑动速率和万年尺度的地质学结果基本一致，说明现今滑动速率可以作为断裂地震风险性评估的有效输入数据；2）昆仑断裂东段具有向东逐渐减小的滑动速率，减少的速率可能主要被阿尼玛卿山的地壳增厚和断裂东段的顺时针旋转所吸收；3）昆仑断裂的西大滩-东大滩地震空区位于高应变区。     

海原断裂东段至六盘山断裂西段GPS剖面地壳变形与应变积累分析

利用2004~2013年3期GPS速度场数据,从断裂两侧的水平挤压、拉张与走滑等3方面,对海原断裂东段至六盘山断裂西段GPS剖面变形与应变积累进行研究。结果表明：1)海原断裂东段与六盘山断裂西段在运动方式上具有较强的一致性;2)在近10 a时间尺度上,该活动断裂整体表现为以左旋走滑为主,兼顾压性变化的运动特征,在上、下盘的相对运动差异速率上,走滑方向上达到2.0~5.5 mm/a,断裂垂直方向上约为0.5~3.0 mm/a。     

东昆仑断裂的震后粘弹性松弛效应对地壳变形的影响

通过构建粘弹变形模型,对东昆仑断裂带附近近百年来发生的6个M≥7地震的震后粘弹性松弛效应进行数值模拟,分析该效应对区域地壳变形的影响。结果表明： 1) 离逝时间较短的1997年玛尼7.5级地震和2001年昆仑山口西8.1级地震造成的震后松弛效应对现今地壳变形的影响最为显著,在2次地震发生10~20 a后(2010~2020年)仍能造成最大约7.6 mm/a的地壳变形,跨断层变形速率最大约8.4 mm/a; 2) 2021年玛多7.4级地震震后粘弹效应在未来10 a内(2021~2030年)预计能造成最大约3.9 mm/a的地壳变形,2025~2030年跨断层变形速率可达2.6 mm/a。模拟结果表明,强震的震后粘弹性松弛效应对长期地壳变形和相关断层参数反演的影响不容忽视; 3) 考虑震后粘弹性松弛效应,采用跨断层GPS速度剖面反演的东昆仑断裂中段的滑移速率与地质学研究结果具有更好的一致性,若不考虑震后粘弹性松弛效应,则会明显高估30%的断层滑移率。     

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安宁河-则木河-小江断裂带闭锁特征研究

分别利用1999~2007年和2009~2014年多期GPS观测获取的水平速度场数据,采用负位错反演模型,研究安宁河-则木河-小江断裂带的滑动速率和闭锁程度空间分布特征,同时结合历史强震记录,分析这几条断裂的地震危险性。结果显示：1)安宁河断裂和则木河断裂滑动速率受汶川地震影响有所减弱,小江断裂滑动速率在汶川地震后基本保持不变;2)则木河断裂中段和小江断裂的断层闭锁程度受汶川地震影响而显著加强,安宁河断裂、则木河断裂的西昌和巧家以北区域的闭锁程度基本不受汶川地震的影响;3)汶川地震发生前后,安宁河断裂的石棉-冕宁段、则木河断裂的西昌与巧家以北区域和小江断裂的通海-建水段闭锁深度均在20 km以上。结合历史强震记录和其他方法的研究结果,三者在未来一段时间内发生强震的危险性要高于其他断层段。     

基于GPS和水准资料的西秦岭北缘断裂现今闭锁程度分析

利用2009~2015年GPS速度场和1975~2011年垂直速度场数据，采用TDEFNODE负位错模型对西秦岭北缘断裂各段的闭锁程度、滑动亏损速率进行反演，结合GPS跨断层速度剖面和现今小震分布特征，对西秦岭北缘断裂各段的断裂活动性及地震危险性进行分析。结果表明，西秦岭北缘断裂以左旋走滑运动为主，兼有部分逆冲挤压，断裂各段的滑动速率都低于第四纪以来的滑动速率。其中天水-宝鸡段滑动速率较低，小震分布少，断裂正处于高应变积累阶段，具有高闭锁系数和滑动亏损速率，易于应变能的快速积累，具有发生中强地震的背景条件；锅麻滩段虽然滑动速率较大，但闭锁程度和滑动亏损速率高，小震分布较少，也存在较高的地震危险性；漳县段和鸳凤段滑动速率较大，断裂应力积累相对较弱，闭锁程度和滑动亏损速率均较低，小震分布多，地震危险性较低。     

基于Sentinel-1数据的银川盆地现今地壳形变研究

基于InSAR技术,利用Sentinel-1数据获取银川盆地及周边地区2015~2019年高空间分辨率地壳形变速率场。结果显示,银川盆地整体呈下沉趋势,贺兰山东麓断裂及黄河断裂两条主控断裂两侧存在较明显的差异性运动,芦花台隐伏断裂和银川隐伏断裂活动不明显。对一般倾角断层的震间地表形变曲线拟合公式进行改进,实现了基于单一轨道InSAR观测值同时反演断层倾角、走滑速率、倾滑速率以及闭锁深度。将算法应用于灵武断裂的活动状态及闭锁深度反演,得到断裂走滑速率约为303 mm/a,正断倾滑速率约为027 mm/a,闭锁深度约为6.8 km,倾角约为54.7°。此外,InSAR监测发现,石嘴山市和银川市东部存在局部巨幅形变,通过InSAR时序分析及现场调查认为,形变可能由人类活动引起。     

汶川地震前后红河断裂闭锁程度和滑动亏损研究

以1998～2007年和2009～2017年中国大陆水平GPS速度场为约束，基于块体-位错模型，研究2008年汶川地震前后红河断裂运动特征。结果表明，汶川地震后红河断裂平均右旋走滑速率约为4.5 mm/a，其北段走滑速率增大明显，中段次之，而南段明显减弱；倾滑速率北段减弱明显，中段和南段有所减弱。汶川地震后红河断裂闭锁程度和滑动亏损中、北段都有所增加，南段减弱较大；近期红河断裂滑动亏损北段达到10 mm/a以上,中段也在5～8 mm/a,平均闭锁深度在20 km左右。分析认为，汶川地震对红河断裂中、北段影响较小，南段影响较大。     

新疆于田MS7.3地震同震与震后形变机制研究

利用InSAR技术获取2008-03-21新疆于田MS7.3地震的同震和震后形变场。同震分布式滑动反演结果表明,同震断层最大滑动量达5.4 m,主要分布在南部断层的0~5 km深度附近,地震以正断错动为主,兼有左旋走滑分量。震后形变结果表明,发震断层北段两侧存在差异性运动,最大累积差异形变在震后782 d达15 cm。进一步分析表明,震后断层余滑可能是震后形变的主要机制。余滑反演结果表明,震后2 a断层余滑量相对较小,滑移区范围明显减小且均位于浅部区域,北部断层能量释放较彻底,南部仍存有少量能量,整体能量基本释放完。     

基于GPS资料研究红河断裂带现今闭锁程度与地震危险性

基于2009~2015年中国大陆GPS水平速度场数据，采用DEFNODE负位错反演程序计算红河断裂带的断层闭锁程度和滑动亏损速率特征，并结合小震精定位结果分析该断裂带的强震危险性。结果表明，GPS水平观测值与模型值的拟合结果较好，小震分布与闭锁程度结果存在一定的相关性，红河断裂的中段北部（南涧-墨江）基本完全闭锁，断层的滑动亏损速率也相对较大，该段落具有发生较大地震的可能性；红河断裂带其余段落闭锁程度较弱，尤其是断裂带的南段，在2~5 km深度处基本由闭锁状态转化为蠕滑状态，断层的滑动亏损速率也相应很小，该段发生较大地震的可能性较小。