基于PS-InSAR的 1995-2000 年苏州地面沉降监测

永久散射体(PS)技术在传统差分干涉测量(D-InSAR)中引入时间维,分析长时间内保持稳定的像元集相位变化,获得毫米级的地面测量精度,但是该技术要求处理的范围较小.采用分块处理的方法,通过PS差分干涉测量处理,得到1995-2000 年苏州地区地面沉降场的测量值.地面水准测量数据的验证分析表明,雷达差分干涉测量精度可达5mm(以水准测量代表地面形变的真实情况),基于分块处理的 PS-InSAR 技术在进行城市地面沉降监测和时空演化特征研究中具有很大的优势.     

短时空基线PS-InSAR在北京地面沉降监测中的应用

短时空基线PS-InSAR采用同时控制时间基线和垂直基线的方法,在一定程度上避免了时空失相关问题。文中采用短时空基线PS-InSAR的方法监测北京区域地面沉降,分析了区域地面沉降中的时间序列演化特征,以及抽取地下水、断裂带对地面沉降的影响。结果发现时间序列上的地面沉降存在明显的季节性变化特征,抽取地下水作为导致地面沉降的主要原因,在一定程度上还取决于断裂带的影响,地面沉降中心区域并没有完全与地下水漏斗吻合,这可能与可压缩土层的厚度有关。     

基于改进相干点目标技术的阜阳市地面沉降调查

提出了一种改进的相干点目标时序InSAR技术方法。该方法基于子视相干值识别小数据集的相干点目标,采用趋势项滤波方法去除大尺度残差相位,并以阜阳市2012-2013年间10景Radarsat-2 Wide模式数据为例,获得了高空间密度的时序高相干点目标,提高了结果的可靠性,获取的沉降区数据与前人实测资料及野外调查的沉降现象相一致,为开展阜阳市地面沉降风险分析和经常性预警监测提供技术方法和示范应用。     

PS-InSAR技术在北京采空塌陷区地表形变测量中的应用探析

本文从采空塌陷区地表形变监测手段入手,分析传统形变监测手段(如水准、GPS、常规D-InSAR等)的不足,详细介绍了PS-InSAR技术原理、优缺点及应用现状。最后通过总结北京地区采空塌陷变形特征,并针对PS-InSAR技术的特点和局限性进行可行性分析,最终提出门城镇地区适宜采用PS-InSAR技术进行地表形变监测。     

基于改进的相干体分析技术的裂缝发育带预测研究

准确合理的裂缝带预测,对油气田勘探开发起着至关重要的作用。这里从准确预测裂缝发育带的角度出发,以提高断裂带的平面连续性及精细刻画小尺度裂缝发育带的平面展布特征为目标,提出了一种基于改进的相干体分析技术的裂缝发育带预测方法。该方法首先基于大网格相干数据体设定距离因子,将研究区域分为邻近断层区域(裂缝带较发育)和远离断层区域(裂缝带较不发育);再针对小网格相干数据体,根据分区结果进行自适应滤波处理:在邻近断层区域进行反距离加权构造导向滤波,远离断层区域进行中值滤波。将该方法应用到某研究区裂缝带预测,结果表明,方法不仅有效地压制了噪声,并保留了断层、裂隙等边缘细节信息,使断裂展布特征更加清晰,成像质量更好。     

融合分布式散射体时序InSAR技术在矿区形变调查中的应用

为了对河北省承德市滦平县张百湾镇周台子村铁矿区进行形变调查和监测,消除安全隐患,在时序CSInSAR（相干散射体InSAR）技术的基础上,开发了48景Sentinel1数据的DSCSInSAR（融合分布式散射体和相干散射体InSAR）技术。该方法首先采用AD (Anderson Darling)检验对同质像素点进行识别,然后基于协方差矩阵特征值分解算法对最优相位进行估计,最终通过时序形变解算得到铁矿区的地表形变结果。研究结果表明：研究区的年平均形变速率范围为-34.50~24.50 mm/a;大部分矿区都存在不同程度的沉降,其中周台子村和路边附近矿区沉降量较大,窑岭沟矿区出现明显抬升现象,最大沉降量和最大抬升量分别达到了34.00和24.03 mm,其形变结果与当地4个GPS监测点结果一致。与CSInSAR技术相比,DS CSInSAR技术极大提高了目标点的密度和干涉图的质量。     

PS-InSAR技术在成都市地面形变中的监测应用

以成都市中心城区及周边区域为例,利用PS-InSAR技术对2016-2018年间32景升轨Sentinel-1A数据进行处理,获取地面形变数据,进行时序分析与相干性分析。结果显示,成都市处于一个西抬东降的格局,年形变速率范围-22.9～26.5mm/y,累积沉降量达到-45～59mm。研究结果表明,最近几年城市化进程的加快和轨道交通建设的快速发展,是导致成都市中心城区部分区域地面沉降的主要原因,另外成都平原的地理位置及地下水分布,对城市部分区域的抬升和沉降也有影响。     

贵州西南部威-紫-罗断裂带构造特征及演化

威-紫-罗断裂带作为扬子板块南缘陆内较大的断裂, 控制着周围地区的盆地沉积及构造样式。本文通过野外地质勘查、平衡剖面技术及流体包裹体测温, 探讨了威-紫-罗断裂带的空间结构特征及构造演化历史。结果显示, NW-SE向威-紫-罗断裂带空间分段特征清楚, 运动性质以逆冲和左旋走滑活动为主。流体包裹体测温结果指示该断裂变形环境位于上地壳, 以脆性变形为主, 温度小于200 ℃。剖面复原结果显示, 断裂带在早泥盆世-中三叠世时期处于引张伸展构造背景下, 控制了断裂两侧沉积序列。断裂带挤压变形起始于中三叠世晚期的印支运动时期, 强烈变形发生在晚侏罗世早燕山运动时期, 与华南地块的向西挤压有关。      

安康石泉县温度场、水热蚀变与主要断裂带空间关系

断裂构造、水热蚀变信息与地表真实温度场是地热资源的重要指示标志。为研究三者空间分布关系,基于石泉地区的Landsat8 OLI遥感影像数据,采用辐射传输方程的方法反演地表温度场;并选用主成分分析法提取羟基水热蚀变信息。以已知断裂为中心,向断裂带两侧建立等间距的缓冲区,统计缓冲区内的平均地表温度与蚀变强度;以距断裂带中心平均距离为横轴,绘制三者之间的关系曲线,进一步描述真实温度场、水热蚀变分布与主要断裂构造之间的关系。结果表明,北西走向的两河-池河断裂带影响范围内平均温度最高,平均温度比为22.582%,与城关-池河断裂带和近南北走向的两河断裂相似,断裂带位置与地表温度场和蚀变信息之间存在较强的相关性;北西走向的两河-后柳断裂带、两河-曾溪断裂带处于平均温度曲线梯度变化范围内,推测断裂带两侧可能分属不同的温度场;对平均温度、蚀变强度分布具有较强控制作用的断裂带具有较强的活动性;最多断裂带交汇点处的蚀变面积比为4.263 2%,平均温度比为21.178%,反映了断裂带交汇点处的活动性较强。      

宣郎地区基底构造特征

本文以宣城-郎溪地区的盆地为重点研究区,综合分析区域性重力、磁法资料,通过地面重力测量技术、高精度地面磁测,大地电磁测深等综合地球物理剖面,建立了宣城-郎溪地区基底构造格架,并探讨了其构造演化史。研究结果显示,宣城-郎溪地区基底构造格架主要呈北东向展布,研究区西部被江南深大断裂带所分割,断裂带北侧为北东向的古生界隆起,断裂带南侧为呈北东向展布的深厚断陷盆地,江南断裂带被一系列北西向断裂所切割,研究区南部主要受周王断裂带控制。此外,本次研究还认为,江南断裂带的北侧与北西断裂带的交汇处是找矿远景区。     

青藏高原东北缘海原-六盘山断裂带现今地壳应力环境的数值分析

海原-六盘山断裂是青藏高原东北缘的大型边界断裂带,是中国大陆典型的地震危险区。地壳构造加载特征的定量研究有助于分析区域孕震环境,参考青藏高原东北缘GPS形变和岩石圈精细结构等资料,本文建立海原-六盘山断裂带周缘的三维岩石圈分层模型,分析现今构造加载作用下区域地壳形变和应力演化特征。数值计算结果显示:青藏高原东北缘现今处于以北东-南西向的水平挤压为主导和北西-南东向的水平引张的变形特征。青藏高原东北缘中-下地壳流变性质影响上覆脆性地壳应力环境,中地壳较低粘滞系数对应的模型地壳应力计算值与研究区实际地壳应力场相近。海原断裂中-西段构造加载作用显著,具有相对较高的库仑应力积累和最大剪应力分布;而六盘山断裂周缘地壳应力和最大剪应力小于海原断裂带。构造应力积累的空间分布差异说明六盘山断裂具有较弱的构造孕震环境,而研究区走滑型断裂的孕震加载作用显著。尽管六盘山处于较低的应力状态,但仍不能轻易忽视其长期存在的强震空区所暗示的发震潜力。     

利用GPS数据反演青藏高原东北缘主要活动断裂滑动速率

GPS测量可以提供高精度的时空图像, 但前任对比研究尚未深入.通过使用线性球面块体模型理论, 在前人针对活动块体研究的基础上, 建立青藏高原东北缘地区三维块体几何模型.以1999—2007年的GPS水平速度场数据作为约束, 反演得到青藏高原东北缘的主要活动断裂长期滑动速率和广义海原断裂带的空间亏损滑动分布及其耦合变化.上述结果为青藏高原东北缘现今运动变形的动力学和强震中-长期危险性预测研究提供了约束和参考.      

海原断裂带土壤气与地下水地球化学特征研究

选取海原断裂带曹洼(CW)、菜园(CY)、万家水(WJ)、水泉(SQ)、三塘(ST)、松山(SS)和安远(AY)7个测区进行土壤气测量与地下水地球化学检测,依据海原断裂带不同构造部位的土壤气浓度、水化学组分和同位素组成等,分析了海原断裂带的构造活动性分段特征。结果显示：研究区内土壤气Rn释放量较高的区域主要集中于ST、SQ测区,且断裂带中部区域气氡浓度相对较低;氦浓度及其同位素检测结果表明ST、SQ和CY测区土壤逸出气中含有幔源气体;泉水化学组分及氢氧同位素分析结果显示SQ和ST测区地下水与围岩介质之间的水岩相互作用程度较高、水岩反应平衡状态较高、地下水循环深度较大;泉水氚活度分析结果显示水泉（SQ）测区地下水补给区较远、水循环周期较长、新老水体的交换作用缓慢。综合分析认为,相比其他区段,海原断裂中西段（SQ ST）接近1920年8.5级地震破裂段,其断裂带闭锁程度较弱、与地壳深部的连通性较好,更有利于地下流体的扩散与运移。     

STYLE AND CONSEQUENCE OF STRAIN PARTITION IN THE NORTHEAST MARGIN OF QINGHAI—TIBET PLATEAU

STYLE AND CONSEQUENCE OF STRAIN PARTITION IN THE NORTHEAST MARGIN OF QINGHAI—TIBET PLATEAU     

海原断裂的古地震及特征地震破裂的分级性讨论

海原断裂高湾子地点三维探槽揭露了全新世5次事件的位移量。由老至新走滑位移量分别为：5．6±2．3,1．5±1．1,1．5±1．2,2±1和7±0．5m。古地震对比反映出,晚第四纪以来断裂带发生的14次事件中,仅有2～3次事件为贯穿全断裂的破裂事件,说明古地震并不都具有1920年海原大地震的强度。特征地震和段落存在分级性。破裂分级的现象不是孤立的,但多发生在走滑断裂上。     

黑方台地表三维形变分析

甘肃省永靖县黑方台属于典型的黄土台塬,其黄土具有较强的湿陷性,长期的大水漫灌引起厚层黄土发生严重的湿陷现象,进而诱发滑坡及严重的地面变形。本文以黑方台地表变形为研究对象,采用PS-InSAR技术对2014~2017年期间Sentinel-1 A卫星3条轨道的降轨数据进行处理,得到了不同视线（LOS）方向的变形,进而通过反演和计算得到该地区三维地表形变信息,分析了视线向、垂直向以及水平向的地表变形特征,预测了未来的发展趋势。结果表明:在靠近台塬中部区域以及塬边部分区域的视线向变形速率较大,沉降范围为4~13 mm·a-1;垂向变形较大的区域大都靠近台塬中部,平均变形速率为-20~-6 mm·a-1;整个台面南北向变形很小,平均变形速率为-5~5 mm·a-1,东西向变形较大,平均变形速率大都超过20 mm·a-1。研究区属于不均匀沉降区域;整体来看,研究区的地表变形在短期内仍然处于缓慢加速发展阶段,随着农业灌溉的持续进行,研究区地表变形速率达到一定值后会逐渐下降。     

海原-六盘山断裂带现今地震危险性的数值模拟分析

基于正交各向异性理论表征断层的变形行为,将平行断层面的剪切模量和周围介质剪切模量的比值作为反演参数,以海原-六盘山断裂附近现今GPS观测地壳水平运动速度场作为约束,通过构建三维有限元模型,采用遗传算法,反演了海原-六盘山断裂平行断层面的剪切模量分布。结果显示:六盘山断裂中南段平行断层面剪切模量与周围介质接近,且沿断层面地震动活动较为稀疏,反映六盘山断裂两侧近场差异变形较小,和汶川地震前龙门山断裂的情况类似,可能断裂带处于强闭锁状态。整个狭义的海原断裂带平行断层面剪切模量比周围介质要小的多,在0.4以下,且0~5 km要比深部大,可能反映了1920年海原8.5级地震之后,该断裂仍然处于震后调整状态。西段金强河断裂、毛毛山断裂、老虎山断裂浅部0~5 km剪切模量较小,而在5~20 km剪切模量相对较高,结合沿断层面地震活动分布特征,认为金强河、毛毛山断裂浅部可能存在蠕滑,而深部5~20 km存在应变能积累特征,具有强震发生的背景,而老虎山断裂由地表至深部地震活动较为密集,可能存在贯通性蠕滑,强震发生的可能性较小。      

2022年1月8日青海门源MS 6.9地震地表破裂考察的初步结果及对冷龙岭断裂活动行为和区域强震危险性的启示

2022年1月8日青海门源M_S 6.9地震发生在青藏高原东北缘的祁连山断块内部,仪器震中位于海原活动断裂系西段的冷龙岭断裂带上,是该断裂系自1920年海原8.5级大地震后再次发生M>6.5的强震。考察结果的初步总结表明,此次门源地震产生了呈左阶斜列分布、总长度近23 km的南北两条破裂,在两者之间存在长约3.2 km、宽近2 km的地表破裂空区。南支破裂(F₁)出现在托来山断裂的东段,走向91°,长约2.4 km,以兼具向南逆冲的左旋走滑变形为主,最大走滑位移近0.4 m。北支主破裂(F₂)出现在冷龙岭断裂的西段,总长度近20 km,以左旋走滑变形为主,呈整体微凸向北东的弧形展布,包含了走向分别为102°、109°和118°的西、中、东三段,最大走滑位移出现在中段,为3.0±0.2 m。此外,在北支主破裂中—东段的北侧新发现一条累计长度约7.6 km、以右旋正断为主的北支次级破裂(F₃),累计最大走滑量约0.8 m,最大正断位移约1.5 m。综合分析认为,整个同震破裂以左旋走滑变形为主,具有双侧破裂特点,宏观震中位于北支主破裂的中段,其地表走滑位移很大可能与震源破裂深度浅有关,其中的右旋正断次级破裂可能是南侧主动盘向东运移过程中拖曳北侧块体发生差异运动所引起的特殊变形现象。印度与欧亚板块近南北向强烈碰撞挤压导致南祁连断块沿海原左旋走滑断裂系向东挤出,从而引发该断裂系中的托来山断裂与冷龙岭断裂同时发生破裂,成为导致此次强震的主要动力机制。在此大陆动力学背景下,以海原左旋走滑断裂系为主边界的祁连山断块及其周边的未来强震危险性需得到进一步重视。