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。     

基于InSAR的广义海原断裂带中东段现今深部运动特征

以InSAR技术获取的高空间分辨率震间形变速率场作为约束,利用最速下降程序包（SDM,steepest descent method）反演了广义海原断裂带中东段（毛毛山断裂、老虎山断裂、狭义海原断裂）断层面上整体的震间滑动速率空间分布。结合区域历史强震和现今中小地震活动情况,分析讨论断层面上的现今应力积累状态和活动特征。结果表明,广义海原断裂带中东段以左旋走滑运动为主,由东至西各段的最大滑动速率依次为3.5 mm/a、2.3 mm/a及3.4 mm/a,分别位于18~24 km、18~21 km及15~21 km深处;毛毛山断裂闭锁深度约为9 km,存在一定的应力积累,具备强震发生背景;老虎山断裂深部存在无震滑移,未来发生强震的可能性不大;狭义海原断裂活动存在分段差异,东、西两段断层滑移较明显,中段断层滑动速率较小(最大速率约为1.5 mm/a）,应在日常震情跟踪工作中予以关注。     

新疆富蕴地区近五十年形变场研究

根据20世纪50～60年代高等级三角测量资料和2004～2005年GPS复测数据,计算了新疆富蕴地区近50年的区域形变场。结果表明:富蕴断裂带中部的相对位移最大,约300mm,中误差约为60mm,平均形变速率最大达6mm/a;不管是采用GPS分析得到的断裂长期滑动速率(2mm/a)还是采用地质资料得到的滑动速率(4mm/a),根据弹性应变积累模型,扣除断裂长期构造运动的影响后还有较大的剩余形变场。富蕴地区近50年的区域形变场可能是地壳长期构造运动和强震(例如1931年富蕴8级地震)震后粘弹性松弛共同影响的结果。     

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。     

山东地区近期垂直形变场精细特征分析

利用山东地区38个GNSS基准站2011~2016年连续6 a的观测数据，对山东地区地壳垂向形变场特征进行系统分析。结果表明，山东地区地壳垂向形变具有明显的差异性，形变量最大的区域为山东西南部地区，形变速率约为-24.0 mm/a；西北部地区形变速率较大，为-15.0 mm/a；东南部以及沿海地区沉降速率较小，为-0.5~3.0 mm/a；而在中部地区（泰山山脉）呈隆升趋势，形变速率为0.3~5.0 mm/a。     

融合CORS网与时序InSAR研究北京地区地面形变

为提高地面形变监测的时空分辨率以及监测精度,采用CORS网与时序InSAR监测相融合的方法,对北京地区2018～2020年地面垂直方向形变进行研究。首先在InSAR监测量中去除极浅地表影响;然后对CORS站数据进行低频重构;最后以CORS网为基准,对InSAR监测时序进行整体平差,获得融合形变结果。结果表明,融合CORS网和InSAR监测能有效利用CORS网连续观测的优势,获取连续一致的高时空分辨率形变结果,融合方法在构建高分辨率与高精度地面形变时间序列中具有一定优势。在地面垂直方向上,朝阳区、通州区、大兴区中南部地面沉降最为明显,最大年平均形变速率达到-90 mm/a;昌平区中西部、海淀区西部、门头沟区东部等地存在较为明显的抬升,年平均形变速率约为10～20 mm/a;其他地区地面年平均形变速率约为-10～10 mm/a,相对变化较小,较为稳定。     

基于Sentinel-1雷达影像的成都市地面沉降InSAR监测分析

利用2017-03~2018-03共30景Sentinel-1A SAR数据,分别采用PSI和SBAS技术获取成都市主城区地面形变分布信息,结合地面水准资料对InSAR结果进行精度评估,并初步分析地面沉降的原因。结果表明,成都市大部分区域稳定,平均形变速率主要集中在-5~5 mm/a;地面沉降主要位于一环线以外地区,地铁5、6号线主要站点及周边不均匀沉降明显,最大沉降速率达到20 mm/a;在成华区和锦江区等部分新建城区有不同程度的地面沉降,速率为5~15 mm/a,PSI和SBAS结果相关性较高。     

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。     

湖北恩施州铁路选线滑坡隐患识别与成因分析

基于2019-01～2022-05共97景Sentinel-1A卫星影像,使用SBAS-InSAR方法对湖北恩施州进行形变监测。结果表明,研究区内存在多处滑坡群,最大滑动速率达49 mm/a。基于外部DEM生成研究区坡度图,统计形变和坡度关系后发现,滑动区域主要位于坡度为20°～40°的山体上,因此在铁路选线时需要重点考虑坡度和坡向因素。研究发现,远离河流的内陆型滑坡在雨季呈加速滑动趋势,雨季过后滑动速率变缓;而河岸型滑坡在雨季呈减速滑动趋势,雨季过后滑动速率增加。结合光学影像和地质勘察资料分析可知,InSAR监测结果与实际情况基本吻合。研究结果有助于了解湖北恩施州地表形变趋势及成因,表明时序InSAR技术可用于轨道交通工程滑坡普查与预警,滑坡监测成果可为高速铁路前期选线提供重要参考依据。     

用GPS测量结果研究华北现今构造形变场

用华北及邻区近十多年GPS测量结果和欧亚板块的弹性运动模型研究华北地区的水平形变场和局部水平形变场 ,发现华北地区水平形变场存在比较一致的SE向运动 ,且运动方向绕顺时针方向逐渐旋转 ,从西向东运动速率逐渐增大。鄂尔多斯、华北平原和鲁东 黄海地块的运动速率分别为 4 .8mm/a、5 .0mm/a、5 .2mm/a ,运动方向分别为SE5 0°、4 0°、35°。鄂尔多斯、华北平原和鲁东 黄海地块的局部形变方向分别为SE方向、SSE方向和SSW方向 ,而华北局部形变场的形变速率大约为水平形变场的 5 0 %。应用地块的整体旋转与线性应变模型计算了华北主要断裂带两侧的相对运动和各地块内部的主应变场。华北EW向和NWW向断裂基本上为左旋走滑型 ,滑动速率从东向西逐渐减小 ;NNE向和NE向断裂基本上为右旋走滑型 ,从北向南滑动速率逐渐减小。华北地区应变场的基本格架是NEE SWW方向压缩与NNW SSE方向扩张 ,主压应变率从西向东逐渐增大而主张应变率从西向东逐渐减小。根据全区水平形变场与应变场的基本特征推测 ,华北地区构造运动与形变的主要驱动力为 :青藏高原NE方向的推挤力 ,太平洋板块向欧亚板块俯冲对华北地壳产生的西向推挤力 ,以及地壳上隆所产生的NW SE方向的扩张力     

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九寨沟Ms7.0地震的InSAR观测及断层破裂研究

为提高九寨沟2017-08-08 MS7.0地震的InSAR同震形变场精度，厘清发震断层的构造形态及形成机制，对形变区相干系数进行统计分析并确定相干性阈值，利用GACOS对形变场进行大气校正，再根据余震分布和地质背景确定发震断层的基本形状，最后基于Okada弹性半空间位错模型反演发震断层的滑动分布。改正后的InSAR同震形变场显示，视线向最大下沉为25 cm，最大抬升为10 cm，分别位于震中西北和东南，形变长轴为北西向,主要形变区位于发震断层西部。改正后的InSAR形变场残差均方根较改正前小，最大滑动量为0.9 m，平均滑动角为-0.5°，破裂主要集中在地下1~20 km范围内，矩震级为6.5，与USGS和GCMT等机构的结果一致。研究表明，利用GACOS改正九寨沟InSAR同震形变场对提高形变场精度具有一定的作用，反演断层滑动分布的结果较改正前差别不明显，发震断层的属性与虎牙断裂北段的性质基本一致。结合余震重定位结果可以推断，发震断层为虎牙断裂的北向延伸部分，此次地震事件为巴颜喀拉地块南东向扭转与华南地块碰撞的结果，中下地壳粘性流体的差异分布是导致虎牙断裂倾角变化的主要原因。     

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Sentinel-1 SAR数据约束的2018年谢通门MW5.8地震同震破裂模型

通过Sentinel-1卫星升降轨数据获取谢通门地震的同震形变场,并基于均匀弹性半无限位错模型反演地震的同震滑动分布模型。InSAR同震形变场表明,升降轨视线向最大形变量分别为0.049 m和0.051 m,形变场长轴大致呈南北方向,位于甲岗-定结断裂西侧。通过对倾角和倾向进行格网搜索发现,西倾节面更可能为该地震的发震节面。反演结果表明,滑动分布主要位于2~10 km深度范围内,平均滑动量为0.02 m,最大滑动量为0.10 m,发震断层倾角为47°,平均滑动角为-81.60°,显示该地震以正倾滑动为主。大地测量数据约束的该地震震中为30.27°N、87.75°E,震源深度为6.58 km,释放地震矩为5.056×10¹⁷ Nm,对应矩震级为M_W5.7,与GCMT、USGS公布的震级基本一致。综合分析震中位置和滑动机制认为,甲岗-定结断裂的分支断层为本次谢通门地震的发震断层。     

川滇菱形块体东边界现今应变积累特征及强震危险性

基于川滇地区2013~2018年GNSS速度场结果,解算区域地表应变率场,分析川滇菱形块体东边界现今地表应变特征,反演其断层闭锁程度和滑动亏损分布,并重点分析芦山地震后该区域的深部应变积累程度。结合已有历史地震破裂及断层库仑应力结果,综合分析芦山地震后川滇菱形块体东边界不同段的强震危险性。结果表明,川滇菱形块体东边界现今呈现出明显的左旋应变积累特征,三岔口地区剪切应变积累速率最大,最大量值为3.5×10^-8/a;同时,川滇菱形块体东边界还表现出NS-NE向的拉张和近EW-NW向的挤压变形,康定-石棉段EW向挤压应变率最高,为-3×10^-8/a;安宁河-则木河断裂带EW向挤压应变率为-2×10^-8/a ~ -3×10^-8/a,而小江断裂带由北至南挤压变形逐渐减缓,东川以南转为拉张变形;断层闭锁反演结果与GNSS应变率结果具有较好的一致性,同样反映出川滇菱形块体东边界左旋剪切应变兼局部挤压或拉张的应变积累特征。综合分析认为,鲜水河断裂带道孚-八美段、康定以南的磨西至安宁河断裂带及小江断裂带的巧家-东川段、宜良-建水段具有较高的闭锁程度和左旋滑动亏损速率,是强震危险性较高的段落。     

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。     

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。     

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