2014年美国加州纳帕M_W6.1地震断层参数的Sentinel-1A InSAR反演

2014年8月24日,在美国加州旧金山海湾北部的纳帕地区发生了MW6.1地震.发震断层是西纳帕断裂系统中的一部分,但是该断层之前并未被足够重视.本文利用欧洲空间局最近发射成功并刚刚投入使用的Sentinel-1A卫星获取的第一对同震干涉像对(20140807-20140831),得到了该地震的地表同震形变场,结合震后24h内区域GPS同震形变资料作为约束条件,反演了纳帕地震的断层几何参数以及滑动分布.Sentinel-1A干涉结果表明,此次地震造成了明显的地面形变,视线向最大抬升和最大沉降量均达到了10cm.联合反演结果表明,该发震断层的走向为344°,倾角为80°.主要破裂以右旋走滑为主,平均倾滑角为-146.5°,最大倾滑量达到了1.1m,位于地表下约4km,存在明显的滑动亏损现象.此次地震,累计释放地震矩达1.5×1018 N·m,约合矩震级MW6.1.该结果略小于InSAR单独约束结果,可能与Sentinel-1A像对中包含的快速震后形变分量有关.     

高级时序InSAR地面形变监测及地震同震震后形变反演

差分干涉测量技术(differential interferometry technique,D-InSAR)是在InSAR技术基础上发展起来的,主要应用于测量地表微小形变。该技术在监测地震形变、火山活动、冰川运动、城市地面沉降以及山体滑坡等领域得到广泛应用,但实际研究中存在很多局限性,例如轨道参数误差、地形数据误差、大气延迟误差、时空去相关引起的相位解缠误差以及系统噪音误差等。这些因素成为InSAR高精度形变探测应用的主要限制。InSAR时序分析方法是目前解决常规D-InSAR处理过程中各种精度制约因素的主要方法之一。本文以InSAR时序分析中几个关键技术问题为研究目标,开展InSAR时序关键技术研究。本文取得的创新点如下:(1)在传统相干点提取方法的基础上,提出了一种新的提取方法:满秩相干点。该方法将干涉冗余网络图中节点和边结合起来构建满秩矩阵,并依此作为相干点提取指标。实验结果表明,满秩相干点提取法不仅能有效提高相干点的空间分布密度,而且能保留相干点的最优测量精度。(2)将大气延迟相位分成3种分量,即长波长大气相位、短波长大气相位以及地形相关的大气相位。在此基础上,利用网络法分别对3种类型大气延迟相位进行校正。网络法可以估算出每个时刻的大气延迟误差,再重构每一幅干涉图的大气延迟误差。实验结果分析表明,采用网络法能精确模拟出每个时刻大气延迟误差和每幅干涉图中的大气延迟相位。(3)离散点相位解缠误差是时序分析过程中主要误差源之一,直接影响后续时序分析结果的精度。本文提出一种利用网络闭合环残差方法,对离散相干点相位解缠误差进行检测和校正。该方法可以有效识别出离散相干点解缠相位中相位跳变;同时,本文也介绍了离散相干点解缠相位跳变校正的方法。(4)基于相干矩阵满秩条件,提出一种新的InSAR时序反演策略。利用干涉冗余网络图中各条边和节点之间的关系,采用最小二乘方法解算各个时刻点的形变特征,以有效解决传统InSAR时序反演过程中的秩亏问题。通过Bam地震震后时序形变场提取,在羊八井电站地热开采地下水引起地面沉降监测以及北京市地面沉降监测等几种典型应用中,验证了该方法的有效性和精确性。在关键技术突破的基础上,本文利用提出的新方法,获取了2008年10月6日西藏当雄MW6.3地震同震形变和震后地表形变时序,研究发震断层参数和震后运动过程的动力学机制。利用同震形变反演得到断层几何参数及滑动分布模型为先验知识,以InSAR时序方法获得震后形变时序资料为约束,分别利用震后余滑模型和震后黏弹性松弛模型,研究当雄地震震后断层的运动过程,同时对青藏高原南部中低地壳或者上地幔的黏性系数进行估计,并给出了最优拟合解。     

复杂条件下隧道开挖循环进尺优化方法研究

复杂条件下如何选择合理的开挖进尺一直是隧道施工的难题之一。在已有的研究成果基础上,提出了圆形或近圆形隧道开挖过程的时空关系表达式,并给出基于现场位移监测数据的参数计算方法。结合关角隧道9#工区二郎洞断层破碎带现场施工情况及监测资料,建立了该断层破碎带开挖过程的时空效应关系式,结果表明,该关系式能够反映开挖过程中洞周位移的时空的变化。在此基础上提出了断层破碎带软岩开挖过程的时空效应分析及进尺优化的方法,对关角隧道9#工区几条较大断层破碎带隧道开挖的进尺进行了优化,优化后的开挖进尺是可行的,也解释了断层破碎带围岩隧道开挖“短进尺”的合理性。同时文中也分析了该方法的优点及适用范围。     

分米波毫秒级太阳射电爆发的几个形态

介绍使用１０ｍ天线上２１ｃｍ波段ｍｓ级连续快速记录系统,观测到分米波太阳射电快速活动的几种形态、特征、尖峰辐射及其共生现象。     

能量约束下的同化混染与分离结晶作用模型(EC-AFC)在超镁铁质岩浆演化过程中的应用——以含铜镍硫化物矿床的四川力马河岩体为例

除极少数情况外,岩浆的演化过程基本为开放体系.AFC模型(同化混染+分离结晶)是模拟岩浆演化过程的经典方法.事实上,岩浆演化过程不仅和围岩有物质交换还存在能量的交换,因此由Spera和Bohrson提出的能量约束下的开放系统岩浆演化过程的同化混染与分离结晶(EC-AFC)模型更加符合地质实际,本文介绍了该模型的方法,在此基础上,以含铜镍矿床的四川力马河岩体为例,运用EC-AFC模型模拟该岩体的岩浆演化过程.结果表明,EC-AFC模型能很好的模拟该岩体的开放系统中岩浆演化过程;Sr同位素的EC-AFC模拟曲线表明岩浆很可能在中下地壳发生混染,岩浆与发生混染的围岩在成分上都具有不均一性.     

时序InSAR离散相干点相位解缠误差检查与校正方法研究

提出了一种基于三角形闭合环残差的离散相干点解缠相位误差检测与校正算法,该算法能有效提高离散相干点解缠相位的精度。以沧州市沿海地区为实验区域,利用2008~2010年18景ENVISAT ASAR数据进行InSAR时序分析,对解缠相位跳变误差进行检测和校正,并对比校正前后时序分析结果的精度。实验结果显示,解缠相位一致性检查和误差校正可以有效改正解缠干涉图中的主要相位跳变误差,与改正前相比:1离散点时序累积形变特征的时间连贯性更强,减少了很多突跳;2增加了有效相干点,实验区内有效相干点个数由68 000个增加到186 400个;3两个验证点累积形变量的RMS值分别降低了8.1mm和13.2mm,证明了该方法的有效性。     

黑龙江冬季极端低温气候特征与环流异常

为了更深入的了解黑龙江省冬季极端最低气温气候特征和对应的环流特征,定义了均值倍率来描述极端低温事件的变化特征,并通过百分位法定义了极端低温阈值,从而分析了黑龙江省极端低温事件的时空变化特征及其与环流之间的关系。研究结果表明:黑龙江省冬季极端低温事件总体呈减少趋势,在20世纪80年代中期以前处于偏多期,之后进入偏少期,近两年有增多趋势;在大部分极端低温事件偏多年里,东北地区上空500hPa高度场为负距平控制,极地地区为正距平控制,东亚大槽偏强,欧亚地区盛行经向环流,这有利于冷暖空气南北交换,使得极地冷空气不断南下侵袭黑龙江地区,造成该地区气温偏低,相应的极端低温事件也就增多;而在海平面气压上表现出的是西伯利亚高压偏强,阿留申低压偏弱。     

胶东各类型金矿床黄铁矿化学成分标型特征

黄铁矿是金矿床中重要的载金矿物,对其成分标型进行深入研究可以获得大量矿床成因方面的信息。采用δFe δS、δFe/δS As、(Fe+S) As体系对胶东各类型金矿中的黄铁矿的主微量元素进行了详细研究,得出胶东石英脉型、蚀变岩型和层间滑脱带型金矿成矿期黄铁矿的主微量元素化学成分标型特征。结果表明石英脉型和蚀变岩型金矿成矿期黄铁矿的δFe δS、δFe/δS As、(Fe+S) As体系都具有明显分区特征,这反映了其成矿环境的差异。研究结果证实了该方法适用于胶东各亚类型金矿的研究,并对金矿床中黄铁矿化学成分标型的进一步研究及胶东金矿床的成因和找矿工作具有重要的借鉴意义。     

2016年意大利阿马特里切Mw 6.2地震震源机制InSAR反演

2016年8月24日，意大利中部阿马特里切（Amatrice）地区发生Mw 6.2地震。采用ALOS-2条带模式和SENTINEL-1A宽幅模式的合成孔径雷达（synthetic aperture radar，SAR）数据分别进行SAR差分干涉测量处理，获取了该地震的同震形变场。结果显示，本次地震造成意大利中部地区发生明显的地壳形变，在雷达视线向最大沉降量达19.6 cm。基于合成孔径雷达干涉测量（interferometry synthetic aperture radar，InSAR）和GPS同震形变场数据对此次地震的发震断层进行联合反演，通过改进倾角和平滑系数获取方法，得到了最优滑动分布模型。通过使用单断层模型和双断层模型进行反演可知，双断层模型反演结果优于单断层反演结果，两种模型下反演模型相关系数分别为0.85和0.89，发震断层走向分别为160°和158°，倾角分别为44°和46°，倾滑分布主要位于地下5~7 km，平均倾滑角为-80°，最大倾滑量0.9 m位于地壳深度5 km处，该发震断层是亚平宁冲断带的一部分，为NW-SE向延伸的正断层，断层长约20 km。综合使用地震同震形变场和GPS数据对震源机制进行反演、模拟和分析，获取了高精度的震源参数，可以为分析地震危险性和断层破裂参数等提供数据支持。     

一种改进的简单的估算原始岩浆的方法

利用橄榄石和熔浆的Fe—Mg分配系数,制作了MgO—FeO演化图解。根据MgO—FeO体系中Fo橄榄石的Fo值:Fo=n(Mg)÷n(Mg)+n(Fen(Mg)/n(Mg)+n(Fe))等值线与Fe—Mg演化曲线交点确定原始岩浆成分。该图解优点在于可以更简单、直观地判别原始岩浆成分,适用于橄榄石分离结晶体系。同时介绍了该图解的使用方法,并以峨眉山大火成岩省丽江地区的大具与仕满两个剖面的苦橄岩为例,说明如何应用该图解来恢复原始岩浆以及解释岩石的成因。研究结果表明,仕满地区原始岩浆MgO、FeO含量分别为23.5%和12.8%,部分熔融程度较高,SM-14和SM-15是由仕满原始岩浆经过轻度橄榄石分离结晶形成的,基本可以代表原始岩浆成分。大具地区原始岩浆可分为两类,一类部分熔融程度较低,MgO、FeO含量分别为19.8%和11.3%;另一类部分熔融程度较高,MgO、FeO含量分别为23%和13.3%,与仕满原始岩浆成分类似。大具地区的岩石样品成分均不能代表该地区的原始岩浆成分,而是经历了明显的橄榄石分离结晶作用。另外,峨眉山大火成岩省中绝大多数的玄武岩中CaO含量不符合橄榄石分离结晶关系,并且MgO含量一般都低于8%,以及岩石中普遍出现单斜辉石和斜长石矿物等都表明这些玄武岩不可能由地幔部分熔融形成的原始岩浆直接通过橄榄石分离结晶作用形成。