尼泊尔MW7.9地震震后断层滑动时空特征分析

利用2015年尼泊尔MW7.9地震震后16个站531 d的连续观测数据,基于弹性位错理论,使用主成分反演方法（PCAIM）分析该地震震后断层滑动的时空变化特性。结果表明：1）震后断层滑动服从对数衰减模式;2）余滑主要分布在主震破裂带北部区域,最大滑动量达到20.6 cm,位于地表以下26.7 km处;3）余滑释放的地震矩为3.36×1020 N·m,对应矩震级约为M_W7.6。     

基于GNSS观测研究2015年尼泊尔MW7.8地震震后地壳形变特征及其机制

收集及处理尼泊尔境内的GPS连续观测站和中国藏南地区的GPS基准站数据,获得2015年尼泊尔MW7.8地震震后3 a的GPS水平形变场。结果显示,尼泊尔地震的震后形变主要分布于尼泊尔北部及中尼边境区域,且东西方向形变较小,南北方向形变较大,整体继续向南运动,最大震后位移约为10.93 cm。采用孔隙弹性回弹模型计算的理论地表位移远小于GPS观测值,无法解释GPS观测到的震后形变。采用震后余滑模型反演的结果表明,震后余滑主要集中在断层的下倾延伸部分,且空间分布较广,余滑释放的地震矩为1.09×1020 Nm。采用PSGRN/PSCMP程序计算粘弹性引起的理论地表形变结果显示,粘弹性松弛模型不能解释近场GPS观测值,但在远场区域的运动方向与GPS观测值一致。采用粘弹性松弛和震后余滑组合机制模型进行反演,余滑释放的地震矩降为1.08×1020 Nm,且空间分布更加集中。研究结果表明,组合机制模型在保证了模型拟合精度的基础上,反演结果与应力驱动模型反演结果更接近。     

利用加密GNSS数据和震源机制解分析川滇块体南部现今地壳活动特性

利用多源项目获得的补充加密GNSS观测资料计算研究区高空间分辨率的GNSS水平运动速度场和应变率场,采用地震波形资料,通过CAP方法求解震源机制解,在此基础上使用阻尼区域应力反演方法分析川滇地块区域构造应力场的空间分布特征。结合主要断裂的活动特性,综合分析川滇地区的地壳形变特征。结果表明：1）块体浅部的最大主压应力与地表的最大主压应变率由SSE向转变为近SN向,呈现出较好的一致性,GNSS观测至少可反映20 km以内的地壳形变;2）川滇块体南部的东向滑移和顺时针旋转,可能受青藏高原推挤、华南块体阻挡及印度板块与欧亚板块之间北向运动速率自西向东递减而形成的右旋剪切拖拽作用的顺时针力偶的综合影响;3）川滇块体在综合力偶作用下SE向挤出和顺时针旋转的同时,受到走滑逆冲断裂带的吸收转换,使得青藏高原物质SE向挤出有限。     

滇西重力断层运动时间分布特征的初步研究

地表观测的重复重力数据综合反映了地表观测点的位置变化、地壳内部密度变化和地壳内部构造变形，通过反演这些数据得到的断层位错运动的时间变化综合反映了地壳内部形变和密度变化的耦合运动。为此，利用滇西1985年以来的重复重力观测数据，结合地质调查和地球物理推断结果确定断层运动模型作为约束，并考虑到观测数据和模型粗差，反演获得了滇西主要活动断裂运动的时间变化分布。结果表明，滇西1985－2001年断层运动的时间变化表现出断层往复运动特征，较好地反映了区内Ms≥6.0地震（如1996年丽江Ms7.0地震、1998年宁蒗Ms6.2地震和2000年姚安Ms6.5地震等）的孕育过程。指出强震孕育过程遵循地壳内部密度和地壳形变耦合运动模式（简称DD耦合运动模式），并给出了断层位错DD耦合运动模式的基本图像。     

2015年尼泊尔Mw7.9地震震前断层闭锁与同震位移特征分析

对尼泊尔震前的GPS水平速度场进行融合处理,获得跨喜马拉雅中东段沿N15°E方向的GPS水平速度场剖面。采用弹性半空间矩形位错模拟反演,结果表明,尼泊尔地震前喜马拉雅主前缘断裂带存在浅部闭锁,深部无震蠕滑,闭锁深度为22.5km,蠕滑段滑动速率为19.0mm/a,断层倾角为10°。GPS观测的同震形变场揭示了尼泊尔地震引起的地壳形变特征,最大同震位移位于尼泊尔境内的KKN4,该站向南移动1.89m;地震还在我国藏南地区造成最大0.54m的永久形变。距离震中400km以外GPS观测到的同震形变微弱,在误差范围之内。依据GPS同震水平位移在N15°E方向的位移剖面,采用矩形位错模型简单模拟了尼泊尔地震的同震破裂。结果显示,GPS同震位移剖面可以用喜马拉雅冲断带前缘主断裂(MFT)以北的基底低角度逆断层引起的弹性位错模拟,浅部的主前缘逆冲断裂、主边界逆冲断裂和主中央逆冲断裂等分支并没有破裂。     

利用GPS资料反演祁连山断层的三维滑动速率

以位错理论模型为基础,导出了利用GPS观测的水平位移场速率数据反演断层的走滑、倾滑和张开三维运动速率分布的最佳估计反演计算公式,并利用青藏高原东北缘1999~2001年间GPS观测的位移场速率对祁连山断裂的三维运动速率分布进行了反演计算研究。结果表明,祁连山断裂活动速率在断层倾滑方向上明显大于走滑方向和张开方向,而且具有空间分布的不均匀性特征。     

中国玉树 Mw6.9地震InSAR地表形变特征分析

利用ALOS PALSAR和ENVISAT ASAR雷达遥感干涉像对,获取了2010年4月14日玉树 M w6.9地震的InSAR同震形变场.对形变结果的分析表明:至少有3次地表破裂;沿断层走向的形变分布范围远大于垂直断层分布范围,且对断层两侧的影响范围在10 km左右;最大的视线向形变量达54 cm,最大水平位移达180 cm;形变分布特征与左旋走滑断层特征吻合.对比ALOS PALSAR和ENVISAT ASAR的形变测量结果,发现两种模式获取的结果非常一致.另外基于InSAR获取的宏观震中与野外考察结果也非常一致,表明InSAR是宏观震中快速定位的简单快捷方法.     

红河断裂带的分段特性及构造网络蕴震观

本文利用构造运动的古形变速率、断层地貌的形态反映、现今构造形变测量结果、重力场和深部结构特征以及遥感影象揭示的构造形迹性质,研究活动断层的分段特性,讨论其粘滑与蠕滑问题。然后,根据系统科学原理,把红河断裂带及周围地域内相关的构造网络视为一个开放的系统,再根据分维数及应力分布的差异,把断裂带甫、北段分别划归两个子系统。地震活动的差异说明子系统走向稳态的方式不尽相同。     

玛多MW7.3地震同震滑动分布的三维有限元模拟分析

首次构建2021年玛多M_W7.3地震三维有限元模型,分析同震滑动分布特征。首先解算高精度GNSS同震形变观测数据;然后建立玛多地震三维有限元模型,并用弹性半空间Okada模型验证其准确性;最后以40个近场和远场GNSS同震形变观测数据为约束,利用最小二乘法反演玛多地震同震滑动分布模型,从而模拟同震位移。结果表明,玛多地震引起的破裂主要分布在野马滩和黄河乡附近,最大滑动值约为3.4 m。该结果与现场考察结果一致,能够很好地解释GNSS同震形变观测数据。     

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。     

利用主成分分析建立区域对流层延迟时空模型

提出一种基于主成分分析（PCA）的ZTD时空建模方法,并利用GNSS连续运行参考站获取的ZTD数据,建立香港、云南、中国3个区域范围的ZTD时空模型。结果表明,所建立的区域对流层延迟时空模型不仅精度明显高于Saastamoinen、EGNOS和UNB3m模型,而且建模过程简单,模型参数较少,使用方便。     

基于GNSS技术的大型建筑物实时动态监测与模型化

对高楼的GNSS连续监测单历元动态解算发现,在正常情况下单日解解算结果的位移变化具有一定规律。采用频谱分析提取位移变化主成分,利用高阶谐函数构建高楼实时监测位移预报模型。以同济大厦监测为例,所构建的预报模型预报结果与实际位移值相吻合,水平方向RMS优于3 mm,垂直方向RMS优于7 mm。     

郯庐断裂带安徽段及“霍山窗”断层活动特征与地震关联性研究

利用郯庐断裂带安徽段及“霍山窗”区域的跨断层水准测量资料,运用断层形变累积率及年滑动速率比方法计算各测线近20 a的观测数据,研究区域内断层活动及能量积累的整体空间演化特征,梳理各测点所跨断裂带的断层形变特征及变化过程,从空间分布和时间演化的角度探讨断层活动特征与安徽及邻近地区中强地震的关联性。结果显示：1）郯庐断裂带安徽段断层形变累积率总体高于“霍山窗”区域,震前存在高值聚集、区域分界、高密度低值梯度带等特征,显示震前的应力积累背景;2）安徽地区断层活动明显受郯庐断裂带整体活动的影响,区域性差异和阶段性变化显著;3）断层形变的年滑动速率比异常对地震活动的判断具有一定的指示作用,主要表现为震前2个月~1 a的高值异常及多个测点的群体性异常等特征,随着震级的增大,异常分布范围和变化幅度均有所增大。     

利用InSAR资料反演宁洱Ms6.4地震震源参数及库仑应力变化

首先利用ALOS PALSAR数据,通过D-InSAR技术获取2007-06-03云南宁洱MS6.4地震的同震形变场,然后基于Okada弹性半空间位错模型反演该地震的断层几何以及精细滑动分布,最后计算宁洱地震后周边断层的静态库仑应力变化。结果表明,形变主要集中在西盘,最大视线向形变量为51.6 cm;反演得到的震源位置为23.05°N、101.02°E,深度3 km,断层走向145°,倾向49.5°,平均滑动角153°,发震断层为NNW向普洱断裂,断层活动以右旋走滑为主,兼具逆冲分量;断层面最大滑动量为1.2 m,反演得到的震级为MW619。基于库仑应力场发现,磨黑断裂处于库仑应力增加区域,而2014年景谷地震位于负值区域。结合实地考察资料和反演结果表明,宁洱地震为浅源地震,但断层并未出露地表。     

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四川地区季节性水文负荷对地壳变形及活动断裂带应力应变的影响

利用四川地区GNSS观测数据研究该地区季节性负荷位移场及季节性负荷应力应变场,并结合降水数据分析该地区季节性水文负荷对地壳变形及活动断裂带附近应力应变的影响。结果表明,四川地区地表发生的季节性位移与降水之间存在很强的时空相关性;水文负荷周期性变化产生的负荷应力扰动对活动断裂带的应力积累模式具有一定的调节作用,进而影响活动断裂带的运动状态。     

鲜水河断裂带断层蠕变观测与地震

利用断层蠕变观测数据,采用断层运动学分析方法、主成分分析法,综合研究鲜水河断裂带现今运动学特征,并探讨其与断裂带附近中强震孕育-发生及周边大尺度强震的可能关系。结果表明：1）鲜水河断裂带现今构造运动以左旋走滑为主,但错动方式并不唯一,在个别时段也出现短暂的右旋走滑。此外,鲜水河断裂带还表现出明显的分段活动特征。2）鲜水河断裂带断层蠕变观测在白玉MS5.5地震、雅江MS6.0地震、汶川MS8.0地震、芦山MS7.0地震以及康定MS6.3地震前均出现了不同程度的形变异常,属于这几次地震的前兆反应,而鲜水河断裂带于2001年底开始的大幅度拉张运动,主要是受2001-11-14昆仑山口西MS8.1地震震后大区域应力场调整影响所致。     

顾及观测值精度的断层变形参数反演研究

从观测值奇异值、观测值分布及反演模型的先验信息3个方面入手,研究观测值对反演结果的影响。以观测点到微分断层的距离倒数为权,构建顾及观测值权值影响的反演模型。以位错理论为基础,结合遗传算法,对龙门山断裂带进行三维滑动速率反演研究。结果表明,经过奇异值剔除的数据应用于顾及观测值权值的反演模型,给定合理的“先验信息”,其结果比已知观测值直接参与反演模型更稳定、可靠。     

基于经验模态分解方法的山西断裂带跨断层形变资料分析

利用经验模态分解方法重构并提取山西断裂带跨断层形变监测高频平稳信号和低频趋势信号。基于高频平稳信号分析地震前兆异常及其表现形式,结果表明,在山西断裂带及邻近地区中强地震前部分跨断层测段出现明显异常;强震前山西断裂带跨断层异常测点数量多、分布广、距离震中较远,中强地震前异常测点多集中在震中附近。基于低频趋势信号分析断层形变时空分布特征表明,山西断裂带断层以继承性正断运动为主,断层分时分段差异特征明显。