Sentinel-1A及ALOS2数据约束下的阿克陶地震震源参数反演及发震构造研究

2016年11月25日,在新疆阿克陶县发生了M_W6.6地震.本文利用Sentinel-1A宽幅数据和ALOS2精细数据获得了同震形变场,干涉形变场沿木吉断裂展布,显示本次地震破裂长度可达70 km,在地表形成两个形变中心,且震中东部形变场条纹密集而西部稀疏、影响范围广,跨断层剖面显示视线向最大形变量可达12 cm.利用一种结合先验知识的多视角最小二乘迭代分解法求解出地表的三维形变场,结果显示震中东部形变中心垂向向下运动最大可达20 cm,木吉断裂南侧西向运动可达10 cm,断层表现为右旋走滑兼具正断作用.采用前向模拟的方法确定二段式分段断层模型能够较好地恢复观测形变场,进而以InSAR观测数据为约束,基于弹性半空间形变模型采用两段非均匀断层滑动模型来反演断层面上的精细滑动值.反演结果显示本次地震可能为两次地震事件,发生在断层西段的第一次事件以右旋走滑为主,走向103°,倾角76°,滑动角-167°,震源深度10.1 km,累计地震矩为7.2×10¹⁸N·M;东段的第二次事件为右旋走滑兼具正断作用,走向109°,倾角略缓约55°,滑动角-160°,震源深度5.3 km,累计地震矩7.76×10¹⁸N·M.本次地震是一次发生在公格尔拉张系的拉张环境下的构造地震.     

利用CAP法研究重庆荣昌2014年2月23日ML3.8地震震源机制

利用CAP(cut-and-paste）法反演2014年2月23日重庆荣昌ML3.8地震震源机制,得到震级MW为3.04,节面Ⅰ走向46°、倾角44°、滑动角74°,节面Ⅱ走向247°、倾角48°、滑动角104°,P轴方位147.25°、仰角-2.09°,T轴方位46°、仰角-78.76°,表明该地震是带走滑分量的逆冲型地震。CAP测定的这次ML3.8震源深度为3km,在盖层内,震源机制解中节面Ⅱ走向、倾角与震中附近的一条深度为1700m走向为SW230°倾向NW,倾角约45°的“腹底”逆断层基本一致。震中位于荣昌天然气田,附近有几口废水回注深井,曾发生大量的注水诱发地震。本次地震亦有可能是在区域主应力场的作用下,注水后岩石的孔隙发生变化触发了盖层内“腹底”断层活动的结果。     

利用InSAR技术研究2016年青海门源MW5.9地震同震形变场及断层滑动分布

2016年1月21日, 青海省门源县冷龙岭断裂带附近发生了M_W5.9地震。 基于Sentinel-1A影像, 采用差分干涉雷达测量技术研究了此次地震产生的同震形变场, 结果表明, 门源地震的形变影响范围约20~30 km, 形变态势在升降轨道形变场均显示为隆升, 基本沿冷龙岭断裂呈近似同心圆展布, 推测可能是冷龙岭断裂与民乐—大马营断裂之间的一条逆断层, 沿雷达视线方向最大形变量级约为6 cm。 均匀滑动反演显示门源发震断层长7.3 km, 宽6.2 km, 走向298.6°, 倾角34.5°, 倾向宽度9.5 km, 沿走向滑动量为170 mm, 沿倾向滑动量为460 mm, 矩震级为M_W5.97; 分布式滑动反演显示门源地震以逆冲为主, 兼具少量右旋走滑分量, 滑动量主要集中在沿断层倾向方向, 距离地表5～15 km处, 最大滑动量约0.3 m, 位于断层倾向深度10 km处, 矩震级为M_W5.93。     

2016年台湾美浓MW6.4地震震源参数的InSAR和GPS反演

2016年2月6日台湾西南部高雄市美浓区发生了M_W6.4地震.本文结合ALOS2卫星升降轨、Sentinel-1A升轨SAR数据,采用两轨差分干涉技术获取了该区域的同震形变场,形变结果表明震中西北部以抬升为主,最大视线向形变量约为11.2 cm.基于均匀位错模型和多峰值粒子群（MPSO）算法,利用InSAR和GPS形变数据联合反演了美浓地震的断层几何参数,结果表明震源中心位于22.920°N,120.420°E,深度约12 km,发震断层长度约15 km,走向角307°,倾角16.5°,平均滑动角为51.5°,此次地震是以逆冲倾滑兼左旋走滑的破裂模式.利用格网迭代搜索法得到最优倾角为15.7°,GPS和InSAR最优权比为18：1,最优平滑因子为0.06.基于非均匀位错模型,利用非负最小二乘方法进行线性反演,结果显示最大倾滑和走滑量分别为51.7 cm和55.3 cm,对应矩震级为M_W6.38,略小于GCMT （M_W6.4）的结果.通过与已有文献的比较和对该区域断层构造的分析,发现美浓地震的发震断层为单一断层的解释更为合理,我们推测发震断层是位于左镇、后甲里等断层之间的一条东南-西北走向往东北倾斜的盲断层,并初步推测2010年M_W6.3甲仙地震也同该断层有关.     

芦山MS7.0级地震InSAR形变观测及震源参数反演

2013年4月20四川省芦山县发生M_S7.0级地震,目前的研究资料表明地震发生在龙门山断裂南段,但地表未发现明显破裂.本研究利用InSAR技术与Radarsat-2雷达数据,获取了芦山地震同震的部分形变场,结果表明,近场区域的LOS位移发生视线向隆升,量值在7 cm左右.随后利用弹性半空间的位错模型反演了断层面参数,综合反演结果及震源机制解最终确定了发震断层的初始模型,以形变场观测数据为约束,基于梯度下降法反演获得了断层面上的滑动分布,反演得到的矩震级为M_w6.45级,断层走向213°,倾角39°~43°,最大滑动位于地表以下约13 km深度位置,最大滑动量0.91 m,平均滑动角71°,整体上仍以逆冲滑动为主,兼具左旋走滑.推测在双石-大川断裂以东12 km处展布一条隐伏断裂,为本次的发震断裂.     

2022年1月23日青海德令哈MS5.8地震全矩张量反演及发震构造初步分析

基于青海和甘肃区域地震台网记录的宽频带地震波形和震相观测数据,利用近震全波形反演方法和双差定位方法分别对2022年1月23日青海德令哈M_S5.8地震进行全矩张量反演和地震序列重定位研究。矩张量反演结果表明主震为一次典型走滑型地震,最佳断层面节面Ⅰ走向78°、倾角88°、滑动角－22°,节面Ⅱ走向169°、倾角68°、滑动角－177°,矩心深度为9 km,矩震级为M_W＝5.5。定位结果显示余震优势展布方向为NNW－SSE,长度约16 km,余震震源深度优势分布在7～12 km之间。综合分析表明,节面Ⅱ与余震精定位所勾勒出的断层面走向和倾向较为一致,推断NNW走向的断层面为可能发震断层面,认为德令哈地震是发生在祁连山断裂带的向W倾、倾角约为68°的右旋走滑断裂上。在印度板块向欧亚板块俯冲挤压作用下,青藏高原东北部构造块体应力不断积累,造成祁连山断裂带内断层失稳而发生此次青海德令哈M_S5.8地震。     

基于CAP方法的2013湖北巴东5.1级地震震源机制与发震构造研究

利用湖北与重庆区域台网共9个台的宽频带数字地震记录,采用CAP法(Cut and Paste Method)反演了湖北巴东2013年12月16日MS5.1地震震源机制解,其最佳双力偶解为节面I：走向166°,倾角82°,滑动角41 °;节面Ⅱ：走向69°,倾角49°,滑动角169°;最佳震源深度主要集中分布在5.5 km附近。分析认为此次地震的发震断层为带有逆冲成分的走滑性质断层,主压应力P轴近EW向,主张应力轴近NS向。余震序列主要呈EW分布,少部分呈NS方向分布,较大余震的发震破裂滑动类型以正走滑型的居多,其次为逆倾滑型及逆走滑型。结合7次较大余震的机制解判断,近EW向节面为发震断层。     

基于GPS同震位移场约束反演2008年5.12汶川大地震破裂空间分布

2008年5月12日发生在四川汶川的大地震造成映秀—北川断裂和灌县—江油断裂同时破裂,分别形成了240多公里和70多公里的地表破裂带.本文以GPS观测获得的同震位移场为约束,反演地震破裂的空间分布.反演结果显示映秀—北川主破裂带倾向北西,沿破裂带的走向从南到北倾角逐渐变大,破裂断层的平均宽度在10~18 km左右.破裂断层的错动在南段以逆冲为主,在北段走滑分量逐步加大,右旋走滑成为断层破裂的主要特征.断层破裂最大段落错动量分别达到了7.8 m和7.4 m,恰好对应这次地震中地表破坏最为严重的映秀和北川地区.本次地震释放地震矩6.70×10²⁰N·m,相应矩震级M_w=7.9.     

利用小震分布和区域应力场确定临潭—宕昌断裂断层面参数

首先结合Hypo2000单事件绝对定位方法和双差定位方法时临潭-宕昌断裂附近的小震进行精确定位;然后采用模拟退火全局搜索和高斯牛顿局部搜索相结合的方法分别估算了该断裂不同位置断层面的走向、倾角、位置及相应的误差,并基于局部应力场参数反演了各断层面上的滑动角。反演的断层面走向NW-NWW,倾向NE-NEE,倾角71°~86°,滑动角102°~132°。本文给出的断层面走向、倾向和倾角与已有研究结果相似,但断层错动类型与已有结果分别为右旋走滑和左旋走滑,存在区别。初步分析认为,小震震源机制解给区域应力场参数反演结果带来了误差,进而影响了断层面上滑动角的反演误差。     

1989年10月18日大同-阳高地震的震源机制和发震构造

用设在极震区的一小孔径临时地震台网的资料分析研究了1989年10月18日大同-阳高地震部分余震的空间分布和综合断层面解.结果表明,这次地震是一具有右旋走滑分量的正断层活动.发震断层的主要参数是走向213°,倾角50°,滑动角-125°.地震发生在大同盆地东南边界的六棱山断裂附近,是盆地自晚更新世开始沉降以来在这一地区最新发生的一次构造活动.文中还提出了利用余震的空间分布求地震断裂面参数的方法.     

对1931年新疆富蕴地震断裂带及构造运动特征的初步认识

本文对1931年8月11日富蕴8.0级地震造成的地震断裂带作了较详细的叙述,探讨了发震构造及其新构造运动特征。地震断裂带是在北北西向的可可托海-二台断裂的基础上发展的,南端已超出老断裂范围。全长170公里,总体走向北西342°,断裂面多向北东倾斜,倾角70°左右。从地震断裂的组合形式及山脊、冲沟错动情况,显示出水平运动为主的右旋扭动特征。富蕴8.0级大地震是可可托海-二台断裂新活动的体现,无论在区域受力状况,断裂力学性质和运动方式等方面,都具有强裂的继承性活动特征     

芦山MS7.0级地震余震序列重新定位及构造意义

利用四川省地震台网的震相数据和双差定位方法对芦山M_S7.0级地震及其余震序列进行了精确定位,根据余震分布确定了发震断层的位置和断层面的几何特征,并对余震活动进行了分析.结果显示,芦山M_S7.0级地震的震中位于30.28°N、102.99°E,震源深度为16.33 km.余震沿发震断层向主震两侧延伸,主要分布在长约32 km、宽约15~20 km、深度为5~24 km的范围内.地震破裂带朝西南方向扩展范围较大,东北方向略小,余震震级随时间迅速衰减.震源深度剖面清晰地显示出发震断层的逆冲破裂特征,推测发震断层为大川—双石断裂东侧约10 km的隐伏断层.该断层走向217°、倾向北西,倾角约45°,产状与大川—双石断裂相比略缓,它们同属龙门山前山断裂带的叠瓦状逆冲断层系.受发震断裂影响,部分余震沿大川—双石断裂分布,西北方向的余震延伸至宝兴杂岩体的东南缘,与汶川地震的破裂带之间存在50 km左右的地震空区,有可能成为未来发生强震的潜在危险区.     

四川龙泉山断裂带变形特征及其活动性初步研究

文中通过野外调查和地震反射剖面研究,获取了龙泉山断裂带的变形特征。龙泉山断裂带主逆冲断层位于龙泉山背斜的西翼,具有明显的分段性特征,北段与南段断层面倾向NW,断续分布;中段断层面倾向SE,形成典型的断层传播褶皱,并且断层已经沿背斜前翼膝折带的轴突破,形成贯通的突破断层。因此,中段构成了龙泉山断裂的主体。地貌对断裂活动性的响应表明龙泉山断裂早更新世—晚更新世有过一定的活动,晚更新世以来活动速率较低,且活动性具有从南向北逐渐减弱的趋势     

基于GNSS与InSAR约束的九寨沟MS7.0地震滑动模型及其库仑应力研究

2017年8月8日的九寨沟M_S7.0地震发生在岷江断裂、塔藏断裂及虎牙断裂交汇地区,地处青藏高原东北部的川甘交界地区,位于巴颜喀拉地块的东缘,地质构造复杂,对于九寨沟地震震中位置和发震断层的确定,存在不同意见.本文利用GNSS及升降轨InSAR观测,在获取九寨沟地震同震形变场的基础上,基于均匀弹性半无限位错模型,联合反演了发震断层的滑动分布模型,并计算了同震库仑应力变化.InSAR同震形变场显示,视线向最大沉降量和抬升量分别为0.21 m和0.16 m,形变场长轴为NW向,形变主要集中在断层西侧.距震中40 km和65 km的九寨和松潘两县,水平向的GNSS同震位移分别达14.31 mm和8.22 mm.联合GNSS和InSAR同震形变场反演得到的滑动分布主要集中在沿走向5~33 km,倾向2~20 km的范围内,平均滑动量为0.18 m,最大滑动量为0.91 m.发震断层长40 km,宽30 km,走向155°,倾角81°,滑动角-9.56°.同震位移场及滑移分布模型表明此次地震为一次左旋走滑为主的地震事件,地震破裂并未完全到达地表,与虎牙断裂北段的几何产状和运动学性质更为接近,结合精定位余震的分布,我们确定虎牙断裂北段为此次地震的发震断层,震中位于北纬33.25°,东经103.82°,震源深度10.86 km,矩震量为7.754×10¹⁸ Nm,相应的矩震级为M_W6.5,与美国地调局和哈佛大学给出的震源机制解基本一致.同震库仑应力导致了虎牙断裂北段延长线的东北和西南两端应力增强,其中塔藏断裂的罗叉段和马磨段未来强震的危险性值得关注.     

中、缅、印交界地区的地震分布特征及震源机制解的研究

利用1965——1981年mb4.0的580个地震,研究了中、缅、印交界地区的地震空间分布特征,得到地震主要在阿萨姆块体周围及凹向块体的断裂带上成带或成群分布;在缅甸北部大约由20N到26N存在倾斜地震带,其倾向由南到北逐渐由东转向南东东,其倾角由30变为50;地震带厚度为20——30km;作了38个地震的机制解,机制解表明,在缅甸北部、阿萨姆块体及其相邻地区压力轴为北东方向且近于水平,反映了印度板块以北东方向挤压欧亚板块.      

廊固凹陷深部剪切破裂构造的地震学证据

基于区域地震台网观测数据,采用近震波形反演方法,确定2018年2月12日河北永清M4.3地震的最佳双力偶源震源机制解为:节面Ⅰ走向297°,倾角58°,滑动角-32°;节面Ⅱ走向45°,倾角63°,滑动角-144°;是一个略带正断分量的右旋走滑地震.结合近震转换波测定主震的震源深度在19km附近.地震序列的双差定位结果显示:永清地震序列震中呈北东向窄带展布,表明此次地震主要向北东向破裂;深度集中分布在17～19km,整体形态近于铅直,显示发震断裂具有走向北东、倾向南东、倾角陡立的特征,与节面Ⅱ的性质比较吻合,推测节面Ⅱ为发震断层面.将发震断层面参数与震源区附近断裂性质进行对比分析,形成了关于廊固凹陷附近区域地震构造的一些认识:(1)推测永清地震的发震构造不是地壳浅部发育的先存正断裂,而是震源区下方一条地壳尺度的深断裂,该深断裂为新生断裂,具有右旋走滑正断性质,倾角陡峭、近于直立、宽度较大,向上与夏垫断裂相通.(2)综合震源区附近多条深地震反射剖面探测结果,推测永清地震的发震断裂与新夏垫断裂同属一条断裂,称为:新夏垫深断裂.该断裂从夏垫向西南方向延伸至文安,并可能与霸县—束鹿—邯郸断裂带相联系,总长度超过150km.(3)基于2006年文安M5.1地震与2018年永清M4.3地震在震源机制上的相似性及震源位置上的关联性,结合区域构造条件,认为两次地震的发震构造均为新夏垫深断裂.(4)根据研究区几次显著地震的震源深度分布特征,参考区域断层构造、电性结构和流变学模型,推测活化克拉通块体新生断裂的脆韧性转换界面深度在15km附近.     

GNSS观测的九寨沟7.0级地震同震位移初步结果

2017年8月8日四川省九寨沟县发生了7.0级地震,中国大陆构造环境网络与北斗地基增强系统的GNSS连续观测共同监测到了此次地震的同震位移（坐标：东向为正,北向为正）,结果显示：3个站点记录到了明显的同震位移,距离震中43 km的九寨沟台站（SCJZ）在东西向的位移为-9.8±1.5 mm,在南北向的位移为3.3±0.7 mm;距离震中65 km的松潘站（SCSP）在东西向的位移为-1.8±0.7 mm,在南北向的位移为-7.7±0.6 mm;距离震中77 km的舟曲站（GSZQ）在东西向的位移为0.4±1.2 mm,在南北向的位移为3.6±0.8 mm.通过同震位移分布特征,可以推测此次地震为一次左旋走滑型事件,引起水平向同震位移大致不超过150 km范围,地震对东南侧的龙门山断裂带影响非常小,对北侧的塔藏断裂和西侧的岷江断裂处引起的同震位移为厘米级.同震位移的反演结果显示：断层面上滑动量主要集中在7 km深度,最大量值约为0.4 m,平均滑动角为-15°,利用滑动分布计算的相应矩震级为M_W6.4,与地震波反演结果相当.结合同震滑动分布、同震主应变分布、余震分布和震源机制解等特征,推测此次地震破裂极值区累积的能量得到较充分释放,进一步分析得出此次地震在塔藏断裂、岷江断裂和虎牙断裂处产生了一定的应力变化,值得持续关注.     

THE CENOZOIC TECTONICS AND SEISMIC ACTIVITY OF XINZHENG-TAIKANG FAULT IN THE SOUTHERN EDGE OF TAIKANG AREA

On the basis of dividing and comparison of the Neogene strata and their bottoms revealed by 7 drill holes in Taikang area, we completed 101 seismic profiles with a total length of 4991km. Seismic data were compared and interpreted. The results indicate that Xinzheng-Taikang Fault, as a blind fault extending from Xinzheng to Taikang, which was considered as an EW striking fault from Xuchang to Taikang before, is the boundary of Taikang uplift and Zhoukou depression, controlling the sedimentation since Neogene Period. So we named the fault the Xinzheng-Taikang Fault, which is composed of two branches, mainly, the east and west branches. The west branch strikes northwest, dipping northeast with steep angles, and the fault plane extending more than 140km in length. As revealed on the seismic profiles, the eastern segment of the west branch is normal fault, while the west segment of the branch shows characteristics of strike-slip fault. The east branch trends NW-NEE, dipping SW-SSE with the length of about 50km. Two branches form a minus flower structure, indicating the strike slip-extension tectonic background. The bottom of Neogene strata is offset about 120m by the east branch, 20m by the west branch, and the bottom of Quaternary is probably offset too. Meanwhile, latest studies suggest that the composite strip of the two branches of Xinzheng-Taikang Fault, which is a tectonic transfer zone, is the subduction zone between the two strike-slip faults. The tectonic stress tends to be released by the east-west branch fault, and the zone should be the seismogenic structure for the recent seismicity in Taikang area. In 2010, the latest earthquake ofM_S4.7 occurred in this area, causing 12 people wounded. The seismogenic structure was considered to be the Xinzheng-Taikang Fault. So locating the fault exactly is of great importance to disaster prevention.     

尼泊尔M_W7.8地震InSAR同震形变场及断层滑动分布

采用DInSAR技术和欧空局2014年新发射的Sentinel-1A/IW数据,获取了2015年4月25日尼泊尔M_W7.8地震的InSAR同震形变场.所用InSAR数据扫描范围东西长约500 km,南北宽约250 km,覆盖了整个变形区域,揭示了形变场的全貌及其空间连续变化形态.此次地震造成的地表形变场总体呈现为中部宽两端窄的纺锤形,从震中向东偏南约20°方向延伸,主要形变区东西长约160 km,南北宽约110 km,由规模较大的南部隆升区和规模较小的北部沉降区组成,南部最大LOS向隆升量达1.1 m,北部最大LOS向沉降量约在0.55 m.在隆升和沉降区之间干涉纹图连续变化,没有出现由于形变梯度过大或地表破裂而导致的失相干现象,表明地震断层未破裂到地表.基于InSAR形变场和部分GPS观测数据,利用弹性半空间低倾角单一断层面模型进行了滑动分布单独反演和联合反演,三种反演结果均显示出一个明显的位于主震震中以东的滑动分布集中区,向外围衰减很快,主要滑动发生于地下7~23 km的深度范围内.InSAR单独反演的破裂范围,特别是东西向破裂长度大于GPS单独反演的破裂长度,而InSAR单独反演的最大滑动量则低于GPS单独反演的滑动量.因此认为联合反演结果更为可靠.联合反演的破裂面长约150 km,沿断层倾向宽约70 km,最大滑移量达到4.39 m,矩震级为M_W7.84,与之前用地震波数据和GPS数据反演的结果一致.     

利用走时和波形拟合迭代反演阿拉善地壳速度结构及2015年阿拉善左旗5.8级地震震源机制

据中国地震台网测定,北京时间2015年4月15日15时39分,在内蒙古自治区阿拉善左旗（39.8°N,106.3°E）发生M_S5.8地震,震源深度为10 km.地震发生后多家机构对其开展了研究,本文使用喜马拉雅Ⅱ期布设在南北地震带北段的台站观测数据,通过走时反演和波形拟合反演的迭代,获得了该地区地壳一维速度结构,接着利用直达P波观测与理论走时差对震中位置重定位,然后反演地震的最佳双力偶解以及震源深度,最终得到了区域速度结构、地震的三维坐标、发震时刻以及震源机制解.结果显示,此次地震发生于世界时2015年4月15日7时39分26.718s,震中（39.7663°N,106.4304°E）,震源矩心深度18 km,矩震级M_W5.25,节面Ⅰ走向176°,倾角85°,滑动角-180°,节面Ⅱ走向86°,倾角90°,滑动角-5°.结合该区域断裂带构造运动分析,本文认为此次地震是左旋走滑破裂,略带正断分量,断层面是节面Ⅱ,走向为NEE（近E-W）向,发震构造为震中附近的E-W向隐伏断裂.