2023年塔吉克斯坦MW7.2地震InSAR同震形变场与滑动分布

利用Sentinel-1A卫星SAR影像数据,对2023年塔吉克斯坦M_W7.2地震开展同震形变提取,基于弹性位错模型进行断层反演,并以本文反演得到的右旋节面解为接收面,计算不同深度的静态库仑应力。同震形变结果显示,升轨LOS向最大形变量达15 cm,降轨LOS向最大形变量达16 cm。断层反演结果表明,此次地震最优发震断层走向为131.1°、倾角为85.7°,同震主滑移区分布在深度10～30 km范围内,以右旋走滑为主,最大滑移位置位于地下约20 km深度处,滑移量为3.49 m,未破裂至地表,矩震级为M_W7.16。库仑应力结果显示,该区域库仑应力符合帕米尔高原已有的应力场及地质学研究结果,随着深度增加,其影响范围以发震断层为中心向外扩张,且自5 km深度往下,应力加载区逐渐侵蚀应力卸载区,并开始以加载区为主,在约10 km深度处开始发生余震活动,与本次发震断层相邻的2条断层未来短时间内地震风险性较小。     

顾及黏弹性松弛效应的2015年尼泊尔MW7.9地震震后早期余滑模型

处理尼泊尔境内及中国藏南的连续GPS数据,获得尼泊尔地震震后1 a的三维形变场。结果表明,震后形变主要发生在尼泊尔北部及中尼边境区域,水平形变以向南运动为主,垂直形变以隆升为主。采用有限断层模型反演的震后余滑分布范围十分广泛,主要集中在同震破裂下倾部分,向下延伸至30 km,平均余滑深度为20 km。震后1 a余滑释放的地震矩为8.8×1019 Nm,等价矩震级为MW7.3,占同震释放总能量的12%。扣除黏弹性松弛效应之后,反演的余滑分布更加集中于同震破裂下倾区域,断层模型底部无余滑,平均余滑深度减小为16 km。经黏弹性松弛效应改正后的余滑模型释放的地震矩为 5.7 ×1019Nm,仅为同震释放能量的8%左右。该余滑模型不但提高了数据的拟合精度,且其分布特征更接近应力驱动的模型。由于震后余滑发生在深部而非浅部未破裂区域,说明断层浅部仍处在闭锁状态,其未来的地震危险性仍需密切关注。     

中国东北地区岩石圈有效弹性厚度及构造涵义研究

基于WGM2012布格重力异常数据,获取中国东北地区岩石圈有效弹性厚度T_e分布。采用小波多尺度分解方法,反演区域不同深度地质体横向差异。结合地震重点监视地区(依舒断裂带北段地区、扎兰屯地区、长白山地区)地震活动特征,分析岩石圈深部构造与地震活动之间的关系。结果表明,依舒断裂带北段地区T_e约为15.5 km,岩石抗变形能力较弱,浅部密度横向差异较明显,震源深度较浅;扎兰屯地区T_e约为24.5 km,岩石抗变形能力较强,深部密度横向差异较大,震源深度较深;长白山地区T_e约为11.5 km,受西太平洋板块俯冲作用下的热地幔动力作用,地震活动相对较活跃。     

InSAR约束下2001年昆仑山MS 8.1地震震后粘弹性松弛效应

根据2001年昆仑山MS8.1地震震后2~6 a的InSAR形变场,采用震后粘弹性松弛模型进行模拟,使用半解析平面分层模型研究青藏高原昆仑山地震震区流变结构。Maxwell半空间粘弹性应力松弛模型模拟结果表明,最优的弹性上地壳厚度为15~20 km,莫霍面深度为70 km,该地区下地壳有效粘滞系数在（1~2.5）×1019 Pas之间,上地幔有效粘滞系数在（1~6.3）×1019 Pas之间。该结果与青藏高原玛尼震区的震后粘弹性松弛反演结果基本一致。     

俯冲带地震循环的数值模拟——以日本Tohoku MW9.0地震为例

基于滑移弱化摩擦准则,以日本2011年Tohoku MW9.0地震为例,建立一个以物理规律控制地震循环过程的二维有限元数值模型。结果显示,参考模型在1 000 a间的6次大地震表现出特征地震的规律,地震重复周期约161 a,单位破裂长度地震矩为1.13×1020 Nm/km,在两次大地震中间会发生一次5.62×1018 Nm/km的小地震。参考模型的数值结果与地表同震GPS位移、震间GPS速度分布具有较好的一致性。模型弹性参数的不确定性对同震以及震间形变的影响有限,模型粘性参数主要影响震间形变场。数值计算也显示,假设震间形变仅由断层运动规律所决定,那么在一个地震周期内,模型空间重力异常基本上随时间均匀变化,在大陆一侧距海沟100 km处可达-370 μGal;速度场的变化主要发生在震后约5 a的时间内,此后基本保持稳定增加。     

汶川地震震后余滑和震后粘弹性松弛数值模拟分析

采用2010~2015年汶川地区GNSS震后形变资料,利用有限元法建立三维震后粘弹性松弛模型,通过二维格网搜索获得龙门山断裂带上盘最佳弹性层厚度和中下地壳最佳粘滞系数,并分析汶川地震震后2~7 a粘弹性松弛影响下的震后形变特征;然后采用2008~2009年GNSS震后形变资料,根据最佳参数建立粘弹性松弛与余滑组合模型,并与单一余滑模型进行对比,分析汶川地震震后1 a内的形变特征。研究结果表明,根据模拟值计算得到青藏高原东部弹性层的最佳厚度为25 km,中下地壳的最佳粘滞系数为4.0×10¹⁸ Pa·s;震后1 a内组合模型的拟合效果优于单一余滑模型,其中余滑形变占主要成分。     

InSAR数据约束下的2022年泸定MS6.8地震震源参数及滑动分布

基于Sentinel-1A升降轨数据,使用D-InSAR反演泸定M_S6.8地震同震形变场。首先基于弹性半空间位错模型反演地震震源参数,然后利用分布滑动模型确定断层面上的滑动分布,最后计算周边断层的静态库仑应力变化。结果表明,此次地震造成的雷达视线向最大形变量约为18 cm,同震位错以左旋走滑为主,主要发生在6～24 km深度,最大滑动量约为2.5 m,位于16 km深度,发震断层主要为鲜水河断裂。静态库仑应力触发关系显示,鲜水河断裂南段和安宁河断裂北端的库仑应力显著增强,强震趋势值得关注。     

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。     

震后形变的解析模型和时空分布特征

利用3种可能震后效应（震后余滑、孔隙弹性回弹、震后粘弹性松弛）的数学解析模型，分析了各种震后形变的时空分布特征，并且以1931年富蕴8级地震的震后粘弹性松弛反演为算例，说明震后粘弹性松弛解析模型的应用。分析与计算表明：震后1～2年，3种因素都发挥着很大作用：震后余滑和孔隙弹性回弹主要影响近场，粘弹性松弛影响范围较宽广；此后，震后粘弹性松弛则成为构造活动稳定地区震间形变的重要因素。     

2019-05-18松原MS5.1地震震源机制与地震参数分析

基于密集的流动近台和分布相对均匀的固定台网资料,利用接收函数和面波联合反演震源区下方的速度结构,采用绝对走时和CAP方法获得2019-05-18松原M_S5.1地震的震源机制解,并重新定位余震。结果表明,该地震的发震断层为第二松花江断裂,断层面产状为303°/73°/10°,破裂深度为5.8 km,质心深度约为8 km。结合近年来发生在该地区的5级以上地震资料发现,特殊的震源区结构在东侧太平洋板块持续向松辽盆地深俯冲的作用下导致了松原M_S5.1地震及其他强震的发生。     

跨关中地区现今地壳垂直形变剖面

本文收集跨关中地区2006~2018年13期一等精密水准观测资料,利用线性动态平差方法,通过整体平差获得跨区域长时间尺度的地壳垂直运动速率场图像,基于获得的垂直运动速率结果,对跨关中地区垂直形变趋势特征进行定量定性分析。结果表明,除西安地区以外的渭河盆地地区下沉速率不足1 mm/a,鄂尔多斯地块南部隆升速率为3~5 mm/a,秦岭构造带北麓隆升速率为3 mm/a,而秦岭腹地的隆升速率不足1 mm/a。利用矩形位错模型对区域内断层的滑动速率和断层闭锁进行反演,结果显示,口镇-关山断裂的倾滑速率为6.55 mm/a,闭锁深度为4.6 km;渭河断裂的倾滑速率为3.21 mm/a,闭锁深度为3.4 km;秦岭北缘断裂的倾滑速率为5.34 mm/a,断裂闭锁深度较大,为9.8 km。基于以上结论,结合前人对关中地区的研究成果,探讨分析研究区现今地壳垂直形变特征与动力机制之间的关系,为区域地震危险性判定及动力学研究提供一定的帮助。     

基于地磁异常分析大别造山带东段构造特征

以横跨东大别造山带东段的地磁总强度剖面数据和皖中西部地磁总强度加密点阵数据为基础,经过日变通化改正化极、局部与区域异常场的分离,基于分离出的区域磁异常场,使用近似线性反演公式,计算出剖面的居里面平均埋深24 km,最大起伏6 km。通过近30 a的震源深度分析得知,研究区地震震源深度集中分布在1~30 km,表明该区的“发震层”层位与“磁性层”层位正好吻合。结合区域地质、构造演化等资料,揭示了磁性构造特征与孕震的关系。     

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。     

2012年新源和静6.6级地震前后P波速度结构的演化

基于新疆区域地震台网记录的地震观测报告,采用有限差分层析成像方法反演新疆天山中东段地区的地壳P波速度结构,获得了2012年新源和静6.6级地震前后该区域12 km和24 km深度处半年尺度的P波速度结构的时间演化过程。结果表明,12 km深度处震前震源区及附近区域P波速度差在空间上形成NNE向变化剧烈的高值异常区,异常幅度达0.3 km/s。这种明显的速度差异表明,将半年尺度不同时间段相同深度的P波速度进行差分析,能较好地反映一定区域内地壳介质特性的变化。     

利用InSAR数据约束反演2017年Mw6.3精河地震同震破裂模型

利用Sentinel-1降轨卫星数据,研究2017-08-09新疆精河M_W6.3地震的同震形变与断层滑动破裂。考虑轨道和大气误差的影响,基于模型改正后的精细同震干涉图显示,视线向最大地表位移约为7 cm,未发现有地表破裂。此外,基于弹性半空间位错模型,采用两步法策略分别反演地震的均匀断层几何参数和同震滑动分布,结果显示,精河地震发震断层以逆冲运动为主,主破裂区位于8~17 km深度,最大滑移量为0.6 m,表明该地震是一次由逆冲型隐伏断层产生的单次破裂事件。InSAR结果给出的地震释放矩能量为2.91×10¹⁸ Nm,相当于矩震级M_W6.25,与USGS、CENC等机构给出的震级一致。     

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。     

2017-08-08四川九寨沟MS7.0地震对周边区域应力影响

基于2017年九寨沟M_S7.0地震破裂模型及区域均匀分层粘弹性地壳模型,计算此次地震引起的周边地区同震及震后库仑应力变化,讨论地震对周边若干活动断层的影响。结果表明,此次地震增加了虎牙断裂北段发震破裂区两端的库仑应力,最大同震库仑应力增量为148 kPa,在很大程度上超过地震应力触发阈值10 kPa,震后50 a内破裂区两端的库仑应力有所增强,但增量较小,仅在3~5 kPa左右;虎牙断裂南段同震库仑应力增量较小,在3 kPa左右,震后50 a内应力基本无变化;塔藏断裂带西北段的同震应力增量在5～33 kPa之间,在大部分区域超出应力触发阈值,震后应力有所加强,但是增量较小(约为3 kPa)。库仑应力加载有可能增加以上活动断层的地震危险性,需加强监测。地震对雪山断裂带西段(以虎牙断裂与雪山断裂交叉点为界)的影响较小,其同震库仑应力最大增量仅在6.15 kPa左右,未超过地震应力触发阈值。同时,地震还减小了雪山断裂带东段、白龙江断裂舟曲段、岷江断裂北部以及龙日坝断裂北部地区的库仑应力,可能短时间内减小了这些地区的地震危险性;而对距离震中较远(150 km以外)的地区(如青川断裂)影响十分微弱,其同震与震后应力变化可忽略不计。     

两次大柴旦Mw6.3地震间地表形变的InSAR观测及与同震破裂的联合分析

基于2008-11-10、2009-08-28两次大柴旦Mw6.3地震期间的6景Envisat SAR影像,利用小基线集技术提取相应的InSAR地表形变场。结果显示,震中周缘区域未观测到显著的震后形变空间模式,6个特征点区域的形变序列也未显示由快到慢的时变特征。基于震后形变理论对获取的地表形变进行余滑解释,分析两次地震同震破裂的主要参数,建立震时及期间地下断层滑移过程。两次地震分别在不同深度发生破裂且平均滑移量差异较大,前次地震未产生显著的浅层震后余滑。地震区域岩石圈8.2~23.7km深度内在同震阶段的滑移亏损可能以震间无震滑动的形式予以补偿。     

日本至中国东北区域构造应力场分布与Benioff带的形态关系研究

收集2 291个来源于NIED F-net宽频带地震台网中心M_W≥3.0地震的震源机制解,采用MSATSI构造应力反演方法,得到反映应力相对大小的R值的量θ和3个主应力轴的方位角与倾伏角,同时反演出每个网格的极射赤平投影P、T轴。以3D应力反演为导向,采用矩阵网格分区的方法,以纬度、经度、深度为坐标,将发生在每一区域的震源机制解投射到相应的矩阵区中,并反演出每个矩阵网格点的应力场变化及分布情况。反演结果表明,与板块交接的浅部区域不仅受到太平洋板块的挤压俯冲,同时也受北美板块的斜插作用;东北区域的深震为Benioff带俯冲作用的结果。     

新疆精河2017年6.6级地震对2018年5.4级地震的应力影响分析

基于2017-08-09新疆精河6.6级地震同震破裂位错模型和区域地壳速度结构,利用粘弹性模型计算其地表位移、同震及震后应力场扰动变化,分析其对2018-10-16精河5.4级地震的应力触发关系。结果表明,精河6.6级地震造成的同震位移主要为地表垂向位移,最大位移量为84 mm,地表水平位移最大位移量为25 mm;地震引起发震断裂及其与博阿断裂交会区、库松木楔克断裂东段及分支断裂、喀什河断裂东段库仑应力增加,这些断裂靠近精河6.6级地震震中部分库仑应力增加超过10 kPa,但5~10 a尺度内的应力扰动基本为弹性响应,并未随时间显著变化。精河6.6级地震造成的精河5.4级地震震中位置同震库仑应力变化显著低于10 kPa的触发阈值,两者不存在同震或震后应力触发关系。