基于InSAR技术的阿尔金断裂带东段震间形变监测

正阿尔金断裂带是亚洲大陆内部一条长期活动的巨型走滑断裂带,该断裂带是青藏高原与塔里木盆地之间的Ⅰ级块体边界构造带,晚第四纪以来活动强烈,具有发生高震级地震的构造条件。在阿尔金南缘断裂与阿尔金北缘断裂相互重叠的二百多公里区域内(即拉配泉北至肃北段),史上无高震级地震记录,形成了明显的5级地震空段。此外,小震精定位结果显示,该地区自2002年出现了小震活动增强的现象,累积应变释放也呈现加速特征。阿尔金断裂带东段     

东昆仑断裂带东段强震形势分析

围绕东昆仑断裂带强震构造背景及巴颜喀拉断块动力学环境,分析了1900年以来断块边界强震活动及强震周期性特征,探讨了东昆仑断裂带东段的强震危险性。     

运用古地震数据评价东昆仑断裂带东段未来百年的强震危险性

通过收集、整理和分析青藏高原东北部22条断裂带上古地震定量数据,拟定了该区的地震复发概率密度函数.根据此函数对区内东昆仑断裂带东段不同段落上未来100年内强震原地复发的条件概率进行了初步研究.结果表明,该断裂带上自西向东的3个破裂段中,玛沁段和塔藏段未来20、50、100年的复发概率值介于0.76%~7.36%之间,玛曲段未来20、50年的复发概率值介于2.0%~5.26%,属于低概率事件;玛曲段未来100年的复发概率值为10.82%,属于中概率事件;整个段未来100年内至少发生一次7级以上强震的联合概率可达21.87%,属于中概率事件.考虑到概率模型的不确定性,进一步对各段进行了危险性的定性分类,综合评价认为玛沁段在未来百年内发生大震的危险性较低,玛曲段和塔藏段未来百年发生大震的危险性较高.最后将本文拟合的概率密度函数与传统通用函数计算的条件概率值进行比较,发现通用的复发概率函数随着自变量t/R的增大,因变量P的反映不如本文拟合函数的敏感.     

运用古地震数据评价东昆仑断裂带东段未来百年的强震危险性

通过收集、整理和分析青藏高原东北部22条断裂带上古地震定量数据,拟定了该区的地震复发概率密度函数.根据此函数对区内东昆仑断裂带东段不同段落上未来100年内强震原地复发的条件概率进行了初步研究.结果表明,该断裂带上自西向东的3个破裂段中,玛沁段和塔藏段未来20、50、100年的复发概率值介于0.76%~7.36%之间,玛曲段未来20、50年的复发概率值介于2.0%~5.26%,属于低概率事件;玛曲段未来100年的复发概率值为10.82%,属于中概率事件;整个段未来100年内至少发生一次7级以上强震的联合概率可达21.87%,属于中概率事件.考虑到概率模型的不确定性,进一步对各段进行了危险性的定性分类,综合评价认为玛沁段在未来百年内发生大震的危险性较低,玛曲段和塔藏段未来百年发生大震的危险性较高.最后将本文拟合的概率密度函数与传统通用函数计算的条件概率值进行比较,发现通用的复发概率函数随着自变量t/R的增大,因变量P的反映不如本文拟合函数的敏感.     

基于PS-InSAR的蓟运河断裂震间形变监测研究

采用2014年10月22日至2019年4月11日之间的26景Sentinel-1升轨数据,基于PS-InSAR技术对蓟运河断裂这一隐伏断裂进行形变监测试验。结果表明：(1)研究区受地面沉降干扰强烈地区在南部宁河一带,向北地面沉降逐步减弱,在蓟运河断裂北段以北一带基本无地面沉降现象。(2)研究区北部的视向线形变速率在蓟运河断裂北段一带在0 mm·a^-1左右,向北随远离断裂形变速率增大,表明研究区北部受近东西向燕山隆起控制,有向南掀斜运动的趋势。(3)蓟运河断裂北段活动方式为黏滑,其两盘的视线向相对形变速率差约为1.83 mm·a^-1,蓟运河断裂南段两盘形变速率差小于2.96 mm·a,与2005—2012年的水准测量结果相近,表明蓟运河断裂2005年以来活动速率较为稳定。(4)在受到地面沉降影响下,隐伏断裂的InSAR形变场包含更多的非构造信息,无法获取断裂的具体形变速率。但断裂活动会导致断裂两盘含水层厚度不同,地下水超采造成的地面沉降幅度也不同,相应的其InSAR形变场在断裂两盘出现突变,对隐伏断裂的位置判定有一定意义。     

东昆仑断裂带东段玛曲断裂古地震初步研究

东昆仑活动断裂是青藏高原东北部一条重要的NWW向边界断裂。玛曲断裂位于东昆仑断裂带的最东段。本文通过3个古地震剖面揭示出东昆仑断裂东段玛曲断裂全新世共有4次古地震事件。最新一次古地震事件为距今(1730±50)～(1802±52)a,第二次古地震的时间为距今(3736±57)～(4641±60)a;第三次为距今(8590±70)a;第四次为距今(12200±1700)a。其中第一次和第二次古地震事件的时间较为可靠,两次古地震事件之间的复发间隔为2400a左右,由此认为东昆仑断裂带东段的古震事件之间的复发间隔为2400a左右,古地震的离逝时间为距今(1730±50)～(1802±52)a。     

利用InSAR研究乌恰地震同震形变

2008年10月5日在新疆乌恰地区39.50°N、73.64°E处发生MW6.7地震,用ROI_PAC软件处理4景日本ALOS卫星数据得到乌恰地震的三维同震形变场。距离向,断层北侧最大位移达39 cm,南侧最大位移达36 cm;方位向,北侧和南侧的最大位移分别为1.5 m和2 m。采用Okada弹性位错模型分析该地震的滑动分布,模拟得出的断层走滑角为48°,倾滑角为53°,深度为10.5 km,最大形变量2.5 m,分析得出该地震为向北逆冲兼左旋走滑。     

北京地区区域性形变场与近期强震危险性研究

分析1998－2000年期间水准和GPS测量给出的北京地区区域性形变场的背景值及其与定点断层形变观测值的关系。结果表明：（1）该地区的大面积垂直形变速率及速率梯度值在华北地区的通常 数值之下，也低于若干大地震前的相应异常特征值；（2）该区由GPS方法显示的大面积水平形变速率也属于较低水平；（3）定点观测的断层形变速率（垂直向和水平向）与区域性的背景值相当；（4）根据大面积形变场的 断层形变异常水平，预计近期（1－3年内）北京地区不会发生较强地震。     

用InSAR数据得到的鲜水河断裂西北段地震间滑动速率

鲜水河断裂是青藏高原东部边缘附近的高活动性走滑断层系统。我们使用多干涉图方法由ERS-1/2和欧洲环境卫星所获得的十年SAR数据来构建由于鲜水河西北段地震间应变积累而产生的视距形变速率图。该速率图显示了与断层有关的清晰的形变梯度,但是从地表断层迹线看稍向东偏移。通过使用蒙特-卡洛方法对InSAR速率图和GPS数据的共同反演,当锁定深度为3～6km时,以90%置信水平估算出滑动速率为9～12mm/a。此滑动速率与全新世断层滑动速率及历史地震相吻合。我们的结果也揭示不存在显著的跨断层拉伸。将来,上升和下降轨道得出的InSAR数据可能会进一步约束此断层的3D断层滑动速率。     

东昆仑断裂带托索湖段现今形变特征及其与2021玛多地震相互作用

东昆仑断裂带作为孕育强震和协调青藏高原内部构造变形的大型走滑断裂带,其现今震间闭锁情况与运动学特征一直备受关注.前人通过野外地质考察以及传统大地测量技术初步厘定了东昆仑断裂带的长期滑动速率,但受限于观测台站的空间分布,难以得到精细化的东昆仑断裂带托索湖段及其次级断裂的现今运动特征.本文利用覆盖东昆仑断裂带托索湖段2015—2021年Sentinel-1升降轨数据获取了高空间分辨率的沿断层走向震间形变速率场,结合螺位错模型和马尔科夫链蒙特卡洛方法反演得到了该段断裂现今精细化的震间滑动速率和闭锁状态.研究结果表明,东昆仑断裂带托索湖段处于断层锁定状态,闭锁深度分布在8~29 km区间,断层深部滑动速率分布在6~9 mm·a^-1范围内.最后,本文基于库仑应力变换探讨了2021玛多地震与东昆仑断裂带的相互作用,发现东昆仑断裂带震间运动对玛多地震无明显应力加载作用,而玛多地震却促进了东昆仑断裂带花石峡至阿尼玛卿山南缘、玛沁—玛曲段的应力积累,其潜在地震危险性值得关注.

     

Ductile deformation and regional strain field in the southern segment of the Tancheng-Lujiang fault zone,eastern China

Studies in a segment of the Tancheng-Lujiang fault zone show that it is a major transcurrent ductile shear zone with a considerable sinistral displacement. The formations (PtT₁₊₂) at depths of 5 to 15 km may have cropped out in this area during subsequent erosion. Many ductilely deformed structures are in it. The deformed zone was formed during the Indo-Sinian orogeny. On the basis of measurements and analyses of many deformed pebbles within the shear zone, it is suggested that the deformation in the zone studied may be catagorized as a variation of simple shear and plane strain with a constant volume. The intensely deformed belt is generally 40 to 50 km wide, with the average strain ratio 27.68 and the maximum greater than 87.37. From analysis of elongation strain, we estimate that the deformed belt has been elongated by 164.23 km and narrowed by 222.5 km. The internal belt was formed by a high shear strain , calculated to be more than 11.34. The deformed belt is associated with syntectonic dynamothermal metamorphism, represented by greenschist facies and retrogressive metamorphism on previous amphibolite facies.     

昆仑断裂带东段滑动速率梯度

欧亚大陆走滑断裂带是否实现对青藏地壳及岩石层的向东挤出,很大程度上取决于断层尾端变形的动力学机制。本文我们利用青藏高原北部昆仑断裂最东段千年尺度的地貌标志物提供一组最新的滑动速率测定结果。该断裂带是印度?亚欧碰撞带产生的最主要走滑断裂带之一,在西藏岩石层向东挤出的模型中扮演着主要的作用。曾有人争论在相当长的长度内该断裂显示出相同的滑动速率。黄河支流上的河流阶地位移以及阶地上物质的14C测年可以控制晚更新世至全新世断层以来的滑动速率。结果显示沿断裂东部约150km滑动速率从>10mm/a～<2mm/a自西向东系统地递减。这些数据向那些认为整条断裂滑动速率保持一致的观点提出质疑,相反揭示出位错的梯度性,这与那些在断层尾端预期的情形是类似的。另外,沿断层的滑动看起来在增厚的高原地壳内部终结,因此沿昆仑断裂的滑动导致的西藏岩石层的挤出都会被断裂尾端周围高原的内部变形所吸收。     

根据2001年Mw 78可可西里强震InSAR同震测量结果反演东昆仑断裂两侧地壳弹性介质差异

利用2001年 Mw 78 可可西里强震InSAR同震测量结果，反演了青藏高原北部东昆仑断裂两侧地壳弹性介质差异.InSAR测量结果显示断层南侧的同震位移比北侧的大20％～30%.根据人工地震反射剖面建立岩石圈模型，以断层两侧杨氏模量差异和震源破裂深度为反演变量，通过有限元方法模拟实测得到的同震位移剖面.反演得到最佳断层破裂深度为20～22km，断层南侧杨氏模量相对北侧比值为81%～92%.结果表明，断层两侧弹性介质性质存在明显差异，由于构造运动作用，断层南部地壳不及北部地壳坚硬.前人利用地震层析成像和大地电磁测深等手段推断青藏高原内昆仑山断裂以南可可西里－羌塘地块地壳内广泛发育低速高导层，我们通过形变场力学分析得到与此相一致的结果.     

Paleo-earthquake studies on the eastern section of the Kunlun fault

Introduction East Kunlun active fault is one of the largest sinistral slip fault zones in northern Tibetan Pla-teau. The fault tails primarily after the ancient eastern Kunlun suture zone, which was reactivatedby the northward subduction of the Indian plate beneath the Eurasian plate. The western end of thefault starts near the western flank of the Buxedaban peak in Qinghai Province. The fault then ex-tends eastwards through the Kusai Lake, Xidatan, Dongdatan, Alag Lake, Tuosuo Lak…     

2008年汶川8.0级地震前横跨龙门山断裂带的震间形变

利用区域GPS和水准测量资料,结合地震构造背景的分析,本文研究2008年汶川8.0级地震前横跨龙门山断裂带地区的震间地壳形变,探讨引起这种形变的活动构造与动力学模式,并由此认识汶川地震的孕育与成因机制.主要结果表明：1997～2007年期间,自龙门山断裂带中段朝北西约230 km的地带内存在垂直于断裂的水平缩短变形、以及平行于断裂的水平右旋剪切变形,缩短率为1.3×10-8/a （即：0.013 mm/km/a）,角变形速率为2.6×10-8/a;同一地带在1975～1997年期间还表现出垂直上隆变形,上隆速率在龙门山前山断裂与中央断裂之间仅0.6 mm/a,而至龙门山后山断裂及其以西达2～3 mm/a.这些反映了在汶川地震之前至少10～30余年,龙门山断裂带中段的前山与中央断裂业已闭锁、并伴有应变积累.造成这种形变的主要原因是：以壳内的低速层为“解耦”带,巴颜喀拉地块上地壳朝南东的水平运动在四川盆地西缘受到华南地块的阻挡、转换成龙门山断裂带中段的逆冲运动;由于该断裂段的震间闭锁,致使西侧的巴颜喀拉地块的上地壳发生横向缩短以及平行断裂的右旋剪切变形.然而,龙门山断裂带北段在1997～2007年期间除了有大约0.9 mm/a的右旋剪切变形外,横向的缩短变形极微弱,这可能与该断裂段西侧的岷江、虎牙、龙日坝等断裂带吸收了巴颜喀拉地块朝东水平运动的大部分有关.另外,汶川地震前,横跨龙门山断裂带中段与北段的地壳形变特征的差异,与汶川地震时能量释放的空间分布吻合.