2021年云南漾濞地震InSAR监测及断层滑动分布反演

采用双轨D-InSAR技术获取2021-05-21云南漾濞6.1级地震的升降轨同震形变场,并以此为约束,基于Okada均匀弹性半空间位错模型反演发震断层的几何参数与同震滑动分布,最后通过正演模型预测地震的同震三维形变场,分析地震的形变特征及发震断层的几何形态和构造运动。结果显示,在InSAR形变场中,升轨LOS向最大形变量约10 cm,降轨LOS向最大形变量约13 cm;利用Okada模型反演得出,发震断层长约12.53 km,宽约6.44 km,位于地下3～9 km处,断层走向约136.34°,倾角约83.79°,滑动角约-175.46°;断层的同震滑动主要分布在沿走向9～21 km与沿倾向向下3～9 km范围内,最大滑动位移出现在地下4 km深度处,滑移量达到0.64 m;通过正演模型的地表三维形变预测发现,垂直方向最大抬升约3.22 cm,最大沉降约4.04 cm。总体而言,此次地震的发震断层类型为右旋走滑,且带有正断分量,初步判断地震发生在一条未知的NW-SE向断裂带上,该断裂可能属于维西-乔后-巍山断裂和红河断裂北段的次级或分支断裂。     

2022年青海门源地震震源机制与同震滑动分布研究

采用Sentinel-1A卫星提供的升降轨雷达影像数据研究门源地震同震形变及震源机制。首先利用合成孔径雷达差分干涉(D-InSAR)技术获得门源地震的同震形变场;然后以升降轨同震形变场为源数据,利用弹性半空间位错模型进行反演,确定地震的断层几何参数和滑动分布;最后基于同震滑动模型对升降轨同震形变场进行正演。结果表明,沿雷达视线方向的升轨和降轨同震形变场最大抬升形变量分别为39 cm和58 cm,最大沉降形变量均为56 cm。此次门源地震为左旋走滑型地震事件,发震断层方向为NWW-SEE、走向为109°、倾角为86°,主要集中在地下2～6 km处,最大滑动量为4.2 m,释放的地震距为8.22×10¹⁸Nm(M_W6.6)。正演结果表明,本文滑动分布模型准确可靠。     

2021年漾濞MW6.1地震同震形变提取与断层源模型反演研究

基于D-InSAR技术,收集Sentinel-1卫星升、降轨及精密轨道数据,结合外部DEM,成功提取2021-05-21云南省大理州漾濞县M_W6.1地震的同震形变场。结果显示,升轨卫星视线向最大形变量级约为6.0 cm,降轨卫星视线向最大形变量级约为7.9 cm。以升、降轨InSAR观测结果为约束,对漾濞地震的断层几何参数及滑动分布进行联合反演发现,此次地震的最优发震断层走向为136.6°、倾角为83.1°,断层破裂主要集中在地下2~12 km深度处,最大滑动量约为0.45 m,位于地下7 km深度处,断层在近地表未出现大面积显著滑移现象,表明此次地震未破裂至地表。     

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.     

联合光学和雷达遥感数据的2021年玛多MW7.3地震同震形变提取

利用Sentinel-1升降轨数据,基于D-InSAR技术获取2021-05-22青海玛多M_W7.3地震LOS向形变场。由于地震破裂达到地表,沿断层剖面处出现了干涉条纹不连续、破碎重叠等现象,为准确提取地震发震断层的几何展布,联合地震前后的Landsat-8光学影像数据,基于频率域互相关算法提取地震水平向形变场及断层的几何展布特征。结果显示,玛多地震的地表破裂轨迹长达155.6 km,在首端及末端存在分支破裂,地表主体破裂带可分为3段,段间走向差异较大,整体呈NWW向展布。发震断层主要以左旋走滑为主,推测本次地震由昆仑山口-江错断裂控制。     

基于InSAR约束的2022年泸定MW6.6地震同震滑动分布及库仑应力变化

基于Sentinel-1A升降轨影像数据,利用D-InSAR获取2022-09-05泸定地震视线向同震形变场。首先利用贝叶斯方法搜索断层的先验几何参数,利用非负最小二乘原理反演断层精细滑动分布,然后根据断层滑动分布参数计算震中附近库仑应力变化,最后利用震间GPS速度场数据计算发震区震间应变场。结果表明：1)泸定地震的同震形变场沿视线向的最大形变量为15 cm; 2)泸定地震是一次典型的左旋走滑型地震,断层走向为NNW-SSE,约167°,沿走向破裂约为55 km,倾角约74°,断裂深度主要为0～17 km,最大滑动量约为1.12 m,对应深度为1 km,释放的总地震矩为1.02×10¹⁹ Nm,对应矩震级为M_W6.64;3)鲜水河断裂带南东段、安宁河断裂带北段和玉龙希断裂中北段处于应力加载状态,未来发生地震的可能性较大;4)震源区位于拉张应变和挤压应变的转换区域,该应变转换区可能与多个不同活动块体在该地区的交会有关。     

2020年土耳其MW5.7地震InSAR同震形变特征与破裂滑动分布

为准确认识2020-06-14土耳其MW5.7地震的发震位置、构造特点以及地震危险性,利用D-InSAR技术对Sentinel-1A数据进行处理,基于GACOS进行大气校正,获得视线向（line of sight,LOS）同震形变场。降轨LOS向同震形变场显示,断层北侧抬升,最大抬升形变量约8.87 cm;南侧沉降,最大沉降量约-7.75 cm。以LOS向同震形变为约束,先采用贝叶斯自举优化法反演发震断层几何参数,然后使用有限断层方法反演地震破裂滑动分布。结果显示,断层走向约257.48°±0.65°、倾角约79.69°±0.98°、滑动角约154.2°±3.8°,震中位置为（40.754°E,39.389°N）,破裂区域长度约8 km、宽度约6 km,破裂的最浅埋深约0.8 km、最大埋深约8.9 km,最大滑动量约0.57 m,对应深度约4.278 km。地震释放地震矩约4.54×1017 Nm,对应矩震级MW5.7,与土耳其灾害和紧急情况管理局公布的结果一致。此次土耳其地震受近东西向的潜伏断层控制,以右旋走滑为主兼具少量的逆冲特性。地震造成部分地区的库伦破裂应力增量超过0.1 bar,这些区域未来的地震危险性值得关注。     

荣县地震InSAR同震与时间序列形变初步分析

借助Sentinel-1A卫星升降轨数据，利用合成孔径雷达差分干涉测量(DInSAR)和Okada均匀滑动模型反演获得四川荣县地区三维同震形变场及荣县地震震源参数。结果表明，此次地震造成的断裂现象大体沿NS向，两侧沉降区域中间伴随抬升现象，最大垂直形变量约18 mm；荣县地震发震断层符合逆断层特性，断层长约9.5 km，宽约2.1 km。采用时间序列分析技术获取该地区2018-11～2019-03各时间段的累计形变，结果发现，该区域在震前形变波动较小，地震是造成累计形变较大的主要原因，震后地表变化趋于稳定。     

基于升降轨Sentinel-1数据分析2017-11-12伊拉克MW7.3地震震源参数

利用Sentinel-1卫星提供的多个轨道SAR数据对2017-11-12伊拉克M_W 7.3地震进行研究,通过处理不同轨道数据并比较,获取震区可靠的同震形变场。利用降轨同震形变场,采用数据分辨率约束的四叉树方法降采样后作为约束条件,基于弹性半空间模型（Okada）反演断层几何参数及滑动分布。结果表明,本次地震位于扎格罗斯褶皱冲断带,产生的破裂带长度为44.5 km、宽度为16.1 km;发震机制为走滑逆冲断层,断层滑动角为140.68°,倾角为8°,最大滑动量为3.83 m,地震造成视线向最大抬升和最大下沉为50 cm和40 cm;此次地震震源深度为15.5 km,累计释放地震矩0.97×1020 Nm。     

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。     

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台湾美浓MW6.4地震InSAR形变场初步分析

利用欧洲航天局最新发射的宽刈幅、高分辨率Sentinel-1A卫星,第一时间获取2016-02-06台湾美浓MW6.4地震干涉像对,使用D-InSAR技术获取美浓地区的同震形变场。利用震中附近39个同震GPS观测进行对比验证后显示,InSAR获取的同震形变场精度优于1 cm（3σ）。形变发生在宏观震中30 km×30 km范围内,主要表现为沿雷达视线向抬升,最大抬升约12 cm。从形变场空间分布特征可以看出,空间连续性较好,说明宏观震中附近地表未发生明显破裂。宏观震中并不与震中位置重合,而是位于震中西部约15 km处。     

走滑断裂活动导致地应力解耦的机理研究——以龙门山断裂带东北段为例

2008年汶川MS8.0地震后,沿龙门山断裂带系列水压致裂地应力测量结果表明,断裂带东北段(茂县-绵竹连线东北侧)北川、平武及广元等地浅表层最大主应力方向与区域应力场相比发生了25°~69°不等的偏转,亦称地应力解耦。初步分析认为,龙门山断裂带东北段的右旋走滑活动直接导致了区域内最大主应力方向的解耦,且最大主应力方位向偏转角度与断裂右旋走滑活动量正相关。为合理解释这一现象,探讨走滑断裂活动导致地应力解耦的机理,本文采用二维有限元数值模拟方法,选取汶川MS8.0地震断裂(龙门山中央断裂)上的同震右旋走滑位移作为边界条件,首先模拟了龙门山断裂带东北段右旋走滑活动产生的扰动应力特征,之后结合断裂带附近典型钻孔地应力测量结果,叠加该扰动应力作用,从力学机理上深入剖析断裂右旋走滑活动产生的扰动应力对区域应力场(或初始应力场)的影响,并对其附近不同构造部位最大主应力方向偏转现象进行定量解释。初步结果表明：1) 走滑断裂活动导致地应力解耦主要是通过断裂滑动产生的扰动应力对区域应力场的附加影响实现的;2) 在固定的断裂活动长度和摩擦强度情况下,走滑断裂活动导致区域最大主应力方向偏转角度基本与活动断裂走滑位移量呈正比;3) 受汶川MS8.0地震影响,龙门山断裂带大致以茂县-绵竹为界,西南侧的宝兴-映秀-汶川一带最大主应力方向偏转角度很小,基本与区域应力场一致,而东北侧的北川-平武-广元一带则发生角度不等的偏转,3个地区最大主应力方向平均偏转角度分别为65°、56°和29°,该角度与龙门山断裂带东北段同震右旋走滑位移量呈正相关。     

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日本Mw9.0强震的高频GPS形变波特征初探

利用高频GPS数据长基线双差精密定位技术,获取2011年3月日本Mw9.0强震近场和远场GPS连续参考站的瞬时动态形变。分析表明：距震源较近的IGS站（USUD）的同震动态形变水平方向幅度超过60 cm,震后水平形变达到30 cm;位于远场的GPS连续参考站（JLYJ）的动态形变,清晰地给出了地震面波引起的地表形变波形。对JLYJ站的谱分析表明,地震面波引起的动态形变周期为10～17 s,并出现了两次峰值,东西向和垂向上的动态位移量远大于北南向,说明JLYJ站的形变主要由Rayleigh波及其谐波所主导,Rayleigh波的传播速度为3.5 km/s,波长约50 km。     

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。     

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。     

针对一般倾角的走滑/倾滑位移理论公式的改进

对Savage走滑位移公式加以改进,使其在反映走滑断层特征的基础上包含断层的倾角信息,体现断层倾角对地表位移的影响。当断层不是直立时,结论如下：1）震间形变曲线的中心不在断层出露地表处,而在断层闭锁与滑动分界线在地表的投影处|2）断层倾角δ、断层闭锁深度d之间存在几何关系：tanδ=d/doffset|3）由于同震沿断层面破裂,其位置与震间形变曲线中心不一致,导致同震时上下盘位移不对称。此改进同样适用于倾滑断层。