GPS和InSAR的同震、震间形变观测及断层运动学参数反演

来源 :中国地震局地质研究所 | 被引量 : 1次 | 上传用户:ssskstar
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近二十年来,迅猛发展的GPS(Global Positioning System)和InSAR(Interferometric Synthetic Aperture Radar)技术已经成为了地表形变监测的重要手段。由于其具有高空间分辨率、覆盖范围广、精度高、全天时、全天候的优点,能够高效的获取高精度地表形变信息,因此在地震周期的形变监测中得到了广泛的应用。本论文基于GPS和InSAR技术,分别以2017年Mw 6.5级米林地震和鄂拉山断裂为研究对象,进行了同震、震间形变的运动学参数反演等工作。本论文主要的研究内容和结论如下:(1)2017年11月17日,中国米林市米林县发生6.5级地震。震中位于喜马拉雅东构造结的南迦巴瓦构造结地区。本论文利用GPS和Sentinel-1A(哨兵1A)升轨数据,经解算得到了米林地震的同震形变场。基于GPS和InSAR数据的联合反演,我们获得了米林地震的发震断层构造,即一个北东倾的S型逆冲断裂,断层倾角为75°。反演结果表明,该地震破裂过程中,地震矩的释放为7.49×1018 N·m,对应的矩震级大小为Mw 6.55。断层面上的最大滑动量为1.03m,且集中在12 km深度以上。米林地震的发生可能与印度板块向欧亚大陆俯冲过程中应变率的释放有关。本论文计算了应变率和b值的空间分布,结果表明,米林地震前,震中附近区域处于高应变率和低b值状态,表明地震是在高应变/应力状态下发生的。同理可知,震中西南和东南两个地区(喜马拉雅主冲断裂东部和实皆断裂的北端)也处于相同的构造背景,其地震危险性值得被关注。(2)本论文利用近二十年获取的GPS速度场,以贝叶斯理论作为断层滑动反演的理论框架,采用MCMC(马尔科夫链蒙特卡罗)方法,构建鄂拉山断裂的运动学模型,探讨该断裂的现今震间滑动速率和闭锁状态。研究结果表明,鄂拉山断裂的闭锁深度约为15 km,深部的滑动速率为5.0±1.5 mm/a,反映了断层两侧地壳的整体相对运动速率。尽管当前研究区的GPS观测台站分布相对稀疏,但仍可以探测出断层闭锁状态沿走向的变化。在断层中段,由于几何形态的变化,形成了强闭锁的凹凸体,闭锁系数达到0.6~0.7;断层的南段和北段有明显的蠕滑特征,计算得到的闭锁系数仅为0.2~0.3。进一步计算凹凸体上由于滑动亏损产生的等效地震矩积累率为2.35×1017 N?m/a,等效于Mw 5.6地震的能量水平。最后,针对研究区域GPS台站分布稀疏的局限,本研究基于滑动模型的误差最小化准则,给出有限资源条件下的GPS台站优化增设方案。
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