基于InSAR技术的同震、震后形变机制与地震触发关系研究

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地表形变是地震最直接、最明显的现象,它为研究地震造成的破坏和断层构造提供了重要的观测资料,提取高精度的同震、震后地表形变场和执行地震滑动分布反演对理解发震机制和分析地震区域活动性具有重要意义。合成孔径雷达干涉(Interferometric Synthetic Aperture Radar,In SAR)技术凭借其高效率、高空间分辨率、全天候和大范围全面覆盖研究区域等诸多优势,已成为监测地震形变场和认识发震机制的重要工具。本文以2017年Mw7.3伊朗地震和2016年Mw6.0澳大利亚地震为研究对象,采用In SAR技术分别获取两次地震的同震、震后形变场,反演分析两次地震的震源机制和计算地震引起的库仑应力变化。论文主要工作及取得的成果如下:1)针对板块间出现的逆冲型地震情况,本文选取升降轨Sentinel-1A三个不同视角的影像数据监测2017年伊朗地震的同震形变场,伊朗地震三维同震形变场的获取利用基于先验知识的最小二乘迭代逼近法建立;采用MSBAS(Multidimensional Small Baseline Subset)技术获取二维震后形变时间序列。结果显示同震形变场呈现出不对称的椭圆形分布,震中两侧形变区域的最大相对位移约为90 cm;三维同震地表形变场整体表现为西南方向的水平运动,震中东北形变区域的沉降和震中西南方向的隆升运动;二维震后形变时间序列表现出逐渐缓慢衰减的趋势,与余震的空间分布具有较好的一致性;震后形变的主要机制以震后余滑为主;利用弹性半空间模型反演伊朗地震同震变形场,结果显示发震断层的最大滑移量为2.5 m,平均滑移量为0.72 m,平均滑动角为126.38°,反演得到的矩震级为Mw7.34,本次试验对该区域构造活动的研究具有一定的指导意义。2)针对板块内稳定地带极少出现大地震的情况,本文采用ALOS-2和Sentinel-1A影像数据对2016年澳大利亚地震同震地表变形场进行检测。结果显示同震形变场的变化趋势沿NNW方向分布、且长度达20 km;利用弹性半空间模型反演得到同震发震断层在距离地表深度1.5 km处滑移量最大、约为1.14 m,发震断层的平均滑动角约为42.79°,反演得到矩震级为Mw 6.1;使用SBAS(Small Baseline Subset)技术获取震后形变的时间序列,结果显示震后形变列呈现逐渐衰减的趋势,主震后858天内最大位移为5.4 cm。余滑反演发震断层的后续运动结果显示在0.5 km处滑移量最大、约为0.25 m。最后,计算了澳大利亚地震引起的静态库仑应力变化,震后余滑分布与库仑应力的加载区域高度一致,澳大利亚地震进一步加剧了WT-2和WT-3断层东南部的应力积累、增加了该两处区域的地震危险性。
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