2015年泥泊尔Mw7.8地震三角位错同震滑动分布及震后余滑反演

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随着InSAR和GNSS技术的不断发展,利用其监测地震引起的地表形变,反演地球内部结构以及动力学过程对于揭示地震发生机制起到十分重要的促进作用。本文首先基于尼泊尔震区46个GPS测站点和ALOS-2与Sentinel-1A四个不同轨道的观测影像获得的尼泊尔MW7.8地震同震形变场,反演了本次地震的断层几何参数和同震滑动分布,并分别从位错模型、断层几何结构和平滑约束条件三个方面对同震滑动分布的影响进行讨论。然后,基于尼泊尔境内32个连续GPS测站点和Sentinel-1A/B三个不同轨道的观测影像获取的震后~2年的地表形变场,反演了震后余滑模型,并对粘滞性松弛效应进行了简单的讨论。本文主要工作及取得的成果如下:(1)基于GPS数据利用贝叶斯算法反演了尼泊尔MW7.8地震单一平面断层几何参数,并基于三角位错模型反演同震滑动分布,结果显示尼泊尔MW7.8地震同震滑动分布沿走向方向延伸140km左右,位于深度8~14km,其中最大滑动量为6.32m。滑动从震源处向东南方向单侧延伸,与断层走向基本平行;直至MW7.3余震附近,呈现出分别沿北方向和东南方向扩展的现象,形成一个3m左右的滑动空区。(2)基于矩形位错模型反演尼泊尔MW7.8地震同震滑动分布,并与三角位错同震滑动分布进行比较。结果显示两种位错模型的同震滑动分布整体滑动特征表现一致,但是三角位错同震滑动分布模型显示出更多滑动细部特征,InSAR拟合残差减少~10cm,GPS拟合残差减少~2cm。(3)采用Elliott等人提出的陡-缓-陡的断层几何结构反演尼泊尔MW7.8地震同震滑动分布,反演结果和单一平面断层反演的滑动分布特征一致、数量值基本相同。因此我们认为尼泊尔主震位置附近可能同时存在单段和多段的断层结构,与Qiu Q等人的结论一致。(4)对尼泊尔MW7.8地震施加最小矩正则化平滑约束,同震滑动分布结果显示最大滑动量为6.5m,位于深度约9.7km,断层面上出现明显的滑动跳变和震荡,并且同震地表位移拟合残差较大。而采用拉普拉斯平滑约束得到的最大滑动量和滑动特征与大多数研究结果较为相似,没有出现滑动跳变和震荡的情况,同震地表位移拟合残差也更小。因此我们认为在本次滑动分布反演中使用拉普拉斯平滑约束效果更好。(5)基于PREM模型,研究发现2年的粘滞性松弛造成的震后地表位移与震后GPS位移相比整体较小,在震区北部与震后GPS运动趋势相同,震区南部与震后GPS运动趋势相反。因此我们认为震后2年的粘滞性松弛效应对震后形变贡献较小。基于震后GPS和InSAR获取的地表形变场反演震后余滑,结果显示震后余滑主要位于~25km深度,以逆冲为主兼少量右倾走滑,最大滑动量为0.35m,释放的地震矩为5.5×1019N·m,相当于一次MW7.12地震,约占同震释放地震矩的10%。余滑主要发生于断层的下倾处(即发生于同震滑动分布的北部),并与同震滑动区域有少量重叠,同时在最大余震MW7.3处存在少量的滑动(<0.2m)。
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