基于InSAR技术的于田地震形变特征及发震机理研究

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地震通常发生在地表迹线清晰,已知的大型活动断裂上,中强震的发生通常会造成明显的地表形变。地震是区域构造形式的集中表现,伴随着地表形变和断层位错,地震活动的相互触发加剧了区域构造运动。同震形变信息是断层在地表运动的直观表现,对了解发震断层的运动性质,研究邻近断层的构造特征具有重要意义。基于InSAR技术全天时、全天候观测得到的高空间分辨率地表形变信息,在地质灾害快速观测及长时间地表缓慢沉降监测中得到了广泛的应用。2020年6月26日新疆和田地区于田县(35.73°N,82.33°E)发生6.4级地震,位于西昆仑块体与巴颜喀拉地块交接处,是一次典型的正断层运动事件。本文研究基于InSAR数据获取了于田地震造成的同震形变场,通过两步反演法获取了此次地震的震源参数,分析了此次地震事件断层运动性质及发震机理,结合震中区域库仑应力重新分布及区域地质构造,评估了该区域未来的地震危险性。最后,基于30景Sentinel-1A升轨SAR影像,利用PS-InSAR技术,研究了阿尔金断裂西南段近5年来的活动特征。本文工作为于田地区构造活动的研究提供了参考,同时也为该地区断层未来的地震危险性和断层活动特征研究提供一定的基础。本文的主要工作和结论如下:(1)利用Sentinel-1A/B升降轨SAR数据,基于D-InSAR技术获取了2020于田地震同震形变场,结果显示同震形变主要发生在阿什库勒断裂西支和黑石北湖断裂之间。此次地震InSAR观测到的地表形变场分布均匀,形变结果显示降轨观测视线向最大形变为17.9cm,升轨观测视线向最大形变为20.2cm。(2)断层参数及滑动分布反演,以获取的同震形变信息为约束,基于弹性半空间位错理论构建了单一断层模型,采用多峰粒子群算法经过两步反演获取了断层运动参数及断层面上的精细滑动分布,结果显示发震断层的倾角、走向角、滑动角分别为63°、210°、-60°,断层拉张破裂主要发生在5-12km的深度,断层破裂没有出露地表,最大滑动量达到0.89m。(3)静态库仑应力计算与地震危险性分析,以反演得到的断层作为接收断层,计算了于田地震引起的区域应力变化。结果显示在10km深处,阿什库勒断裂上库仑应力分布出现减少。在15-20km范围,库仑应力沿阿尔金断裂西段、黑石北湖断裂西段和郭扎错断裂出现大范围累积(约0.25MPa),结合区域内块体间的相互应变分析,该区域未来有发生强震的潜在可能。分析于田地震与历史强震间的触发关系,分析得出前3次地震的发生都促进了2020年于田地震的发生。(4)基于PS-InSAR技术,使用多景Sentinel-1A/B升轨SAR影像研究了阿尔金西南段2016-2020年的震间形变特征。结果显示阿尔金断裂西南段跨断层视线向相对速度在2.6-7.8mm/a,断层两侧运动速度均匀,阿尔金断裂西南段整体的活动速率为2.7-6.4mm/a,表明阿尔金断裂西南段现今仍具有较强的活动性。
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