基于Sentinel-1A数据反演漾濞MS6.4地震的同震形变场及断层几何参数

2021年5月21日晚21时48分,云南省大理州漾濞县(震中:25.67°N,99.87°E)发生M_S6.4地震,震源深度8 km。为快速获得此次地震同震形变场及断层几何参数,研究该次地震的发震构造等,文章基于震前、震后的sentinel-1A卫星升降轨SAR数据进行二轨法差分雷达干涉测量(DInSAR),并基于Okada弹性半空间位错模型反演断层几何参数。研究结果如下:(1)此次地震造成的同震形变场长约19 km,宽约20 km;(2)升轨雷达视线向最大形变约为8.2 cm,降轨雷达视线向最大形变约为8.7 cm;(3)地震断层走向为313.7°,倾角为87°,滑动角为175°,为右旋走滑型断层,最大滑动量为0.79 m,反演得出的地震矩为1.48×10~(18) N·m,矩震级为M_W6.1。在川滇块体向南挤出的构造背景下,块体西边界的维西—乔后断裂、红河断裂发生右旋走滑,本次地震便是维西—乔后断裂南段分支断裂右旋走滑活动的体现。     

2014年美国加州纳帕M_W6.1地震断层参数的Sentinel-1A InSAR反演

2014年8月24日,在美国加州旧金山海湾北部的纳帕地区发生了MW6.1地震.发震断层是西纳帕断裂系统中的一部分,但是该断层之前并未被足够重视.本文利用欧洲空间局最近发射成功并刚刚投入使用的Sentinel-1A卫星获取的第一对同震干涉像对(20140807-20140831),得到了该地震的地表同震形变场,结合震后24h内区域GPS同震形变资料作为约束条件,反演了纳帕地震的断层几何参数以及滑动分布.Sentinel-1A干涉结果表明,此次地震造成了明显的地面形变,视线向最大抬升和最大沉降量均达到了10cm.联合反演结果表明,该发震断层的走向为344°,倾角为80°.主要破裂以右旋走滑为主,平均倾滑角为-146.5°,最大倾滑量达到了1.1m,位于地表下约4km,存在明显的滑动亏损现象.此次地震,累计释放地震矩达1.5×1018 N·m,约合矩震级MW6.1.该结果略小于InSAR单独约束结果,可能与Sentinel-1A像对中包含的快速震后形变分量有关.     

玛尼地震的InSAR形变研究与模拟

采用欧洲空间局ERS-2的星载干涉雷达数据,选取1997年11月8日MW7.6级玛尼地震作为研究对象,采用了差分干涉方法,在通过对覆盖同一地区的SAR数据进行差分干涉处理,得到了玛尼地震的视线向同震形变场。经研究发现:该地震形变场呈长轴近北东东向不规则椭圆形分布,地表破裂带长度约为130km,发震断层走向约为78°,断裂为左行走滑特征。断层以南为隆起区,在发震断层附近最大视线向隆起位移量为113.6cm,断层以北为沉降区,最大视线向沉降位移量为170.4cm。基于Okada模型实现了具有复杂结构的4段断层段参数的InSAR形变场数据模拟,获得断层的最大走滑为6m,估计出玛尼地震的标量地震矩M0为2.69×10^20Nm,计算得到的矩震级MW为7.6。证明了研究方法的正确性和研究结论的可靠性。     

2020年伽师MS6.4地震InSAR同震形变与滑动分布特征分析

利用Sentinel-1A升轨和降轨数据,基于D-InSAR技术,获取2020年1月19日伽师M_S6.4地震同震形变场,并结合其他研究机构给出的震源机制解参数和已有研究成果,反演得到伽师地震的发震断层几何特征和滑动分布。研究结果表明,伽师地震同震形变在地表有明显差异;升轨同震形变在卫星视线方向北侧抬升55 mm,南侧下降42 mm;降轨同震形变在卫星视线方面北侧抬升63 mm,南侧下降23 mm。通过反演得到发震断层走向为275°,倾角为20°,地震滑动主要分布在地下5 km处,最大滑动量约为0.32 m,平均滑动角为89.3°,累积地震矩为1.46×1018 N·m,合矩震级M_W6.1,发震构造为具有少量走滑性质的逆冲断裂。从发震构造特征、同震滑动分布推测,伽师地震发震构造是柯坪塔格褶皱带滑脱面以上沉积盖层内的逆冲断裂,支持了柯坪推覆体的薄皮构造模型观点。     

2016年1月21日门源Ms6.4级地震InSAR同震形变及发震构造研究

2016年1月21日青海省门源县发生M_S 6.4级地震,距离震中位置最近的已知断裂为位于其北侧7 km的冷龙岭断裂,该断裂晚第四纪以来主要表现为左旋走滑运动,局部兼具倾滑分量.但本次地震的震源机制解显示为逆冲型地震,与人们认知的冷龙岭断裂走滑运动性质有所差异.本研究利用Sentinel-1A数据获取了升降轨方向的形变场,形变场特征显示本次地震以逆冲为主,最大形变量在6 cm左右.以此数据为约束,采用两步法反演了发震断层参数,结果显示仅以InSAR数据为约束并不能唯一确定断层的倾向,因此本文对比了NE倾向和SW倾向等不同断层模型的反演结果,综合分析该地区的地质构造背景,认为SW倾向的断层模型更加合理,本次地震由冷龙岭北侧的弧形次生断层引起,发震断层面走向141°,倾向SW,倾角43°,平均滑动角为72.7°,最大滑动量为0.44 m,反演矩震级为M_W 6.0,震源深度10 km.该次生断层与冷龙岭断裂一起构成正花状构造,冷龙岭主干断层近直立插入基底,夹持部分形成隆起断块,推测本次地震是青藏高原向NW推挤生长,在压扭性作用下隆起断块的一种表现.     

基于Sentinel-1A数据的四川长宁MS6.0地震同震形变场分析及断层滑动分布反演

利用大地测量数据研究2019年6月17日四川长宁M_S6.0地震同震形变场特征和发震断层参数, 基于DInSAR技术处理升降轨Sentinel-1A数据获取干涉相位图, 并考虑大气折射效应和余震形变误差实现同震形变场改正。四叉树采样后的形变数据作为反演数据源, 采用弹性半空间分层模型反演发震断层几何面滑动分布。结果表明本次地震发震机制为兼具逆冲和左旋走滑, 矩震级为M_W5.9, 断层破裂尺度达28 km×20 km, 震源深度约9.4 km。升降轨视线向同震形变场在断层两侧呈现形变特征差异, 最大沉降量分别是8.34 cm(升轨)和4.23 cm(降轨), 最大抬升量分别是5.5 cm(升轨)和7.5 cm(降轨); 发震断层走向为302°, 倾角为43°, 平均滑动角为50°, 断层面最大滑动量达到0.28 m。     

InSAR观测与小震分布联合分析2021年云南漾濞MS6.4地震应力卸载对周围区域的影响

为分析2021年5月21日云南省漾濞M_S6.4地震后震区应力变化对周围断层的影响,本文通过InSAR技术获得了漾濞地震的同震形变场,并联合小震分布数据建立断层破裂滑动模型,继而通过计算断层面上的同震库仑应力来评估此次地震对周边断层的影响,以便有效地分析地震破裂的时空解析度.结果显示:(1)在升降轨InSAR数据获得的精细同震形变场中,升轨最大视线向形变量约为5.00 cm,降轨最大视线向形变量约为7.80 cm;(2)余震精定位的主震震中为(99.89°E,25.67°N),震源深度为13.29 km,除主震之外震源深度主要集中在5—15 km;通过小震位置拟合出的发震断层走向为NW-SE(316.69°),断层倾角为88.56°,滑动角为177.97°;(3)基于InSAR同震形变场结果及小震拟合断层参数联合反演得到此次地震的断层滑动以右旋走滑为主,升轨断层最大滑动量为0.80 m,对应的深度为8.85 km,平均滑动量为0.22 m,矩震级为M_W6.41;降轨的断层最大滑动量为0.30m,对应的深度为6.88 km,平均滑动量为0.05 ...     

2001年昆仑山口西8.1级地震同震形变场特征的初步分析a

利用差分干涉雷达测量技术获取的宏观震中区的同震形变场，结合对地震活动性、震源机制、野外考察等资料分析，对昆仑山口西8.1级地震同震形变场特征进行了研究. 结果表明:宏观震中位于库赛湖东北侧，宏观震中区发震断层可分为两个形变中心区域，其中西段长约42 km，东段长约48 km，整个发震断层主破裂段长90 km；由干涉形变条纹分布格局可清楚地判断出发震断层的左旋走滑特征；断层两盘变形特征不同，南盘变形程度明显大于北盘；宏观震中附近最大斜距向位移量为288.4 cm，最小斜距向位移量为224.0 cm，宏观震中发震断层最大左旋水平位错为738.1 cm，最小地面左旋水平位错为551.8 cm.      

重新讨论1985年8月23日新疆乌恰M_S7.4地震地表破裂带

前人研究1985年8月23日乌恰M_S7.4地震在卡兹克阿尔特断层上破裂了15 km,本次研究确定该地震在乌恰盆地南缘断层上也破裂了24 km,最终确定本次地震总破裂长度为39 km。实测乌恰盆地南缘断层地表破裂带最大垂直位移量为1.2 m,最小垂直位移量仅0.2 m,平均垂直位移量0.55～0.64 m,这些断层陡坎只是在地表呈现轻微的隆起,肉眼通常难以识别,因此也是震后未能及时发现的重要原因。探槽开挖揭露该逆冲断层倾向南,倾角仅为20°,计算平均水平缩短位移量为1.51～1.76 m,平均倾滑位移量为1.61～1.87 m,与卡兹克阿尔特断层地表破裂带运动性质相同、断错位移量相当。在最大主压应力南北方向投影显示,两条破裂带基本不重合,即本次大地震的极震区西部的应变能量是由乌恰盆地南缘断层破裂释放,东部的应变能量则由卡兹克阿尔特断层破裂释放,隐含着乌恰盆地南缘断层和卡兹克阿尔特断层之间构造关系密切。这两条断层深部很可能归并为同一条软弱的膏盐滑脱面,均属于帕米尔俯冲带的薄皮构造。     

玉树7.1级地震断层地表破裂带应急科考

玉树7.1级地震断层同震地表破裂带由3条主破裂左阶组成,总体走向300°～320°,隆宝镇上见有约2km长的雁列式张裂缝,北侧主破裂长约16km,中间主破裂长约9km,南侧主破裂长约7km,总长约34km。各主破裂均由一系列支破裂雁列组成,支破裂表现为一系列挤压鼓包与张裂缝相间排列或雁列式张裂缝,最南端禅古寺表现为垂直位错。破裂为左旋走滑性质,最大走滑位移量位于北侧主破裂上,约1.8m。     

基于InSAR的青海大柴旦地震三维同震形变场获取与震源特征分析

本文利用Envisat ASAR的升、降轨和宽幅数据,通过基于先验知识的最小二乘迭代逼近获取大柴旦2次地震的地表三维同震形变.结果表明,2008年MW6.3地震垂直向形变主要发生在断层南盘,以隆升形变为主,最大隆升量约10cm,北盘沉降量小于等于-1cm.东西向形变在南盘呈向东运动的特征,最大运动量约4cm,北盘向西运动,最大运动量约为-2cm.2009年MW5.8地震垂直向形变显示断层南盘抬升的特征,最大抬升量约27cm,北盘最大沉降量约-3cm.东西向形变表现为南盘向东运动,最大约10cm,北盘向西运动,约为-4cm.可以看出这两次地震均表现为逆冲为主,兼少量左旋走滑的震源特征.视线向结果无法判定同震形变的少量走滑特征,而地表三维分量可以有效地识别出少量左旋还是右旋走滑的震源特性.本文以视线向、垂直向、东西向形变量作为约束条件,利用Okada模型正演了2008年地震同震三维形变场.结果显示,采用逆冲兼少量左旋走滑的发震断层参数,视线向、垂直向、东西向正演结果与观测结果吻合.这也表明采用分解后的地表三维同震形变场可以有效地识别出发震断层的少量左旋走滑特征.     

Preliminary analysis on characteristics of coseismic deformation associated with M_S=8.1 western Kunlunshan Pass earthquake in 2001

IntroductionOnNovember14,2001,aMS=8.1earthquakeoccurredonthewestofKunlunshanPassintheborderareaofQinghaiandXinjiang,whichwasthestrongestearthquakeinChinesemainlandsincetheMS=8.0earthquakeoccurredinDangxiongdistrictofXizangAutonomousRegiononNovember18,1951.TheearthquakeoccurredontheEasternKunlunTectonicZone,whichwasapalaeoplatejunctionzoneinsideTibetanPlateau.ItdividedTibetanPlateauintothesouthandnorthparts.ThezoneplayedaveryimportantroleinTibetanPlateausdeformationprocessanddynamicev…     

Preliminary analysis on characteristics of coseismic deformation associated with <Emphasis Type="Italic">M</Emphasis><Subscript>S</Subscript>=8.1 western Kunlunshan Pass earthquake in 2001

Based on the analysis of coseismic deformation in the macroscopic epicentral region extracted by Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar (D-InSAR), and combined with the seismic activity, focal mechanism solutions of the earthquake and field investigation, the characteristic of coseismic deformation of M _S=8.1 western Kunlunshan Pass earthquake in 2001 was researched. The study shows that its epicenter lies in the northeast side of Hoh Sai Hu; and the seismogenic fault in the macroscopic epicentral region can be divided into two central deformation fields: the west and east segments with the lengths of 42 km and 48 km, respectively. The whole fault extends about 90 km. From the distribution of interferometry fringes, the characteristic of sinistral strike slip of seismogenic fault can be identified clearly. The deformations on both sides of the fault are different with an obviously higher value on the south side. In the vicinity of macroscopic epicenter, the maximum displacement in look direction is about 288.4 cm and the minimum is 224.0 cm; the maximum sinistral horizontal dislocation of seismogenic fault near the macroscopic epicenter is 738.1 cm and the minimum is 551.8 cm.     

2008年5月12日四川汶川8.0级地震与部分余震的震源机制解

采用区域和远台Pn或Pg初至波初动符号, 利用下半球等面积投影, 求解了2008年5月12日四川汶川8.0级地震和截止到2008年12月10日发生的部分4级以上余震的震源机制解。 汶川8.0级地震的震源机制为: 节面Ⅰ的走向为5°, 倾角为48°, 滑动角为39°; 节面Ⅱ的走向为247°, 倾角为62°, 滑动角为131°。 P轴方位角为309°, 仰角为8°, T轴方位角为208°, 仰角为54 °, B轴方位角为44°, 仰角为35°。 结合地质构造和余震空间分布, 可以确定节面Ⅱ为发震断层面。 根据震源机制解, 引发本次地震的断层活动主要表现为逆冲, 主破裂面为S67°W与该地震所在断层的走向基本一致(断裂总体走向N45°E)^[1]; 主压应力轴P轴为N51 °W, 主压应力轴P轴方位与该区域构造应力场方向基本一致。 根据余震震源机制解结果, 龙门山断裂带南段发生的余震与北段发生的余震的震源机制都具有优势分布, 且两者差异明显。 早期发生在南段的余震的破裂是以逆倾滑动为主, 兼有走向滑动; 而随着时间的推移, 余震向北段迁移, 在龙门山构造的北段地震震源的破裂方式以走向滑动为主, 兼有一定的逆倾滑动; 龙门构造带南段震源应力场受主震应力场的控制, 而龙门构造带北段震源应力场不仅受区域应力场的影响, 还受主震应力场的影响。     

昆仑山口西MS 81级地震地表破裂带高分辨率卫星影像特征研究

2001年11月14日昆仑山口西发生81级地震.应用高分辨率卫星影像进行地震地表破裂带解译，10m分辨率SPOT卫星影像能够清楚地反映出地震地表破裂主破裂带的形迹, 1m分辨率IKONOS影像能反映出地震地表破裂的精细结构及运动特征.结果表明，昆仑山口西81级地震地表破裂带主要位于东昆仑断裂南麓冲洪积台地或冲洪积台地后缘的地貌陡变带和断层谷地里，是一条叠置在先存破裂带上的地震破裂带.在布喀达坂峰以东的地表破裂带长近350km，由3条次级破裂组成，走向100°.流经破裂带的一系列沟谷发生左旋同步扭曲，平均滑动速率为134～168mm/a，属AA级活动水平.最大左旋位错78m，地震破裂带最宽达1250m，宏观震中位于93°17′E，35°47′N，即玉西峰附近的地震地表破裂带上.     

芦山7级地震的同震位移估计和震源滑动模型反演尝试

利用自动经验基线校正方法,分析2013年4月20日芦山M_S7.0级地震13个近场强震动台的观测资料,以估算同震位移场分布,并据此反演了震源滑动模型.经与GPS结果比较,两种不同方法给出的芦山7级地震的水平近场同震位移场幅度都不超过cm级,均显示为典型的逆冲型地震（兼有少量左旋走滑错动）.强震最大水平和垂直永久位移分别为4.9 cm和4.4 cm,分别出现在51YAM台和51QLY 台.两种资料反演的震源滑动模型虽显示多事件特征,但主要滑动均集中在第一次事件,即初始滑动点两侧的走向长约30 km、倾向长约25 km的相对集中的较小范围内,强震和GPS模型的最大滑动量分别为1.14 m和1.09 m,较为一致.其余子事件滑动量小且分布零散,不能排除其数值效应的因素.反演矩震级均在M_w6.7左右,地表破裂应该不明显.文章还讨论了目前在我国利用近场强震动记录估计M_w6~7级地震同震位移场存在的困难和问题,为今后类似工作提供参考.     

Co-seismic fault geometry and slip distribution of the 26 December 2004, giant Sumatra–Andaman earthquake constrained by GPS,coral reef,and remote sensing data

We analyze co-seismic displacement field of the 26 December 2004, giant Sumatra–Andaman earthquake derived from Global Position System observations,geological vertical measurement of coral head, and pivot line observed through remote sensing. Using the co-seismic displacement field and AK135 spherical layered Earth model, we invert co-seismic slip distribution along the seismic fault. We also search the best fault geometry model to fit the observed data. Assuming that the dip angle linearly increases in downward direction, the postfit residual variation of the inversed geometry model with dip angles linearly changing along fault strike are plotted. The geometry model with local minimum misfits is the one with dip angle linearly increasing along strike from 4.3oin top southernmost patch to 4.5oin top northernmost path and dip angle linearly increased. By using the fault shape and geodetic co-seismic data, we estimate the slip distribution on the curved fault. Our result shows that the earthquake ruptured *200-km width down to a depth of about 60 km.0.5–12.5 m of thrust slip is resolved with the largest slip centered around the central section of the rupture zone78N–108N in latitude. The estimated seismic moment is8.2 9 1022 N m, which is larger than estimation from the centroid moment magnitude(4.0 9 1022 N m), and smaller than estimation from normal-mode oscillation data modeling(1.0 9 1023 N m).