2021年云南漾濞地震InSAR监测及断层滑动分布反演

采用双轨D-InSAR技术获取2021-05-21云南漾濞6.1级地震的升降轨同震形变场,并以此为约束,基于Okada均匀弹性半空间位错模型反演发震断层的几何参数与同震滑动分布,最后通过正演模型预测地震的同震三维形变场,分析地震的形变特征及发震断层的几何形态和构造运动。结果显示,在InSAR形变场中,升轨LOS向最大形变量约10 cm,降轨LOS向最大形变量约13 cm;利用Okada模型反演得出,发震断层长约12.53 km,宽约6.44 km,位于地下3～9 km处,断层走向约136.34°,倾角约83.79°,滑动角约-175.46°;断层的同震滑动主要分布在沿走向9～21 km与沿倾向向下3～9 km范围内,最大滑动位移出现在地下4 km深度处,滑移量达到0.64 m;通过正演模型的地表三维形变预测发现,垂直方向最大抬升约3.22 cm,最大沉降约4.04 cm。总体而言,此次地震的发震断层类型为右旋走滑,且带有正断分量,初步判断地震发生在一条未知的NW-SE向断裂带上,该断裂可能属于维西-乔后-巍山断裂和红河断裂北段的次级或分支断裂。     

基于光学遥感影像的2019年加利福尼亚MW7.1和MW6.4双震同震形变测量

利用地震前后的Landsat-8和Sentinel-2光学遥感影像数据,基于频率域互相关算法提取加利福尼亚州MW7.1及MW6.4地震的同震形变场,同时针对形变数据易受轨道误差、条带误差及时间失相干的影响,分别采用最小二乘多项式曲线拟合、改进均值相减等方法去除系统误差项。研究表明,MW7.1主震以右旋走滑为主,地表形变的断层迹线呈NNW走向,长度达55 km,最大滑移量约为2.82 m;MW6.4地震的发震断层迹线呈NE走向,长度达15 km,最大滑移量约为1.05 m,推测2次地震的发震断层分别为NNW向右旋走滑断裂及NE向左旋走滑断裂,二者形成典型的共轭关系。     

利用InSAR数据约束反演2017年Mw6.3精河地震同震破裂模型

利用Sentinel-1降轨卫星数据，研究2017-08-09新疆精河M_W6.3地震的同震形变与断层滑动破裂。考虑轨道和大气误差的影响，基于模型改正后的精细同震干涉图显示，视线向最大地表位移约为7 cm，未发现有地表破裂。此外，基于弹性半空间位错模型，采用两步法策略分别反演地震的均匀断层几何参数和同震滑动分布，结果显示，精河地震发震断层以逆冲运动为主，主破裂区位于8~17 km深度，最大滑移量为0.6 m，表明该地震是一次由逆冲型隐伏断层产生的单次破裂事件。InSAR结果给出的地震释放矩能量为2.91×10¹⁸ Nm，相当于矩震级M_W6.25，与USGS、CENC等机构给出的震级一致。     

2021年漾濞MW6.1地震同震形变提取与断层源模型反演研究

基于D-InSAR技术,收集Sentinel-1卫星升、降轨及精密轨道数据,结合外部DEM,成功提取2021-05-21云南省大理州漾濞县M_W6.1地震的同震形变场。结果显示,升轨卫星视线向最大形变量级约为6.0 cm,降轨卫星视线向最大形变量级约为7.9 cm。以升、降轨InSAR观测结果为约束,对漾濞地震的断层几何参数及滑动分布进行联合反演发现,此次地震的最优发震断层走向为136.6°、倾角为83.1°,断层破裂主要集中在地下2~12 km深度处,最大滑动量约为0.45 m,位于地下7 km深度处,断层在近地表未出现大面积显著滑移现象,表明此次地震未破裂至地表。     

基于GPS的2021年玛多MW7.4地震同震静、动态形变场

利用青海省CORS网GPS连续观测数据获取2021年玛多M_W7.4地震的同震形变场以及震时地表运动状态。结果表明,断层南北两侧的近场测站分别展现出南东向和北西向运动,符合左旋走滑机制。同震形变集中在震中距300 km范围内,震中距150 km以内的站点均能反映出cm级的位移,最大水平向位移为28.3 cm(JDUO站)。高频GPS动态形变提取出的永久位移与静态解算结果相当,其动态波形最大峰值为49.9 cm(KANQ站)。依据震中距和波形初动时间估计得到地震波速为2.8~4.9 km/s,断层东端的站点估算速度大于其他站点,可能与此次破裂的方向性或者破裂传播速度有关。依据震级经验公式,动态波形估算震级在M6.8~7.6区间,拟合平均震级为M7.35±0.15。若在实时条件下,震后70 s内可得到稳定的震级。     

2023年塔吉克斯坦MW7.2地震InSAR同震形变场与滑动分布

利用Sentinel-1A卫星SAR影像数据,对2023年塔吉克斯坦M_W7.2地震开展同震形变提取,基于弹性位错模型进行断层反演,并以本文反演得到的右旋节面解为接收面,计算不同深度的静态库仑应力。同震形变结果显示,升轨LOS向最大形变量达15 cm,降轨LOS向最大形变量达16 cm。断层反演结果表明,此次地震最优发震断层走向为131.1°、倾角为85.7°,同震主滑移区分布在深度10～30 km范围内,以右旋走滑为主,最大滑移位置位于地下约20 km深度处,滑移量为3.49 m,未破裂至地表,矩震级为M_W7.16。库仑应力结果显示,该区域库仑应力符合帕米尔高原已有的应力场及地质学研究结果,随着深度增加,其影响范围以发震断层为中心向外扩张,且自5 km深度往下,应力加载区逐渐侵蚀应力卸载区,并开始以加载区为主,在约10 km深度处开始发生余震活动,与本次发震断层相邻的2条断层未来短时间内地震风险性较小。     

2021年双湖MS5.8地震InSAR同震形变场及断层滑动分布反演

基于Sentinel-1A数据,利用合成孔径雷达差分干涉(DInSAR)技术提取视线向(LOS)同震形变场,利用基于序列蒙特卡罗采样的贝叶斯方法反演发震断层几何参数与断层滑动分布。结果表明,发震断层走向约47.810°±2.218°,倾角约36.664°±2.499°;震中位置为87.715°E、34.365°N,震源深度为5.673 km。同震滑动分布主要集中在3.9~7.5 km深度,最大滑动量约0.42 m,平均滑动角约-66.598°±3.258°。本次地震以正断为主,兼具少量左旋走滑性质,反演得到的矩震级为M_W5.5,略小于USGS提供的震级。     

2020年土耳其MW5.7地震InSAR同震形变特征与破裂滑动分布

为准确认识2020-06-14土耳其MW5.7地震的发震位置、构造特点以及地震危险性,利用D-InSAR技术对Sentinel-1A数据进行处理,基于GACOS进行大气校正,获得视线向（line of sight,LOS）同震形变场。降轨LOS向同震形变场显示,断层北侧抬升,最大抬升形变量约8.87 cm;南侧沉降,最大沉降量约-7.75 cm。以LOS向同震形变为约束,先采用贝叶斯自举优化法反演发震断层几何参数,然后使用有限断层方法反演地震破裂滑动分布。结果显示,断层走向约257.48°±0.65°、倾角约79.69°±0.98°、滑动角约154.2°±3.8°,震中位置为（40.754°E,39.389°N）,破裂区域长度约8 km、宽度约6 km,破裂的最浅埋深约0.8 km、最大埋深约8.9 km,最大滑动量约0.57 m,对应深度约4.278 km。地震释放地震矩约4.54×1017 Nm,对应矩震级MW5.7,与土耳其灾害和紧急情况管理局公布的结果一致。此次土耳其地震受近东西向的潜伏断层控制,以右旋走滑为主兼具少量的逆冲特性。地震造成部分地区的库伦破裂应力增量超过0.1 bar,这些区域未来的地震危险性值得关注。     

2022年青海门源地震震源机制与同震滑动分布研究

采用Sentinel-1A卫星提供的升降轨雷达影像数据研究门源地震同震形变及震源机制。首先利用合成孔径雷达差分干涉(D-InSAR)技术获得门源地震的同震形变场;然后以升降轨同震形变场为源数据,利用弹性半空间位错模型进行反演,确定地震的断层几何参数和滑动分布;最后基于同震滑动模型对升降轨同震形变场进行正演。结果表明,沿雷达视线方向的升轨和降轨同震形变场最大抬升形变量分别为39 cm和58 cm,最大沉降形变量均为56 cm。此次门源地震为左旋走滑型地震事件,发震断层方向为NWW-SEE、走向为109°、倾角为86°,主要集中在地下2～6 km处,最大滑动量为4.2 m,释放的地震距为8.22×10¹⁸Nm(M_W6.6)。正演结果表明,本文滑动分布模型准确可靠。     

九寨沟Ms7.0地震的InSAR观测及断层破裂研究

为提高九寨沟2017-08-08 MS7.0地震的InSAR同震形变场精度，厘清发震断层的构造形态及形成机制，对形变区相干系数进行统计分析并确定相干性阈值，利用GACOS对形变场进行大气校正，再根据余震分布和地质背景确定发震断层的基本形状，最后基于Okada弹性半空间位错模型反演发震断层的滑动分布。改正后的InSAR同震形变场显示，视线向最大下沉为25 cm，最大抬升为10 cm，分别位于震中西北和东南，形变长轴为北西向,主要形变区位于发震断层西部。改正后的InSAR形变场残差均方根较改正前小，最大滑动量为0.9 m，平均滑动角为-0.5°，破裂主要集中在地下1~20 km范围内，矩震级为6.5，与USGS和GCMT等机构的结果一致。研究表明，利用GACOS改正九寨沟InSAR同震形变场对提高形变场精度具有一定的作用，反演断层滑动分布的结果较改正前差别不明显，发震断层的属性与虎牙断裂北段的性质基本一致。结合余震重定位结果可以推断，发震断层为虎牙断裂的北向延伸部分，此次地震事件为巴颜喀拉地块南东向扭转与华南地块碰撞的结果，中下地壳粘性流体的差异分布是导致虎牙断裂倾角变化的主要原因。     

2015年西藏定日MW5.7地震震源参数估计和静态应力触发研究

采用InSAR形变监测资料计算2015年西藏定日M_W5.7地震同震形变场,反演发震断层几何参数和滑动分布。在此基础上,研究尼泊尔M_W7.8主震对定日地震的静态库仑应力触发影响。综合分析地震滑动机制和构造特征,认为定日断层为西倾隐伏断层。反演结果表明,地震破裂相对集中,主要深度在6~9 km,破裂以正断滑动为主。发震断层走向约178°,倾角约 48°,破裂区长约5 km,宽约5 km,最大滑动量约0.2 m,释放的地震矩约3.7×10¹⁷ N·m,对应矩震级M_W5.6。尼泊尔主震同震库仑应力在定日地震震源处约为0.2 bar,造成藏南申扎-定结拉张地堑应变加载。     

菲律宾棉兰老岛2019年4次MW>6.0地震断层运动模型及库仑应力传输研究

基于雷达干涉测量技术,利用ALOS-2、Sentinel-1卫星升降轨雷达影像,获得2019-10~12发生在菲律宾棉兰老岛的4次M_W>6.0地震的同震形变场,并以此形变结果为约束,反演得到4次地震的断层运动模型。综合分析发现,此次地震序列由3条断裂的破裂引起,其中2019-10-16和2019-10-31的2次地震为同一发震断裂,2019-10-31地震断层破裂区域位于2019-10-16地震断层破裂的东北延伸段,最大滑动量约为1.1 m,约为2019-10-16地震最大滑动量的2倍。2019-10-29地震由一条独立断层破裂引起,断层最大滑动量约为2.0 m。2019-12-15地震由一条东北向倾斜断层破裂引起,断层最大滑动量约为3.0 m。此外,2019-10-16地震引起2019-10-29地震显著滑动区明显的正向库仑应力传输;而2019-10-29地震显著增加了2019-10-31地震震源区域的库仑应力;前3次地震对2019-12-15地震孕震断层的库仑应力传输总和为负值,说明静态库仑应力传输可能不是此次地震触发的主要诱因。     

利用InSAR技术研究2016年西藏定结Mw5.3地震发震构造

利用Sentinel-1A卫星数据和D-InSAR技术，获得2016-05-22西藏日喀则市定结县M_W5.3地震LOS方向的同震形变场图像，分析InSAR形变结果的变化特征，并以此为约束反演该地震的断层几何参数和同震滑动分布特征。结果表明，定结M_W5.3地震发震断层走向近SN，断面倾向E，倾角约43°，破裂长度约9 km，同震滑动主要集中在2~5 km深度范围内，以正断倾滑为主，最大滑动量为0.24 m，矩震级为5.3级。2016年定结地震发震构造是定结-申扎伸展断裂系中的一条新生盲断层。     

Sentinel-1 SAR数据约束的2018年谢通门MW5.8地震同震破裂模型

通过Sentinel-1卫星升降轨数据获取谢通门地震的同震形变场,并基于均匀弹性半无限位错模型反演地震的同震滑动分布模型。InSAR同震形变场表明,升降轨视线向最大形变量分别为0.049 m和0.051 m,形变场长轴大致呈南北方向,位于甲岗-定结断裂西侧。通过对倾角和倾向进行格网搜索发现,西倾节面更可能为该地震的发震节面。反演结果表明,滑动分布主要位于2~10 km深度范围内,平均滑动量为0.02 m,最大滑动量为0.10 m,发震断层倾角为47°,平均滑动角为-81.60°,显示该地震以正倾滑动为主。大地测量数据约束的该地震震中为30.27°N、87.75°E,震源深度为6.58 km,释放地震矩为5.056×10¹⁷ Nm,对应矩震级为M_W5.7,与GCMT、USGS公布的震级基本一致。综合分析震中位置和滑动机制认为,甲岗-定结断裂的分支断层为本次谢通门地震的发震断层。     

新疆于田MS7.3地震同震与震后形变机制研究

利用InSAR技术获取2008-03-21新疆于田MS7.3地震的同震和震后形变场。同震分布式滑动反演结果表明,同震断层最大滑动量达5.4 m,主要分布在南部断层的0~5 km深度附近,地震以正断错动为主,兼有左旋走滑分量。震后形变结果表明,发震断层北段两侧存在差异性运动,最大累积差异形变在震后782 d达15 cm。进一步分析表明,震后断层余滑可能是震后形变的主要机制。余滑反演结果表明,震后2 a断层余滑量相对较小,滑移区范围明显减小且均位于浅部区域,北部断层能量释放较彻底,南部仍存有少量能量,整体能量基本释放完。     

基于Sentinel-1A数据反演2015年新疆皮山MW6.5地震断层滑动分布

使用Sentinel-1A卫星观测的2015年新疆皮山地震震前震后一对SAR影像,提取该地震的同震形变场。结合Okada位错模型,在考虑渐变入射角和解缠基准偏差的情况下,反演本次地震的断层滑动分布。结果表明,皮山地震是小倾角逆冲型地震,断层破裂开始于地表以下约5 km处,最大滑动量为0.76 m,高滑区集中于深度9～14 km,累计释放地震矩达5.14×10¹⁸,相当于矩阵级M_W6.47。     

基于H-C方法的地震断层面快速识别方法研究——以2021-05-22青海玛多MS7.4地震为例

基于震后各机构给出的玛多M_S7.4地震震源机制解,利用震源-矩心(H-C)方法对地震发震断层进行快速判断,在不需要参考余震情况下,快速识别地震破裂方向。18组测定结果均显示,NWW走向的节面Ⅰ为发震断层面。综合利用震源区地质构造特征、震后余震序列分布、区域构造应力场、烈度等震线以及野外地质考察结果,验证断层测算结果的准确性,最终推断玛多M_S7.4地震断层面为NWW走向的节面Ⅰ、昆仑山口-江错断裂为发震断层,震源机制解显示是一次以左旋走滑为主的地震事件。