基于InSAR约束的202...同震滑动分布及库仑应力变化_王欣.pdf
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1、第 卷 第期 年月大 地 测 量 与 地 球 动 力 学 ,收稿日期:项目来源:国家自然科学基金();武汉引力与固体潮国家野外科学观测研究站开放基金();地球内部多尺度成像湖北省重点实验室开放基金();中央高校基本科研业务费专项()。第一作者简介:王欣,硕士生,主要从事 数据处理及地壳形变研究,:。通讯作者:李水平,博士,讲师,主要从事大地测量与地球动力学研究,:。:文章编号:()基于 约束的 年泸定 地震同震滑动分布及库仑应力变化王欣李水平,宋舜跃合肥工业大学土木与水利工程学院,合肥市屯溪路 号,武汉引力与固体潮国家野外科学观测研究站,武汉市洪山侧路 号,中国地质大学(武汉)地球物理与空间信
2、息学院,武汉市鲁磨路 号,摘要:基于 升降轨影像数据,利用 获取 泸定地震视线向同震形变场。首先利用贝叶斯方法搜索断层的先验几何参数,利用非负最小二乘原理反演断层精细滑动分布,然后根据断层滑动分布参数计算震中附近库仑应力变化,最后利用震间 速度场数据计算发震区震间应变场。结果表明:)泸定地震的同震形变场沿视线向的最大形变量为 ;)泸定地震是一次典型的左旋走滑型地震,断层走向为 ,约 ,沿走向破裂约为 ,倾角约 ,断裂深度主要为 ,最大滑动量约为 ,对应深度为,释放的总地震矩为 ,对应矩震级为 ;)鲜水河断裂带南东段、安宁河断裂带北段和玉龙希断裂中北段处于应力加载状态,未来发生地震的可能性较大;
3、)震源区位于拉张应变和挤压应变的转换区域,该应变转换区可能与多个不同活动块体在该地区的交会有关。关键词:泸定地震;滑动分布;库仑应力变化;震间应变场中图分类号:;文献标识码:据中国地震台网测定,四川泸定县发生 地震,震中位于 、(图),震源深度 。泸定地震是该地区自 年康定 级地震以来的又一次强震,也是近年来造成人员伤亡最严重的一次地震,受到社会 的 广 泛 关 注。、等机构发布了此次地震的震源机制解(表),张龙等、韩炳权等也开展了相关研究。虽然所用数据和方法不同,但研究结果总体认为泸定地震断层的走向为 。此次泸定地震发生在鲜水河断裂磨西段附近,距龙门山断裂带、大凉山断裂带、安宁河断裂带和玉龙
4、希断裂带距离较近,其中鲜水河断裂带、龙门山断裂带和安宁河断裂带交会构成了“”字形断裂带。鲜水河断裂带地处川西高山区,是巴颜喀拉块体的西南边界和川滇块体的北边界,地质构造复杂,始于甘孜东谷一带,向南经过炉霍、道孚、康定、磨西一线,至石棉安顺场一带逐渐消失,全长约 ,总体走向为 ,呈略向 凸出的弧形,是青藏高原东南缘的一条全新世活动强烈的左旋走滑型断裂带。根据构造地貌学,晚第四纪以来,鲜水河断裂磨西段的滑动速率为 ;根据时序 方法,鲜水河断裂带整体滑动速率为 ,闭锁深度为 ;根据 或水准测量方法估计出的鲜水河断裂北西段滑动速率为,南段滑动速率为。世纪以来,整条鲜水河断裂带几乎都发生过地表破裂,且复
5、发频繁,有历史记录的级以上地震共次(图)。已有研究表明,年汶川地震和 年芦山地震后,鲜水河断裂磨西段的库仑应力有一定程度的加载,说明该地区未来地震危险性较高。泸定地区地形复杂,海拔高差大,容易发生滑坡等地质灾害,很难进行常规大地测量以及野外现场考察工作。本文采用 获取 泸定地震的同震形变场,首先利用贝叶斯方法中的均匀滑动模型搜索断层的先验几何参第 卷第期王欣等:基于 约束的 年泸定 地震同震滑动分布及库仑应力变化数,然后采用非负最小二乘方法 获得断层面的同震滑动分布,最后通过计算同震库仑应力变化对区域地震危险性进行评估,计算震间应变场对发震断层构造进行讨论。红色五角星为 震中位置,黑色震源球为
6、 、和 等机构给出的震源机制解,黄色震源球为历史上鲜水河断裂带级以上地震,深蓝色震源球为龙门山断裂带上的芦山和汶川地震,圆圈为余震,蓝色箭头为 速度场图泸定地震区域构造背景 表泸定地震破裂参数 来源经度()纬度()震级震源深度 走向()倾角()滑动角()张龙等 韩炳权等 本文 泸定地震 同震形变场本文使用泸定地震前后 升降轨影像数据,参数见表。使用 处理软件 ,采用二轨法进行 数据差分干涉处理,具体流程见图。图为升降轨干涉图和同震形变场。由图()可见,升轨 同震形变场最大视线向沉降量为 ,最大视线向抬升量为 ;由图()可见,降轨 同震形变场最大视线向沉降量为 ,最大视线向抬升量为 ;由图()可
7、见,升轨 同震形变最大视线向沉降量为 ,最大视线向抬升量为 。升降轨沉降量和抬升量存在差异,主要是升降轨观测角度不同所致。本文结果与张龙等和韩炳权等的结果大致相同。需要说明的是,相比于 升轨 图像,升轨 图像存在更大的观测噪声,且存在将一些未发生形变区域错误解缠成有相位区域的情况,因此其可靠性相对较差。为提高后续断层滑动分布反演效率,本文对升降轨同震形变场进行四叉树降采样处理,最终得到 个 升轨 视线向形变观测数据、个 升轨 视线向形变观测数据和 个降轨 视线向数据。表 影像干涉对参数 轨道主影像副影像入射角()方位角()空间基线时间基线 图 处理流程 图 升降轨干涉图和同震形变场 大 地 测
8、 量 与 地 球 动 力 学 年月断层滑动分布反演 均匀滑动分布由于泸定地震缺乏发震断层的先验几何参数,因此在进行分布式滑动分布反演前,需要使用均匀滑动模型获得断层倾角、走向、震源深度等参数。本文采用 等开发的 软件包,基于升降轨 数据,使用贝叶斯算法进行断层参数估计。在参数估计过程中,对初始模型参数空间不加以严格约束,如将断层走向设为 、倾角设为 ,可以保证搜索结果的可靠性。迭代 次后,最终得到断层模型参数的后验概率分布见图。由图可见,断 层 最 优 长 度 为 、宽 度 为 、深度为 、走向为 、倾角为 、走滑分量为 、倾滑分量为 ,表明本次地震以左旋走滑为主。这与韩炳权等 和 等给出的结
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