利用InSAR获取2020年新疆于田M_(W)6.3地震同震形变场与断层滑动分布反演

本文基于InSAR技术,利用欧空局Sentinel-1A/B升降轨SAR数据,提取了2020年6月26日新疆于田M_(W)6.3地震的同震形变场。利用升、降轨同震形变场约束,分别采用MPSO算法和Bayesian方法反演此次地震发震断层均匀滑动的几何参数,并进行对比。然后采用SDM方法获得发震断层非均匀滑动分布,并分析了同震库仑应力变化及其对周边断层的应力扰动。结果表明,同震形变场以NS向为长轴,总体呈现西部沉降而东部隆升的特点,而且隆升量明显小于沉降量;滑动分布反演表明发震断层的平均滑动量为0.13m,平均滑动角为-104.56°,此次地震为典型的正断破裂事件,最大滑动量约0.55m,最大滑动量处滑动角为-105.2°,位于断层倾向深度14.42km,释放的地震矩能量约3.65×10^(18)N·m,相当于矩震级M_(W)6.3;同震库仑应力变化对西部琼木孜塔格断层、硝尔库勒南缘断层等起到应力卸载作用,对北部的木孜鲁克—鲸鱼湖断层起到应力加载作用,结合同震库仑应力对周围断层的扰动情况,此次地震可能对琼木孜塔格断裂带和木孜鲁克—鲸鱼湖断裂带的西端影响较大。

InSAR数据约束的2020年西藏定日M_(W)5.7地震源模型及构造意义

2020年3月20日,处在北喜马拉雅断裂与申扎—定结断裂交会区的西藏定日发生M_(W)5.7地震,此次地震发震断层源模型的研究对于认识该地区的复杂地质构造具有重要意义。本文利用升、降轨Sentinel-1A星载SAR数据,通过合成孔径雷达干涉测量(InSAR)处理获得了地震引起的地表位移场,其中,雷达视线方向(LOS)最大地表位移达到0.16 m。基于均匀弹性半空间位错模型,利用得到的地表形变数据,通过非线性和线性反演确定了包含断层几何参数以及滑动分布的震源模型,最后对发震断层的构造特点进行了分析。结果表明,发震断层是具有少量右旋走滑分量的浅部隐伏正断层,断层走向为319°,倾角为44°,断层滑动主要集中在1~6 km深的范围内,最大滑动量位于深度4 km处且达到0.8 m。地震释放的地震矩为4.14×10^17 N·m,对应矩震级为M_(W)5.7,与地震波形反演结果一致。通过分析,我们认为此次定日地震的发震断层可能为申扎—定结主断裂南端"Y"字型的分支断裂,该地区"Y"字型构造的存在可能是小震集中于此的主要原因。

2020年新疆于田M_(S)6.4地震断层面快速测定及发震构造研究

本文基于新疆、西藏区域数字地震台网波形数据,利用gCAP反演方法和空间格点搜索算法获得2020年6月26日于田M_(S)6.4地震矩心的空间位置为35.649°N,82.339°E,深度为5km。最佳震源机制解节面Ⅰ走向166°,倾角59°,滑动角-144°;节面Ⅱ走向26°,倾角38°,滑动角-55°,矩震级为M_(W) 6.21。根据不同震源机制解结果,获得中心震源机制解和标准差,表明震源机制解较为稳定和可靠。使用H-C方法进行地震发震断层的快速判断,显示节面Ⅱ为发震断层面。综合震源区地质构造特征、余震序列的空间分布和区域构造应力场特征,最终推断此次地震断层面为节面Ⅱ,阿尔金断裂西段是发震断层,震源机制解显示以正滑为主,是一次张性破裂地震事件,属于阿尔金断裂西段强烈活动的响应。

2020年6月26日于田M_(S)6.4地震震源区震源机制解及发震构造

利用国家区域台网23个台P、S波到时资料及区域台网12个宽频带波形数据,对新疆于田地区2008年10月1日至2020年12月8日期间的地震展开重定位.对2020年6月26日于田M_(S)6.4主震、M_(S)4.6前震和M_(S)4.5余震展开震源机制解求解.综合震源区历史震源机制解对于田地区地震活动展开系统分析.结果表明:(1)2020年6.26于田地震的发震断裂是阿尔金断裂带西段SN向正断层活动系统中一条位于琼木孜塔格峰以东山麓地带的NNE走向的拉张型断裂,质心深度6 km,矩震级M_(W)6.1,余震活动尺度小于20 km.M_(S)4.6前震和M_(S)4.5余震的机制解与主震一致,均为正断层性质;(2)除2014年M_(S)7.3地震及其余震表现为左旋走滑活动外,2008年M_(S)7.3、2012年M_(S)6.2以及2020年M_(S)6.4都是位于康西瓦断裂和郭扎措断裂之间正断层地震.这种正断层的存在与地质研究给出的阿尔金断裂西段的康西瓦断裂和郭扎措断裂之间存在一组SN向活动的次级正断层相吻合.阿尔金断裂带以西的地震活动表现出多条近NS向集中展布的地震条带,NS向次级断层活动明显.2008年以来阿尔金断裂带西段的构造活动以这些次级断层的活动为主.

2020年新疆于田M_(S)6.4地震前热红外亮温异常研究

获取了2020年4—7月新疆于田M_(S)6.4地震区周边约400km范围内连续的中国气象卫星FY-2G遥感热红外资料,选取北京时间凌晨1:00~5:00时的分钟值数据,经过小波变换和功率谱估计法进行处理,得到研究区地震前后相对功率谱异常演化过程,对比分析了2019年相同频率同期的相对功率谱幅值,并讨论了异常时间演化过程及异常空间分布特征的可能原因。结果表明:从2020年4月初开始相对功率谱在塔里木盆地南缘出现零星高值异常,显著特征周期为13d;随后,异常面积沿着盆地边缘断裂逐渐扩大并向阿尔金南缘断裂区域扩展。4月下旬异常区域进一步扩大并形成跨发震断裂的异常带,异常在2020年5月下旬和6月初达到峰值;随着地震的临近,异常区域开始收缩,异常幅度也开始减小,至地震发生时震中区附近异常已经消失;对比分析2019年同期同频率研究区的相对功率谱值后,认为此次热红外亮温异常可能是地震前的短临异常现象。

2020年新疆于田M_(S)6.4地震发震断层及孕震机制研究

利用2020年6月26日于田M_(S)6.4地震序列的震相和波形数据,对地震序列进行重定位并反演了中强地震的震源机制解,结合2008年至今的全球矩心矩张量解数据,反演了西昆仑块体和柴达木—祁连块体间边界地区的应力场。综合分析研究结果发现:2020年6月26日于田M_(S)6.4地震序列的发震断层为走向SSW,倾向NWW的正断层,地震的发生可能与琼木孜塔格峰山前展布的正断层破裂有关;西昆仑块体和柴达木—祁连块体之间的边界地区属于东西向拉张应力模式,支持青藏高原北部大型走滑断裂所圈定的柴达木—祁连块体的东向运动模型。

2020年新疆于田M_(S)6.4地震的地震迁移趋势

根据大空间尺度上存在特殊的地震迁移并具有规律性的现象,在回顾2020年于田M_(S)6.4地震的震前异常和1900年以来于田地区“始发地震—迁移地震”序列的基础上,分析了于田M_(S)6.4地震的发震构造和动力学背景,讨论了于田地区“始发地震—迁移地震”的时空分布及其趋势。本文侧重于对近些年于田地区地震迁移现象(如迁移方向、时间间隔)的统计,统计结果显示地震迁移可以作为该区域中长期地震危险性分析的方法之一,并尝试应用于未来地震迁移趋势分析。地震迁移现象的成因及动力机制有待于深入研究。

基于InSAR约束的2020年中国西藏定日M_(W)5.7地震同震滑动模型

2020年3月20日,中国西藏定日县发生M_(W)5.7地震,稀缺的区域地震地质资料给认识发震构造带来诸多不便.为准确认识此次地震的破裂机制,本文首先利用DInSAR技术对Sentinel1-A升轨和降轨数据进行处理,采用GACOS模型做大气改正,获得LOS同震形变场.然后将地震简化为一个具有均匀滑动量的有限矩形,采用非线性反演算法研究均匀滑动模型,以便确定发震断层的位置及其几何参数.最后基于上述结果,构建同震破裂几何模型,反演同震破裂滑动分布.结果表明,发震断层的走向330°,倾角51°.此次地震的破裂相对集中,主要分布在深度2.32~5.31 km范围内.破裂区长约5.6 km,宽约3.6 km.最大滑动量约1.13 m,位于87.4102°E,28.6691°N处,埋深3.967 km.破裂以正断滑动为主兼具部分右旋走滑分量,平均滑动角-106.6°.释放的地震矩为3.89×10^(17) N·m,对应的矩震级为M_(W)5.7.印度板块向北东方向挤压欧亚板块,在定日地区产生近东西向的拉张力,使得该地区正断层发育,这可能控制着该地区的地震类型.

2020年新疆于田M_(S)6.4地震和田台地电场异常的测道差异性

和田地电场台站距离2020年6月26日于田M_(S)6.4地震震中约305km,该台不同方位测道之间相关系数均值在0.8左右,应用多极距原理获知震前两月该台地电场数据中“近场”信息较复杂,但具有一定程度的可靠性。计算该台不同极距测道的优势方位角α和不同方位测道间相关系数δNS/NW,获知震前数月长、短极距α、δNS/NW存在不同的异常现象。2011—2019年,和田台周边300km范围发生了6次M_(S)5.0以上地震,这种异常现象的差异具有类似特点。这反映出在同一场地,地电场长、短极距观测装置对周边中强地震的映震能力可能存在差异性。

基于升降轨Sentinel-1SAR数据研究2020年新疆于田M_(S)6.4地震震源机制

2020年6月26日新疆于田县发生M_(S)6.4地震。本文先利用Sentinel-1A/B卫星升、降轨SAR数据,结合InSAR技术提取此次地震的同震形变场;并以同震形变场为约束,利用贝叶斯方法的均匀滑动模型反演发震断层的几何参数;最后基于梯度下降法(Steepest Decent Method,SDM)来确定发震断层更为精细的滑动分布。研究结果表明:InSAR形变场的分布主要沿北北东方向,东西方向跨度约40km,南北方向跨度约30km,形变特征为西侧沉降与东侧隆升,西侧最大沉降约200mm,东侧最大隆升约70mm。于田地震发震断层为一条走向187.68°、倾角59.78°、滑动角77.76°的隐伏断层;于田地震的宏观震源深度为6.29km,距震级MW6.19。断层滑动分布主要集中在沿走向7~21km与倾向4~11km的区域内,平均滑动量约0.2m,在沿倾向7~8km处的最大滑动量约0.97m,同震位错主要表现为正断运动。

2020年新疆于田M_(S)6.4地震前地磁谐波振幅比变化特征分析

以2020年6月26日于田M_(S)6.4地震为例,采用地磁谐波振幅比法,选用距震中370km和360km范围内的且末台、狮泉河台所记录到的秒值连续波形数据,对震前地磁异常进行了提取和回溯性分析,发现地磁谐波振幅比反映了观测点深部电阻率变化,2020年于田M_(S)6.4地震前且末台和狮泉河台地磁谐波振幅比出现了较明显的异常现象。异常特征有:①地磁谐波振幅比Y_(ZHx)和Y_(ZHy)主要表现为“下降—转折—恢复”的形态,地震发生在下降型变化恢复之后上升阶段;②震前约2年起,且末台和狮泉河台谐波振幅比表现长短周期变化不同步或NS向与EW向变化不同步的现象;③且末台Y_(ZHx)(NS)和狮泉河台Y_(ZHy)(EW)谐波振幅比异常变化中的转折上升形态具有自较长周期向较短周期的迁移现象;④狮泉河台谐波振幅比趋势性异常起始时间早于且末台,持续时间平均2年左右,最大异常幅度达到0.04;⑤且末台Y_(ZHx)(NS)和狮泉河台Y_(ZHy)(EW)异常相比对应其他分量更为显著,这也许震中和台站所在位置有关系;⑥地震前和田大地电场(距震中约265km)岩体裂隙优势方位角(α)也显示异常变化,可见该地震前多地球物理探测参量的异常响应,呈现多地球物理量耦合,增加了异常可信度。

2020年新疆于田M_(S)6.4地震温泉水文地球化学异常特征研究

2020年6月26日新疆于田县发生M_(S)6.4地震,地震发生前后对震中80km内的两个温泉在2019年9月至2020年10月的水文地球化学的变化特征进行了研究,结果表明:①温泉水的来源为其周围昆仑山的冰川融水,②克孜勒沙衣温泉补给高程6km,水化学类型为Na-HCO_(3)、部分平衡水、温泉循环深度达到1.7km左右,其主要气体组分为N2,幔源氦占10.6%。③乌什开布隆温泉补给高程为3.1km,Ca·Na-HCO_(3)·SO_(4)型,未成熟水,可能与浅层冷水发生了混合作用,循环深度仅达到0.5km,该温泉的水化学组分对周围的地震活动有明显的异常响应,伽师M_(S)6.4地震前,区域应力的不断加载使断裂带内裂隙发生明显变化,从而温泉流体行为发生变化,使乌什开布隆温泉的离子浓度小幅度上升,且Cl^(-)含量在于田M_(S)6.4地震后16天突增。因此,对乌什开布隆温泉及克孜勒沙衣温泉的流体地球化学特征进行连续监测,可以为未来阿尔金断裂及西昆仑断裂的交会区地震危险性提供有效判断指标。

东安纳托利亚断裂带近期库仑应力演化及与2020年埃拉泽M_(W)6.8地震的触发关系

基于地球分层介质模型,同时考虑同震位错、震后粘滞松弛效应和震间构造加载的作用,计算东安纳托利亚断裂带附近1822年以来大于6级的历史强震产生的同震和震后库仑应力变化以及6个断层段震间构造应力积累。结果表明,共14次强震的同震应力扰动对2020年埃拉泽M_(W)6.8地震的发生有促进作用,1875年M6.7地震的同震应力卸载作用使得整体同震应力扰动对埃拉泽M_(W)6.8地震的触发影响不明显;震后粘弹性应力扰动以及断层震间构造应力加载在埃拉泽M_(W)6.8地震震源处造成较大的应力积累,对其有显著的触发作用;Turkoglu、Lake Hazar和Yedisu段库仑应力积累较多,未来地震活动危险性较高。

2020年新疆于田M_(S)6.4地震发震构造研究

2020年6月26日新疆于田西昆仑地区发生M_(S)6.4地震,这是继2008年M_(S)7.3和2014年M_(S)7.3两次于田地震后发生的又一次强震。判定此次地震的发震构造是进行地震解剖需要解决的一个基本问题。本文基于GIS平台与技术,对构造地质、高分遥感、地貌地形、地震、GPS速度场、震源机制等各种资料进行整合,通过跨学科资料的综合分析,对地震相关的动力学、运动学机制进行了研究,对发震构造进行了初步的判定。此次于田地震的发生可能是2014年强震破裂段进一步向西南方向破裂的结果。地震精定位结果显示震中位于琼木孜塔格峰附近。高分遥感解译及构造地貌变形分析的结果表明极震区是一个典型的张性盆岭构造区,发育有小型的断陷盆地和正断性质的控盆断裂。震后高分卫星影像表明在震区未发现明显的地表破裂带以及地震次生灾害。此次地震可能是由西昆仑地块与松潘—甘孜地块之间NE向构造带内张性构造体系的活动而引发的。由于构造带两侧地块的斜向拉张运动,使得正断层、走滑断层在构造带内先后形成并且持续地、同步地活动。正断比走滑更主要一些,其分别能够很好地适应并吸收张性纯剪切分量以及横向简单剪切分量,从而使得构造带内正断型、走滑型地震频发,此次于田M_(S)6.4地震就是在这种背景下发生的。构造区范围内的地壳自地表向深部可能存在着多层次的张性构造体系,各个体系之间可能不具有明显的关联性。本次地震可能与地表张性构造体系关系不大,推断是深层次张性构造体系活动的结果。

2020年阿拉斯加M_(W)7.8地震断层滑动反演及其触发影响研究

2020年7月22日,在北美板块和太平洋板块交界区的阿拉斯加半岛阿留申俯冲带上发生了M_(W)7.8逆冲地震,三个月后距震中西南80 km处发生了M_(W)7.6走滑地震,一年后距震中东南50 km处发生了M_(W)8.2逆冲地震.本文基于GPS同震形变,利用非负最小二乘方法反演了M_(W)7.8地震的断层同震破裂滑动分布,研究其变形特征,并基于地震位错理论计算了该地震对后续两个地震的库仑应力影响.地震断层滑动反演结果显示地震矩为9.28×10^(20) N·m,矩震级为M_(W)7.8;断层破裂滑移自震中沿断层向SWW向延伸,在震中西南侧断层滑动量较大,深度范围集中在25~45 km,最大滑动量为2.26 m.同震形变符合海沟特大地震的逆冲断层弹性回跳理论模式.库仑应力变化计算结果显示2020年阿拉斯加M_(W)7.8地震的库仑应力加载触发了M_(W)7.6走滑地震,并加速了2021年M_(W)8.2逆冲地震的发生.

地震同震形变场失相干恢复方法研究——以2009年拉奎拉M_(W)6.3地震为例

在合成孔径雷达干涉测量中,干涉相干是局部干涉条纹质量的重要评价标准,但是由于各种失相干源的影响,会出现失相干现象,而这可能会丢失重要的形变数据。本文首先利用ENVISAT ASAR的两景影像获得了2009年意大利拉奎拉M_(W)6.3地震的带有失相干现象的同震形变场,对数据预处理后再使用移动窗口克里金法对拉奎拉地震的同震形变场进行插值处理,恢复了形变图的失相干区域,之后进一步通过正反演获得同震形变场,并与上一步的插值结果进行对比分析。结果显示,插值结果与反演结果在极震区吻合得很好,验证了移动窗口克里金插值法恢复失相干的可靠性,说明插值法可以成为实现地震同震形变场失相干恢复的一种途径。