合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量技術(shù)(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)是近二十余年迅猛發(fā)展起來的一種能夠獲取高精度地表形變信息的大地測(cè)量新技術(shù),該技術(shù)具有空間分辨率高、覆蓋范圍廣、全天候監(jiān)測(cè)和不受天氣影響等優(yōu)勢(shì),在地震周期各階段的形變監(jiān)測(cè)中已得到廣泛的應(yīng)用。本文基于DInSAR與時(shí)序InSAR技術(shù),分別以2015尼泊爾Mw7.8級(jí)地震和海原斷裂帶為研究對(duì)象,進(jìn)行了同震、震間形變觀測(cè)和斷層運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)反演等工作。本文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:1、使用S1A和ALOS-2衛(wèi)星升降軌InSAR數(shù)據(jù)獲取了不同衛(wèi)星觀測(cè)模式下的尼泊爾Mw7.8級(jí)地震LOS向同震位移場(chǎng),并對(duì)同震形變場(chǎng)進(jìn)行了詳細(xì)的對(duì)比研究。采用不同數(shù)據(jù)組合對(duì)斷層滑動(dòng)分布進(jìn)行了反演,對(duì)比了單一平臺(tái)數(shù)據(jù)與多平臺(tái)數(shù)據(jù)聯(lián)合反演所得結(jié)果的差異。采用模擬的南北向形變場(chǎng)與升軌S1A及降軌ALOS-2 LOS向同震形變場(chǎng)相結(jié)合的方法,在考慮入射角變化的情況下,對(duì)此次地震的三維形變分量進(jìn)行了解算。結(jié)果顯示本次地震以垂直形變和南向形變?yōu)橹?其中垂直形變自北向南包括后緣沉降區(qū)和前緣隆升區(qū),隆升沉降最大形變值分別達(dá)到1.5 m和-1 m,南北向形變表現(xiàn)為整體向南移動(dòng),最大向南水平位移達(dá)到1.6 m,東西向形變呈四象限分布,最大形變量約0.6 m。2、使用2003-2010年間的多組升降軌Envisat/ASAR長(zhǎng)條帶數(shù)據(jù),基于StaMPS時(shí)序處理技術(shù),獲取了海原斷裂帶金強(qiáng)河段至1920年地震破裂段的InSAR視線向平均形變速率場(chǎng),發(fā)現(xiàn)南北兩盤形變速率場(chǎng)存在明顯的差異,與海原斷裂帶左旋走滑的運(yùn)動(dòng)特征相一致。通過對(duì)老虎山段進(jìn)行高密度跨斷層形變速率剖面的分析,確定老虎山段蠕滑長(zhǎng)度范圍約19 km。基于二維反正切模型對(duì)InSAR形變速率剖面進(jìn)行了擬合,獲得了海原斷裂帶不同位置的斷層閉鎖深度及深部滑動(dòng)速率。結(jié)果表明,老虎山段滑動(dòng)速率自西向東逐漸減小,由西段的7.6 mm/a減小至最東端的4.5 mm/a;老虎山西段與中段處于閉鎖狀態(tài),西段閉鎖深度在4.2~4.4 km,中段閉鎖深度為6.9 km,而老虎山東段閉鎖深度小于1 km,即淺地表存在蠕滑現(xiàn)象,蠕滑速率為4.5~4.8 mm/a。1920年海原斷裂帶破裂段整體處于閉鎖狀態(tài),滑動(dòng)速率與閉鎖深度自西向東均逐漸增加,滑動(dòng)速率由西段的3.2 mm/a增加至東段的5.4 mm/a,閉鎖深度由西段的4.8 km增加到東段的7.5 km。3、基于三維負(fù)位錯(cuò)塊體模型,使用不同密度GPS臺(tái)站數(shù)據(jù)及其分別與InSAR數(shù)據(jù)結(jié)合,反演獲取了斷層閉鎖程度、塊體長(zhǎng)期相對(duì)滑動(dòng)速率及滑動(dòng)虧損分布特征,并進(jìn)行了對(duì)比分析,主要獲得以下認(rèn)識(shí):(1)加密GPS臺(tái)站數(shù)據(jù)的加入能夠?qū)鄬舆\(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)提供更好的約束,InSAR數(shù)據(jù)對(duì)反演結(jié)果具有明顯的改善作用。(2)斷層閉鎖深度在冷龍嶺段約為17 km,閉鎖深度向東逐漸減小至老虎山中段近地表處;老虎山東段及1920年破裂段西端近地表閉鎖程度均較弱;1920年破裂段中段、東段的閉鎖深度在3~7 km范圍內(nèi)。(3)海原斷層兩側(cè)板塊間長(zhǎng)期左旋走滑速率自西向東由冷龍嶺的4.7 mm/a遞減至1920年破裂段東段的2.0 mm/a。(4)滑動(dòng)速率虧損主要集中在金強(qiáng)河及其以西部分,在毛毛山、老虎山(不包含其東端)及1920年破裂段的近地表也存在一定的滑動(dòng)速率虧損,老虎山東端基本不存在滑動(dòng)虧損。
【學(xué)位單位】：中國(guó)地震局地質(zhì)研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：P315;P237
【部分圖文】：

地測(cè)量新技術(shù)，與已有的常規(guī)監(jiān)測(cè)手段如精密水準(zhǔn)、全球定位系統(tǒng) GPS 以及甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量等相比，該技術(shù)具有空間分辨率高、覆蓋范圍廣、全天候監(jiān)測(cè)和不受天氣影響等優(yōu)勢(shì)，因此在地震周期各階段的形變監(jiān)測(cè)中已得到廣泛的應(yīng)用。利用在不同時(shí)期獲得的地面 SAR 影像，可以獲得高精度的地面形變場(chǎng)。這是地震周期研究最重要的參數(shù)之一，可以為模擬沿?cái)鄬訋?gòu)造應(yīng)力積累（震間階段）和釋放（同震和震后階段）的機(jī)制等提供重要的約束條件。

2008; Lasserre et al., 2005）、2008年Mw7.9級(jí)汶川地震（孫建寶等, 2008; Xu et al.2010）、2010 年 Ms7.1 玉樹地震（Qu et al., 2013; Zhao et al., 2019）等。相比于GPS 和地震波等技術(shù)手段，InSAR 進(jìn)行同震形變研究具有很多優(yōu)勢(shì)。首先是InSAR 技術(shù)本身的優(yōu)勢(shì)，該技術(shù)能夠觀測(cè)到大范圍、空間連續(xù)覆蓋的同震形變場(chǎng)，并且不受云霧等天氣情況影響，也基本不受地表觀測(cè)條件限制。其次，通過分析整個(gè)地震形變場(chǎng)的整體形態(tài)和空間分布變化特征，可以獲取地表破裂帶的位置、規(guī)模和發(fā)震斷層的幾何形態(tài)，形變場(chǎng)的不對(duì)稱性形態(tài)可以提供關(guān)于發(fā)震斷層傾角和運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的信息。此外，以大范圍密集 InSAR 數(shù)據(jù)為約束，通過建立斷層運(yùn)動(dòng)的彈性位錯(cuò)模型（Okada, 1985），可以精確反演震源斷層幾何參數(shù)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)，為深入認(rèn)識(shí)地震破裂特征及動(dòng)力學(xué)機(jī)制提供依據(jù)。

2）震后形變后形變是地殼和上地幔對(duì)同震應(yīng)力變化的響應(yīng)和調(diào)整，其能夠直的流變特性，因此具有重要的研究意義。不同地震的震后形變時(shí)大，持續(xù)時(shí)間短則數(shù)星期，長(zhǎng)至上百年；形變范圍小至地震斷裂幾百公里（王華等, 2009）。Massonnet et al. (1994)最早利用 InSA形變研究，其獲取了 1992 年 Landers 地震的震后形變場(chǎng)，并發(fā)現(xiàn)動(dòng)基本集中在主震發(fā)生 40 天以內(nèi)。在過去的 20 年中，研究學(xué)者SAR 技術(shù)獲取了多個(gè)地震事件的震后形變場(chǎng)，例如 1978 年 M-Golshan 地震（Zhou et al., 2016, 2018）、1997 年 Mw7.5 級(jí)瑪尼地007）、1999 年 Mw7.1 級(jí) Hector Mine 地震（Pollitz et al., 2001; Jac2001 年 Mw7.8 級(jí)昆侖山口西地震（Wen et al., 2012; Zhao et a圖1-3）、2002年Mw7.9級(jí)Denali地震（Pollitz, 2005; Biggs et al., Mw6.3 級(jí) Damxung 地震（Bie et al., 2013）等。
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