發(fā)布時間：2020-11-01 02:16

　　 合成孔徑雷達干涉測量技術(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)測和不受天氣影響等優(yōu)勢,在地震周期各階段的形變監(jiān)測中已得到廣泛的應(yīng)用。本文基于DInSAR與時序InSAR技術(shù),分別以2015尼泊爾Mw7.8級地震和海原斷裂帶為研究對象,進行了同震、震間形變觀測和斷層運動學(xué)參數(shù)反演等工作。本文主要研究內(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)星觀測模式下的尼泊爾Mw7.8級地震LOS向同震位移場,并對同震形變場進行了詳細的對比研究。采用不同數(shù)據(jù)組合對斷層滑動分布進行了反演,對比了單一平臺數(shù)據(jù)與多平臺數(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與升軌S1A及降軌ALOS-2 LOS向同震形變場相結(jié)合的方法,在考慮入射角變化的情況下,對此次地震的三維形變分量進行了解算。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到1.5 m和-1 m,南北向形變表現(xiàn)為整體向南移動,最大向南水平位移達到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長條帶數(shù)據(jù),基于StaMPS時序處理技術(shù),獲取了海原斷裂帶金強河段至1920年地震破裂段的InSAR視線向平均形變速率場,發(fā)現(xiàn)南北兩盤形變速率場存在明顯的差異,與海原斷裂帶左旋走滑的運動特征相一致。通過對老虎山段進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度范圍約19 km�；诙S反正切模型對InSAR形變速率剖面進行了擬合,獲得了海原斷裂帶不同位置的斷層閉鎖深度及深部滑動速率。結(jié)果表明,老虎山段滑動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),滑動速率與閉鎖深度自西向東均逐漸增加,滑動速率由西段的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、基于三維負位錯塊體模型,使用不同密度GPS臺站數(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、塊體長期相對滑動速率及滑動虧損分布特征,并進行了對比分析,主要獲得以下認識:(1)加密GPS臺站數(shù)據(jù)的加入能夠?qū)鄬舆\動學(xué)參數(shù)提供更好的約束,InSAR數(shù)據(jù)對反演結(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)滑動速率虧損主要集中在金強河及其以西部分,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速率虧損,老虎山東端基本不存在滑動虧損。
【學(xué)位單位】：中國地震局地質(zhì)研究所
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：P315;P237
【部分圖文】：

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

2008; Lasserre et al., 2005）、2008年Mw7.9級汶川地震（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 進行同震形變研究具有很多優(yōu)勢。首先是InSAR 技術(shù)本身的優(yōu)勢，該技術(shù)能夠觀測到大范圍、空間連續(xù)覆蓋的同震形變場，并且不受云霧等天氣情況影響，也基本不受地表觀測條件限制。其次，通過分析整個地震形變場的整體形態(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)，形變場的不對稱性形態(tài)可以提供關(guān)于發(fā)震斷層傾角和運動性質(zhì)的信息。此外，以大范圍密集 InSAR 數(shù)據(jù)為約束，通過建立斷層運動的彈性位錯模型（Okada, 1985），可以精確反演震源斷層幾何參數(shù)及運動參數(shù)，為深入認識地震破裂特征及動力學(xué)機制提供依據(jù)。

2）震后形變后形變是地殼和上地幔對同震應(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大，持續(xù)時間短則數(shù)星期，長至上百年；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，并發(fā)現(xiàn)動基本集中在主震發(fā)生 40 天以內(nèi)。在過去的 20 年中，研究學(xué)者SAR 技術(shù)獲取了多個地震事件的震后形變場，例如 1978 年 M-Golshan 地震（Zhou et al., 2016, 2018）、1997 年 Mw7.5 級瑪尼地007）、1999 年 Mw7.1 級 Hector Mine 地震（Pollitz et al., 2001; Jac2001 年 Mw7.8 級昆侖山口西地震（Wen et al., 2012; Zhao et a圖1-3）、2002年Mw7.9級Denali地震（Pollitz, 2005; Biggs et al., Mw6.3 級 Damxung 地震（Bie et al., 2013）等。
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本文編號：2864876