关键词:
汶川地震
InSAR形变观测
震后形变机制
粘弹性松弛
断层余滑
摘要:
目前对于汶川地震震后龙门山断裂带及周边地区地壳形变及其机制的讨论仍存在争议,焦点主要集中在龙门山断裂带是否仍存在震后断层余滑,以及如何定量评估震后断层余滑和地壳粘弹性松弛的相对贡献。针对这些问题,本文基于D-InSAR和SBAS-InSAR技术分别获取汶川地震同震与震后形变场;采用PSGRN/PSCMP正演震后地壳粘弹性松弛导致的形变,采用SDM反演震后断层余滑及其导致的形变,系统分析震后形变机理;同时联合震后InSAR数据与GNSS数据构建三维形变场,反演龙门山断裂带的滑动速率及闭锁深度。主要的研究内容与结论如下:
(1)收集了66景ALOS卫星数据,基于D-InSAR技术获取汶川同震形变。监测结果显示:龙门山断裂带两侧的地表形变特征呈现出显著的空间异质性,断裂带总体呈现上盘隆升、下盘沉降的差异形变特征,最大抬升量达73 cm,符合逆冲兼右旋走滑的破裂机制。
(2)收集了震后2014年10月至2019年4月覆盖龙门山断裂带的243景降轨Sentinel-1A数据,基于SBAS-InSAR技术构建高精度的汶川震后形变场。震后形变结果显示:断裂带两侧的震后形变特征仍存在显著差异,断裂带上盘表现为LOS向隆升(最大位移41.1 mm,位于映秀区域),而下盘则显示沉降特征(沉降量较小)。
(3)联合汶川震后InSAR数据与GNSS数据构建汶川震后三维形变场,基于刃型位错模型反演龙门山断裂带的滑动速率及闭锁深度。分析发现:龙门山断裂带的滑动速率呈现分段特征,倾滑速率由映秀段-3.78±0.44 mm/a增至高川段-3.88±0.63 mm/a,最后降至青川段-0.06±0.22 mm/a,走滑速率由映秀段-2.5±0.19 mm/a增至高川段-2.77±0.41 mm/a,最后降至青川段-0.88±0.27 mm/a。
(4)本文认为:在2014年10月至2019年4月汶川震后形变机制主要包括震后断层余滑和地壳粘弹性松弛。以InSAR同震和震后数据为约束,并基于同震破裂模型和分层介质模型,利用PSGRN/PSCMP正演震后地壳粘弹性松弛导致的形变,结果表明:粘弹性松弛并不能完全解释InSAR观测形变,所以推测仍存在震后断层余滑;而后,以InSAR震后形变观测数据扣除粘弹性松弛效应引起的形变值为约束,利用SDM反演震后断层余滑,结果表明:震后断层余滑对地壳形变的影响仍存在,且震后断层余滑主要分布在同震过程中滑动量较小或未滑动的区域。整体来看,在近场,断层余滑对地壳形变的贡献率约为53%,略高于粘弹性松弛效应的贡献率,而中远场形变则基本由地壳粘弹性松弛贡献。