利用红外遥感资料研究断层活动变化

发布时间：2019-02-14 16:36

【摘要】：热红外遥感通过测量地-气系统的红外辐射来探测地表的热状况。随着卫星遥感技术在地震前兆方面的深入研究，大量的红外图像结果显示断层的活动变化与红外辐射异常密切相关。断层的现今活动是把异常与地震联系起来的地质载体，研究其温度场信息是探测断层构造活动的新途径。在利用红外遥感资料对断层活动变化的研究中，反应真正与断层活动有关的热信息只是很少一部分，需要剔除如大气状况和地形地貌等因素的影响。本文以静止气象卫星FY-2C/2E的红外亮温资料为数据源，以甘东南及邻近地区为研究范围，通过使用小波差值分析法，详细研究了该区域内各活动断裂带的热红外资料时空分布变化与断层之间的关系，推测了甘东南及邻近地区断层活动的强弱性分布，，并能对该区域有效跟踪；利用相对功率谱法，结合断层垂直剖面数据分析了典型震例的亮温时空演化过程，初步形成较完善的热红外研究断层活动变化的分析流程，研究结果形成以下结论： 1.研究区内断裂带红外亮温数据对断层分布及相对活动水平有较好反映，能为断层热信息的提取提供一些指示信息。小波差值分析法适用于提取和识别活动断裂的热辐射强弱变化和整体的地震危险程度，对一些次级断裂和隐伏断裂也有明显显示。断层垂直剖面差值分析图中的热条带宽度多在20km左右，该宽度应为红外亮温差异的影响宽度，而非断层的真实宽度。 2.研究区主要活动断裂亮温空间分布特征明显，总体上表现为块体边缘高、内部低，这可能与块体边缘受压或应力变化有关，也是应力场变化特征的反映。该研究区中，西秦岭北缘断裂西段及以西区域表现为强度变化幅度最大。 3.通过结合小波差值法和相对功率谱法，初步提出活动断裂的红外地震异常信息提取流程。经过对汶川、玉树和岷县-漳县三个典型构造区域的震例研究发现：（1）各地震的发震断裂均在断层垂直剖面差值分析图中有清晰显示，岷县-漳县地震的热条带位置显示，该地震的发震断裂或为距临潭-宕昌断裂带10-20km处的一条隐伏断裂。（2）地震前后存在明显的红外异常特征周期。三个地震由于所处的区域地质环境不同，所表现的热辐射特征周期也有所差别。（3）地震热红外异常与构造明显相关，震时的时空分布图上都出现了与构造活动有关的带状分布影像，震中均位于该热异常条带上。（4）各震例红外异常持续时间均在半年左右，异常面积与震级大小无明显对应关系，热异常演化均表现为出现-增强-收缩-消失的过程。同时，距离发震时刻越近，逐渐收缩形成的与断层走向基本一致的热异常带越清晰，或与区域应力积累，地震前地表裂隙增加或闭锁，导致地下温室气体量和底层大气温度改变有关。与前人工作相比，本文首次给出了活动断层的时空动态分布，有助于提高热红外异常地震预测判定的精准度。但是对于影响各断层热辐射差异的控制因素，以及确定隐伏断裂可靠程度的研究尚不深入，是今后研究的关键所在。
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【学位授予单位】：中国地震局兰州地震研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P315.72;TP79

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