2001年Ms8.1昆仑山地震震后形变研究

发布时间：2020-05-29 12:10

【摘要】：近年来,随着观测技术的提高,观测台站逐渐增多,空间大地测量取得了飞跃的发展。InSAR和GPS技术为地壳形变监测提供了有效手段,也为震后形变的深入研究提供了新的契机。断层的余滑性质,下地壳/上地幔的流变特性可以通过震后形变为约束进行研究,为断层的运动学研究和区域地球动力学研究提供依据。作为横跨青藏高原的大型走滑左旋断裂之一,昆仑山地震断裂带一直是研究青藏高原动力学过程的重要窗口。这次8.1级地震为研究板块内走滑型地震提供了一个很好的机会,深入研究这一事件的破裂特征将有助于我们更好地了解青藏高原现今应力状态和演化历史,对孕震区动力学环境有进一步认识。本文首先介绍了震后形变研究的历史与现状,然后系统地阐述了震后研究的相关理论和方法。针对昆仑山地震震后形变,主要影响机制为震后余滑和震后粘弹性松弛,并基于半解析平面分层模型简单模拟了两种机制所造成的地表形变场。之后采用了InSAR和GPS观测资料对2001年Ms 8.1昆仑山地震形变机制进行了深入分析。总的概括起来,论文主要包括以下的内容:本文以InSAR观测的Ms 8.1昆仑山地震震后第2-6年的形变和GPS观测形变为约束,深入研究了引起该震后形变的形变机制,希望能够对昆仑断裂的运动学性质及区域的动力学环境有进一步认识。下地壳和上地幔的粘弹性松弛效应主要影响震区远场的地表位移,而震后余滑则主要影响近场。研究计算结果显示1)下地壳和上地幔的粘滞性对远场震后形变的约束力比较强;2)与同震形变引起的形变场类似,但相比同震,震后余滑对近场的形变影响较大,且对整个形变场的影响范围更大,造成的地表位移剃度更小;3)震后粘弹性松弛模型选择对数据密集且处于远场的InSAR轨道T133D进行模拟,计算结果显示区域下地壳最优粘滞系数在1×10~(19) Pa s~25.×10~(19)Pa s之间,而模拟结果对上地幔粘滞系数不是很敏感,上地幔最优粘滞系数在1×10~(19) Pa s~.6 3×10~(19)Pa s之间。4)结合震后余滑和粘弹性松弛两者的综合效应来共同解释近场震后形变,综合模型显示震后第2-6年间断层最大余滑量为0.39m,分布在同震破裂面的下方。5)通过震后余滑、震后粘弹性松弛和综合模型对南北两侧的GPS站点进行模拟,结果显示南北两侧的粘滞系数存在差异,北侧的粘滞系数高于南侧。若要获取更好的模拟结果需要采用不同的流变参数分别对两侧的观测数据进行模拟,同时模拟结果也反映出昆仑山地震震区的流变结构可能随着时间的改变而改变,等效粘滞系数和应变率存在着非线性关系。
【图文】：

震源机制解,背景,位置,数据范围

距离地震地表破裂带 130km 处，布设了一个 GPS 站点 WUDA，位于五道梁，，具体位置处于东经 93.0°，北纬 35.0°。另外，通过震前观测，扣除掉了震后位移的长期稳态构造形变。以下是 5 个相邻的降轨道 ENVISAT 图像,448、176、405、133、362 对应的黑色矩形框代表着 5 个相邻的 SAR 降轨影像的数据范围。其中红色矩形代表本文所采样的数据范围，三角形符号代表南北两侧两个 GPS 站点位置。（见图 2.1）

同震形变场

断层的长设置为 400 km，宽度设置为 40 km，倾角 90°，设置均匀滑移量 3 m，从地表延伸至深 40 km。余滑模型采用与同震断层模型一样的几何构型，但断层的位错发生深度设置为从 40 km 深度延伸至 60 km，而滑移量设置为同震滑移量的 25%（0.75 m）。两种模型中，泊松比都为 0.25，按上述参数设置计算的同震形变和断层余滑引起的形变如图 3.1 和图 3.2 所示。从图 3.1 和图 3.2 的比较可以看出，同震形变场与断层余滑引起的形变场显示出类似的变形趋势，只不过形变的大小上存在较大差异。另外，由于断层滑移的深度不同，在距震中大约 500m 以内，余滑模型造成的垂直形变的影响范围更大。同时我们可以发现，位错发生深度越大，造成的地表位移的梯度越小。
【学位授予单位】：中国地震局地震研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P315

【参考文献】