龙门山地区GPS和InSAR震后形变分析

发布时间：2020-07-15 04:34

【摘要】：我国是全球陆地地震频发地区,主要受到印度板块与欧亚板块的碰撞、挤压作用,导致青藏高原周缘区域地震活动异常剧烈,其复杂的地质结构以及断裂带上异常活跃的构造活动,使得地表形变呈现出复杂多样性,是用来研究地震孕育环境、发生机理以及地球演化的理想区域。龙门山断裂带地处青藏高原东北边缘,是川西高原与四川盆地的分界地带。近年来地震活动比较频繁,相继发生2008年汶川Mw7.9级地震和2013年芦山Mw6.6级地震,造成大量的人员伤亡和经济财产损失,以及震后引发的滑坡、堰塞湖等次生灾害。越来越多的研究表明,大地震后因岩石圈应力变化引发的震后形变可以达到与同震量级相当,因此,震后形变作用不可忽视。本文利用中国地震局及其下属省局在龙门山区域内布设的109个GPS连续站点和区域站点的观测资料,采用国际上使用的高精度数据处理软件Bernese,对08年汶川地震发生后至2015年期间收集到的GPS数据进行运算处理,得到各站点的坐标时间序列。通过对坐标时间序列分析,求得测站的震后松弛时间为34天,并利用对数衰减函数的震后松弛模型,获取了GPS测站点在2010-2015年期间累积的震后位移,显示了汶川地震后龙门山区域地壳运动趋势。其中,龙门山断裂带上盘近场有2~5cm的大幅度变形,且向东南方向的运动趋势;分布在下盘稳定的华南块体上的震后形变相对较小,基本在10mm以下;断裂带东北段有1~2cm左右的震后形变,且有向北方向逆时针旋转的运动趋势;西南段站点形变量级也比较小,且没有固定的运动方向和变化趋势。本文根据JAXA提供的5个相邻条带共32景L波段ALOS/PALSAR原始格式影像数据,以最新版的SRTM V4.1为外部DEM,利用InSAR处理软件,基于两轨法进行差分干涉,获取了覆盖汶川震中及其周边区域、时间间隔一年左右的LOS震后形变场。并用部分可靠性较好的高精度GPS站点数据对其进行校正,获取了条带间连续性和一致性得到改善后的LOS形变场。震后一年时间尺度,LOS形变值在-15~15cm范围内变化,形变变化较大的区域是龙门山断裂带上盘,这与GPS时序分析得到的结果相一致。本文利用青藏高原地区的介质分层模型以及USGS以汶川地震同震研究反演得到的断层模型,基于震后粘弹性松弛理论,研究震后形变机理。利用PSGRN/PSCMP程序模拟了汶川地震后随时间变化的震后形变,得到了2010-2015年间的震后形变模拟值。与GPS时间序列分析获取的震后形变值进行比较,发现当弹性层厚度为45km,粘滞系数取1.0×10~199 Pa·s时,两者拟合情况较好。
【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】：2016
【分类号】：P315.7
【图文】：

数据产品,速度场,基准站,服务平台

CMONOC基准站速度场分布（中国地震局GNSS数据产品服务平台）

数据产品,服务平台,基准站,速度场

龙门山周围地形及构造背景（红色为断裂带，绿色为历史地震）

断裂带,倾角,青藏高原,断裂带活动

生灾情较为严重的汶川、茂县分布在后山断裂，没有出现裸露的地表破裂；北川、坐落在中央主断裂，是此次地震的主破裂带，地表破裂长度超过 300km；都江堰处山断裂上，是成都平原与龙门山西南端的交界地带，地表破裂约有 60km。2013 年Mw6.6（Ms 7.0）级地震发生在龙门山断裂带西南段的前主边界断裂之上，属于逆地震，与汶川地震主震区相距约 90km，两次地震都是受青藏高原上的巴颜喀拉块东南方向运动，遇到稳固的四川盆地阻挡，能量和应力在该处不断积累，超过断层极限时，突然释放的结果。龙门山地震带上分布的三条断层，在垂直方向上，呈现出叠瓦状分布，向四川盆向逆冲推覆，每条逆冲断裂呈犁形向北西方向下倾，且下倾的角度随着深度增加而减小，在 20km 左右深度的地表下方[13]，三条断裂带逐渐收敛，叠加到一起，合并一条倾角较小，具有剪切应变能力的变形带，形成西部青藏高原推覆到东部成都平的主要控制构造[7]。在地球表面，倾角60 ~ 85 的后山断裂带和倾角50 ~ 80 的中裂带，地质资料研究结果均表明是脆性变形叠加形成[14]。以三条断裂带开始活动的来论，后山断裂带起源最早，前主边界断裂带孕育的最晚，中央主断裂带活动时间两者之间。

【参考文献】