摘要
利用卫星大地测量技术获取地震大范围、长时间的同震-震后地表形变和时空演化，不仅为发震断层几何的确定、断层破裂机制研究等提供重要的数据约束，也为深入认识低角度逆冲推覆型地震的孕震机制和发震机理提供重要依据。常规差分雷达干涉测量技术（Differentialinterferometricsyntheticapertureradar，D-InSAR）在实际应用中存在一定局限性，如：一维视线向观测无法反应实际形变量、时空去相关和大气延迟误差等对获取震后高精度地表微小形变的制约等。三维形变场解算方法可以得到地表真实形变场，时序InSAR技术则是目前克服常规D-InSAR测量精度局限性主要方法之一。本文基于D-InSAR和时序InSAR技术，利用Sentinel-1A与ALOS-2SAR数据，开展尼泊尔Mw7.8地震同震-震后形变观测、同震三维形变场解算和同震滑动分布反演等工作。主要研究工作和结论如下： （1）尼泊尔地震同震形变场的获取。基于D-InSAR技术获取的视线向同震形变场显示，升降轨数据观测的形变场空间分布、形态、方向与量级基本一致，均由北侧沉降区和南侧隆升区组成，表明尼泊尔地震垂直形变显著、东西向形变微弱的变形特征。基于offset-tracking方法获取的升降轨方位向同震形变场揭示尼泊尔地震也具有较大量级的南北向位移，说明尼泊尔地震为近东西走向的逆冲型地震。 （2）尼泊尔地震同震三维形变场解算。利用升降轨视线向与方位向同震形变场，基于应变模型约束的三维解算方法，通过贝叶斯方法，获取了尼泊尔同震三维形变场，不同于依赖模拟的南北向形变解算三维形变场，该方法解算精度不受断层模型选择的影响。结果表明尼泊尔地震以垂直形变和南北向形变为主，兼少量东西向形变。垂直形变空间展布与视线向同震形变场基本一致，北侧最大沉降量约0.7m，南侧最大隆升量约0.8m；南北方向上，运动学特征为地壳整体向南运动，最大形变量约1.2m。基于水平形变获取的同震应变场与山体滑坡的空间关系显示，同震拉张应变与高海拔区域山体滑坡空间耦合，表明同震拉张应变对该区域的山体滑坡存在一定触发作用。 （3）不同断层模型同震滑动分布的对比。基于Okada均匀弹性半空间模型，采用InSAR与GNSS数据联合反演了主喜马拉雅逆冲断裂（MHT）两种不同断层几何（平直断层结构与坡坪结构）的同震滑动分布，结果表明两种模型对数据的拟合程度相当，但滑动分布存在一定差异。基于平直断层反演的滑动分布表明，倾滑主要分布在深度8~13km范围，最大滑动量约5.2m，位于深度10km处；而基于坡坪结构反演的滑动分布表明，倾滑主要分布在深度10~15km范围，最大滑动量约6.2m，位于深度13km处。相较于平直断层，基于坡坪结构反演的滑动分布量级更大且空间分布更为集中，主要集中在加德满都北侧坡坪结构转换上倾角方向，与加德满都附近最为严重的地质灾害以及喜马拉雅山脉地貌特征更为吻合。因此，本文更倾向于尼泊尔发震断层为坡坪结构。 （4）长时间序列震后形变场的获取与验证。基于SBAS-InSAR技术处理了ALOS-2降轨和Sentinel-1A升轨数据，分别获取了震后4.5yr与6.5yr震后形变场。震后形变与同震形变剖面反向，同震视线向沉降表现为震后视线向隆升。升、降轨视线向最大隆升量分别为130mm和110mm，最大沉降量分别为180mm和200mm。震后形变速率早期较大，后期较小，形变速率快速衰减。同震应力扰动驱动了时空依赖的震后变形，但主要集中在同震破裂的下倾角区域，震后余滑至少持续了~6.5yr，位于上倾角区域的加德满都视线向沉降形变主要与城市抽取地下水相关，该区域断层仍然处于闭锁状态。 本文基于InSAR数据对尼泊尔地震同震-震后的形变特征、发震断层的运动学特征进行了探究和分析，获取的高精度、长时序震后形变场可为后续的震后形变机制研究提供关键的地表观测约束。
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