摘要
近年来,全球地震频发,严重影响人们生活和财产安全,开展地震相关研究工作十分必要。其中青藏高原地震频发,其中东昆仑断裂带(East Kunlun Fault,EKF)作为高原内部一条重要的活动断裂,曾经多次发生地震,其中规模最大一次地震为2001年可可西里Ms8.1级地震。此次地震位于东昆仑断裂带西段,至今已近二十年。同时该地区地处高原无人区,环境恶劣,很难开展野外勘测工作,而合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)技术作为一种新型大地测量技术以其精度高、范围广、全天候监测等优势被广泛应用于地形测量、火山形变监测、地震形变监测等领域。对此,本文以东昆仑断裂带西段为例,搜集了覆盖研究区的共78期156景Sentinel-1A升轨SAR数据,时间跨度为2015年10月10 日~2019年6月27日,通过SBAS-InSAR技术提取了东昆仑断裂带西段约270km长的InSAR地表形变场,并将InSAR形变场转换到沿断层走向方向,以弹性回跳理论和负位错模型为基础,通过非线性最小二乘拟合法计算得到该地区的断层闭锁深度及蠕滑速率,并基于此分析断层运动特征。 本文的主要工作以及研究成果如下: (1)基于SBAS-InSAR技术,利用覆盖研究区的78期共156景Sentinel-1A卫星升轨数据获取了东昆仑断裂带西段2015~2019年LOS向形变速率场。结果显示,由断裂带构造形变引起的卫星LOS向年平均形变速率约为-3~10mm/a。此外,为分析各段内地表跨断层运动特征,均匀选取若干条跨断层运动剖面,然后分析了不同剖面处断层运动特征。结果显示,形变总体特征表现为东西侧差异性以及南北侧差异性。首先东西侧差异性表现为以布喀达坂峰为界,西侧几乎无明显地表形变,而在布喀达坂峰以东区域断层活动较为明显,并且从西向东活动性逐渐加强。另外南北侧差异性表现在:以断层地表破裂线为界,其南北两侧出现较为明显分层现象,说明主要形变是由断层活动引起,并且形变在断层近场区域活动性强,远离断层时活动性逐渐减弱。 (2)根据东昆仑断裂带呈现高倾角左旋走滑特征,因此忽略其垂向运动,通过坐标投影转换,将InSAR地表形变速率场转换为沿断层走向方向,并验证结果的精度。结合前人对东昆仑断裂带的研究成果,通过与本文结果进行对比分析发现,本文研究结果与前人通过地质相关方法获取的东昆仑断裂带走滑速率一致性较高,与GPS与InSAR方法获取的结果基本一致但略有差异。差异显示:已有的GPS或InSAR监测结果较本文以及地质研究方法所得结果略高,这是因为其结果大多是在2001年大地震震后较短时间内监测得到的结果,因此结果中受各种震后效应影响较大,比如震后余滑、粘弹性松弛等因素,从而导致结果偏大。 (3)以InSAR形变场跨断层运动特征为参考,在断层走向形变结果中选择若干条具有代表性且形变受其它因素影响较小的跨断层剖面,从而分析其跨断层运动特征。并基于此,结合弹性回跳理论以及负位错模型,通过非线性最小二乘拟合获得各剖面处断层闭锁深度及其蠕滑速率,并对不同地区的闭锁深度、蠕滑速率进行进一步分析。结果表明:位于布喀达坂峰及以西区域断层处于高度闭锁状态,而布喀达坂峰及以东区域断层处于浅层闭锁状态并且拥有较高蠕滑速率,且由西向东,断层的闭锁深度以及蠕滑速率均在增大。导致该现象原因为:布喀达坂峰以西区域位于断裂带尾端,始终处于震间闭锁状态,而布喀达坂峰以东部分区域仍可能受到地震震后效应的影响,从而使其拥有较高的蠕滑速率。