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题名: 青藏高原正断层型地震的InSAR研究及其运动学反演
作者: 夏文海
答辩日期: 2011-05-01
导师: 何建坤
专业: 构造地质学
授予单位: 中国科学院研究生院
授予地点: 北京
学位: 博士
关键词: 青藏高原 ; 正断层 ; 当雄地震 ; 改则地震 ; 于田地震 ; 震源机制解 ; 合成孔径雷达干涉测量 ; 合成孔径雷达干涉测量 ; Okada模型 ; 运动学反演
摘要:

青藏高原内部分布了大量走向近南北的正断层,它们是高原内部最重要的活动构造之一。关于这些近南北正向断层的成因认识,一直存在很大的争议。同时,对近南北向断裂带上的主要构造发育深度、运动方式,活动断裂呈现怎样的空间展布这类问题研究也相当有限。本文针对2008年青藏高原内部近南北正向断层在不同部位发生的三次6.5级以上中强地震,利用地震前后Envisat卫星C波段雷达影像数据开展双轨同震变形InSAR资料处理,来获得当雄、改则和于田地震震源区地表形变和破裂信息,之后给予Okada弹性半空间位错模型进行断层反演,由InSAR地表观测揭示出“隐藏”在地下的断层破裂的几何学与运动学信息。

本文主要研究内容、结果和结论如下:

1)本文系统的描述了差分合成孔径雷达干涉测量技术逐步发展的过程和基本理论,以及Okada弹性半空间位错模型的理论基础。

2)本文利用SAR影像资料和SRTM3地形数据,对当雄地震、改则地震和于田地震引起的地表形变场进行了差分干涉测量试验,成功获取了上述三个地震的同震形变干涉条纹图,从而得到雷达覆盖区域内地震前后雷达视线方向(LOS)上的地表形变情况,为断层模型反演提供了大量高精度的数据。

3)本文从InSAR观测结果中选取出若干幅时间基线较短、相干性较高和覆盖区域比较完整的InSAR同震形变干涉图,结合MS_6.6当雄地震、MS_6.9改则地震和MS_7.3于田地震的地质构造背景和地震学特征,通过Okada模型反演得到当雄地震、改则地震及其MS_6.0余震和于田地震的断层参数:当雄地震发生在走向190°,倾角55°的西倾断层上,地震以正断破裂为主,带有一定的右旋走滑分量,平均滑动角约为-105°,震源深度9.0KM,断面最大位错接近1.4m,标量地震矩为4.2×1018N.m;改则地震主震和余震都是以正断破裂为主,主震断层为走向217°,倾角48°的西倾断层,震源深度7.0KM,断面最大位错接近1.2m,带有一定的左旋走滑分量,平均滑动角约为-70°,Ms_6.0改则地震余震发生在主震断层以西8km处,走向205°,倾角55°,断面最大位错接近0.7m,带有一定的左旋走滑分量,平均滑动角约为-85°,震源深度约4.0km,两者的标量地震矩分别为5.2×1018N.m8.4×1018N.m;于田地震主震走向为189°,倾角50°的西倾断层,地震以正断破裂为主,带有一定的左旋走滑分量,平均滑动角约为-85°,震源深度为5.5km,断面最大位错接近4.7m,计算得出此次于田地震标量地震矩为4.1×1019N.m。这些结果和HarvardUSUG震源机制解之间存在一定差异,推测可能与远震台网资料定位精度受限有关。

4)确定了发震断层构造部位。Ms_6.6当雄地震发生在青藏高原典型的南北向裂谷系之一的亚东-谷露正断裂带内一个高角度西倾正断层上,Ms_6.9改则地震及其Ms_6.0最大余震发生在北东东向依布茶卡-日干配错断裂的尾端北侧,Ms_7.3于田地震发震断裂处在北东向左旋走滑的阿尔金断裂与北西向左旋走滑的康西瓦断裂的联合部位。

5)三个地震发震断层几何学特征表现为高角度正断层、断层面连续、震源深度浅。发震断层都是超过50°的高角度正断层,主压应力方向近乎与地表垂直,推测重力在正断层的形成过程中起着很重要的作用。同时,发震断层表现为以倾滑为主而且很少有走滑分量的运动学特征,论文推断大型走滑断裂发生形变时应变的分异方式十分的复杂。

6Ms_6.6当雄地震、改则地震MS_6.9主震/Ms_6.0余震和Ms_7.3于田地震的震源深度分别为9.0km7.0km/4.0km5.5km,而且发震断层面的滑动都分别在15km以上的深度中,说明三次地震有着很浅的孕震层深度,同时也表明地震发震区域的弹性地壳厚度是很薄的。由于上述三次青藏高原内部的地震地域跨度非常大,这暗示着青藏高原大部分地区弹性地壳的厚度是很薄的。

7)传统地震学的方法不仅难以得到类似上述Okada模型反演的断层几何学和运动学结果,而且它在青藏高原地区定位精度不高,由于可见利用InSAR技术对于青藏高原地区的地震精度定位、震源机制的研究具有十分重要的现实意义。

语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.itpcas.ac.cn/handle/131C11/1601
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夏文海.青藏高原正断层型地震的InSAR研究及其运动学反演[博士].北京.中国科学院研究生院.2011
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