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InSAR监测地震同震形变及反演断层滑动分布——以Murghob地震和阿克陶地震为例

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InSAR监测地震同震形变及反演断层滑动分布——以Murghob地震和阿...

作者：韩鸣长安大学

学位级别：硕士

InSAR作为大地测量学的重要技术,在地质灾害监测和预警方面应用广泛,地震是破坏性最强的自然灾害之一,由于InSAR是空间对地的大面积观测技术,所以InSAR对地震活动的监测有着巨大的优势。针对近年来新疆阿克陶地区和毗邻我国西部的塔吉... 详细信息

InSAR作为大地测量学的重要技术,在地质灾害监测和预警方面应用广泛,地震是破坏性最强的自然灾害之一,由于InSAR是空间对地的大面积观测技术,所以InSAR对地震活动的监测有着巨大的优势。针对近年来新疆阿克陶地区和毗邻我国西部的塔吉克斯坦Murghob地区发生的两次地震,通过D-InSAR技术获取地表同震形变,利用位错理论结合InSAR观测结果反演发震断层的错动情况,主要研究内容和结论如下:(1)基于Sentinel-1A数据的Murghub地震同震形变观测及反演断层滑动分布采集了覆盖震区的Sentinel-1A卫星数据,利用D-InSAR技术获取了2015年塔吉克斯坦的M7.2 Murghob地震升轨和降轨的LOS向同震形变场,形变场结果显示地表以水平走滑运动为主,形变场整体呈NE-SW向,升轨和降轨的最大LOS向形变量分别为-75cm和52cm。基于粘弹性分层位错模型,结合前人研究成果以及震区的地质资料和InSAR观测结果建立发震断层模型,以升、降轨InSAR数据为约束反演断层滑动分布和震源参数,结果显示发震断层共分为三段,都以左旋走滑运动为主,平均走向为219°,北段的F1号断层倾角为85°,中段的F2号断层倾角为80°,南段的F3号断层倾角为89°,断层最大滑动量达到3.9m,位于地下13.75km处。反演所得地震矩为M=9.405×1099 Nm,约合矩震级M7.28。(2)基于Sentinel-1A/B数据的阿克陶地震同震形变观测及反演断层滑动分布采集Sentinel-1A/B卫星的升降轨数据,利用D-InSAR技术处理得到2016年新疆M6.4阿克陶地震的LOS向同震形变场,形变场沿木吉断裂以近东西向展布,震区地表以水平走滑运动为主,升降轨的最大LOS向形变量分别为14cm和-21cm。基于粘弹性分层位错模型,结合先验条件和余震分布结果建立了单一断层模型和双断层模型,分别进行了反演实验,结果表明:双断层模型拟合InSAR形变场的残差更小,证明双断层模型更加符合实际断层破裂情况。两段断层的平均走向为105.5°,震中以东断层的最佳最佳倾角为75°,震中以西断层最佳倾角为55°,最大滑动量位于震中以西断层地下13.26km深处,达到了0.73m。反演得到该地震的总地震矩为M=1.4496×10Nm,约合矩震级M6.74。近年来在帕米尔构造结上发生过多次中强地震,未来在该地区仍有发生地震的可能。

关键词： D-InSAR 同震形变滑动分布模型 Murghob地震阿克陶地震

2016年11月25日新疆阿克陶M_W6.6地震宏观震中与地质灾害

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地震地质 2018年第2期40卷 426-439页

作者：姚远陈杰李涛付博王浩然李跃华陈建波新疆维吾尔自治区地震局乌鲁木齐830011 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029 中山大学地球科学与地质工程学院广州510275

对2016年11月25日新疆阿克陶M_W6.6地震灾区进行了初步的地震地质灾害实地考察,结合震区高海拔、高寒山区的特点,震源机制解数据,总结了砂土液化、地裂缝、崩塌、滑坡等地震地质灾害的分布及发育特征。本次地震存在2个宏观震中,即维日... 详细信息

对2016年11月25日新疆阿克陶M_W6.6地震灾区进行了初步的地震地质灾害实地考察,结合震区高海拔、高寒山区的特点,震源机制解数据,总结了砂土液化、地裂缝、崩塌、滑坡等地震地质灾害的分布及发育特征。本次地震存在2个宏观震中,即维日麻村和布拉克村,2处均发育大量的同震地质灾害。砂土液化主要分布在在喀拉阿特河南岸,面积达1 000m2,由于冻土层下部融层发生液化,液化物质沿已有泉眼、地裂缝喷出,其中60%的砂土液化为泉眼复发形成,根据探槽揭露的地层确定砂土液化发生在地下1.8m的灰绿色粉砂质黏土、粉砂层。本次地震地裂缝以脆性破坏为主,下部融土层发生变形后引起上部冻土层变形产生地裂缝是主要原因,其中维日麻村地裂缝以挤压作用形成棋盘状分布在喀拉阿特河河漫滩上,而布拉克村地裂缝以拉张和左旋走滑性质为主,地裂缝的运动方向在90°~135°,呈环形展布,具有向东侧拉张的趋势。崩塌与滑坡在震区也是重要的地质灾害之一,崩塌掉落下的滚石堵塞道路、砸断电线杆,最大滚石长4m,震区仅发生1处小型滑坡,但在其周边形成了大量的不稳定边坡和潜在滑坡体。本次地震地裂缝与砂土液化有伴生迹象,是造成房屋破坏严重的1个重要原因。

关键词：阿克陶地震地震地质灾害砂土液化公格尔拉张系木吉断层

2016年11月25日新疆阿克陶M_W6.6地震发震构造与地表破裂

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地震地质 2016年第4期38卷 1160-1174页

作者：陈杰李涛孙建宝房立华姚远李跃华王浩然付博中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029 中山大学地球科学与工程学院广州510275 中国地震局地球物理研究所北京100081 新疆维吾尔自治区地震局乌鲁木齐830000

新疆阿克陶MW6.6地震发生在帕米尔构造结北部木吉断陷盆地西端附近,是公格尔拉张系自1895年塔什库尔干7级地震以来发生的最大地震。对于此次地震的研究,不仅对理解帕米尔高原内部现今构造变形、应力状态及动力学过程等非常重要,也将为... 详细信息

新疆阿克陶MW6.6地震发生在帕米尔构造结北部木吉断陷盆地西端附近,是公格尔拉张系自1895年塔什库尔干7级地震以来发生的最大地震。对于此次地震的研究,不仅对理解帕米尔高原内部现今构造变形、应力状态及动力学过程等非常重要,也将为该区的未来强震趋势预测提供依据。高分辨率卫星影像解译、初步的野外考察、In SAR数据分析以及主余震重新定位结果表明,阿克陶MW6.6地震破裂走向107°、倾角76°,发震断层是公格尔拉张系最北段的全新世活动转换断层——NWW走向的木吉右旋走滑断裂。该地震破裂长度超过77km,可能包括了至少2次破裂子事件。沿木吉断裂在2处（中国地震台网测定的震中以东2.4km及其以东约32.6km附近）发现了数十米长、走向95°～110°、小规模右旋张扭地表破裂带,走滑量10～20cm。这一结果与张勇等在震后2h给出的震源破裂过程一致。重新定位的主震位于木吉断裂上,震源深度约9.3km。绝大多数余震主要分布在木吉断裂南侧1走向NWW、长逾85km、宽〈8km、深5～13km的条带内。余震带的北边界上陡下缓,很好地限定了木吉断裂的铲形深部几何结构。这次地震的发生表明帕米尔高原内部上地壳变形仍以近EW向拉张为主。

关键词：帕米尔阿克陶地震地表破裂 InSAR 余震木吉断裂

微型无人机在2016年11月25日阿克陶M_W6.6地震中的应用探索

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地震地质 2018年第3期40卷 672-684页

作者：付博李志强陈杰范熙伟李晓丽李涛姚远刘耀辉中国地震局地质研究所北京100029 中山大学地球科学与地质工程学院广州510275 新疆维吾尔自治区地震局乌鲁木齐830011

2016年11月25日新疆阿克陶发生M_W6.6地震,为了更好地做好野外考察工作,利用微型无人机开展了一系列的工作,以探索其在震后考察中的应用。地表破裂对于地震的研究具有重要的意义,文中选取阿克陶地震的宏观震中地区作为研究区,利用小型... 详细信息

2016年11月25日新疆阿克陶发生M_W6.6地震,为了更好地做好野外考察工作,利用微型无人机开展了一系列的工作,以探索其在震后考察中的应用。地表破裂对于地震的研究具有重要的意义,文中选取阿克陶地震的宏观震中地区作为研究区,利用小型旋翼无人机获取具有一定重叠度的可见光遥感图像,基于摄影测量原理获取数字表面模型与数字正射影像,对具有垂直位错的地表破裂进行了识别,并选取6处特征点画出高程剖面线。在高程剖面图中,选取曲线上地表破裂两侧较平稳部分做拟合趋势线,选取落差处稳定的点带入2条直线方程,将差值作为特征点处的垂直位错。得出6处特征点的地表破裂的垂直位错为4.4~10.4cm,并利用高程数据推测了具有垂直位错的疑似地表破裂,为地表破裂的现场调查提供了新的辅助办法。此外,以新疆维吾尔自治区阿克陶县的布伦口乡为例,对外界条件恶劣的布伦口地区进行了DEM的快速获取。通过与RTK实地测量数据比对,对极端条件下微型无人机的数据精度进行了评价,计算得到2组数据的Pearson相关系数为0.996 6,其结果可以很好地满足野外调查需要,最后对本研究中存在的问题进行了讨论分析。

关键词：阿克陶地震微型无人机地表破裂 DEM 垂直位错

高原季节性冻土区砂土液化探讨——以阿克陶MS6.7地震为例

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第四纪研究 2019年第2期39卷 381-390页

作者：姚远陈杰李涛付博王浩然李跃华新疆维吾尔自治区地震局新疆乌鲁木齐830000 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029

2016年11月25日新疆阿克陶县木吉乡发生MS6.7地震,发震构造为公格尔山拉张系北端的木吉断裂,断裂总长度超过100 km,以右旋走滑为主兼有一定的拉张分量。文章在对震区进行了初步的地震地质灾害调查,总结砂土液化和地裂缝在高原季节性冻... 详细信息

2016年11月25日新疆阿克陶县木吉乡发生MS6.7地震,发震构造为公格尔山拉张系北端的木吉断裂,断裂总长度超过100 km,以右旋走滑为主兼有一定的拉张分量。文章在对震区进行了初步的地震地质灾害调查,总结砂土液化和地裂缝在高原季节性冻土地区的分布及发育特点的基础上,发现:1)在研究区Ⅰ维日麻村的砂土液化主要沿原有泉眼或沿地裂缝发育,沿泉眼形成的砂土液化其喷砂锥的覆盖面积达36.1 m2,占总液化面积的60%,研究区Ⅱ布拉克村的砂土液化则主要是沿草甸的根系喷出,在地表形成大面积的最新涌水结冻特征;2)对研究区Ⅱ布拉克村地裂缝的深度进行统计,反演出区域冻土层厚度,结合探槽揭露的地层剖面,推断冻土层发生大面积地裂缝是因为地震引起冻土层下部融土层发生砂土液化导致土层变形失稳,从而使冻土层发生形变产生一系列规律性的地裂缝。

关键词：阿克陶地震砂土液化地裂缝冻土

2016年阿克陶M_S6.7地震地表破裂特征和帕米尔现代构造应力场初步分析

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震灾防御技术 2017年第4期12卷 767-775页

作者：胡伟华刘培玄杨新红陈建波新疆维吾尔自治区地震局乌鲁木齐830011 地壳运动监测工程研究中心北京100036 中国地震应急搜救中心北京100049

帕米尔高原位于地中海-喜马拉雅地震带上,晚新生代以来随着印度板块向欧亚板块持续不断地挤压汇聚,其构造运动是欧亚大陆最强烈的地区。高原腹地发育一系列近SN向正断层,包括近SN向的塔什库尔干正断层所处的帕米尔中部现代区域的构造应... 详细信息

帕米尔高原位于地中海-喜马拉雅地震带上,晚新生代以来随着印度板块向欧亚板块持续不断地挤压汇聚,其构造运动是欧亚大陆最强烈的地区。高原腹地发育一系列近SN向正断层,包括近SN向的塔什库尔干正断层所处的帕米尔中部现代区域的构造应力场以EW向水平拉张为主。2016年11月25日发生的阿克陶M_S 6.7级地震的发震构造为塔什库尔干断层分支的NWW向木吉盆地北缘断层,其具有右旋走滑兼正断性质。地震在震中附近产生同震地表形变带,全长约1km,呈近SN-NNE向水平拉伸,发育近EW—NWW向的张裂缝,为地震破裂的产物,张裂缝的最大水平拉伸位移量和最大垂直位移量分别为46cm和16cm。地表破裂带中的NE和NW向张剪裂缝只是连接贯通这些雁列的张裂缝,其水平相对位移量取决于张裂缝的水平拉伸量和张裂缝之间的几何关系。地表形变带表现的拉张性质与帕米尔高原腹地区域现代应力场最大主压应力为垂直向基本一致,可能与深部热物质上涌造成的上地壳拉伸有关。而地表形变带呈近SN向水平拉张,与区域近EW向拉张应力场之间存在显著差异,这可能是木吉盆地北缘右旋走滑正断层阶区局部应力场调整的结果。

关键词：阿克陶地震地表破裂带拉张应力塔什库尔干断层帕米尔

2016年新疆阿克陶M_S6.7地震InSAR同震形变与滑动分布特征

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地震研究 2018年第3期41卷 415-422页

作者：邱江涛赵强林鹏中国地震局第二监测中心陕西西安710054 中国地震局地震研究所湖北武汉430071

2016年11月25日新疆阿克陶M_S6.7地震发生在帕米尔构造结的弧顶地区、木吉断陷盆地西端附近,此次地震主震破裂过程复杂,根据地震波反演确定的震源机制解也存在较大差异。利用InSAR技术处理Sentinel-1SAR影像数据获取了此次地震的同震形... 详细信息

2016年11月25日新疆阿克陶M_S6.7地震发生在帕米尔构造结的弧顶地区、木吉断陷盆地西端附近,此次地震主震破裂过程复杂,根据地震波反演确定的震源机制解也存在较大差异。利用InSAR技术处理Sentinel-1SAR影像数据获取了此次地震的同震形变场,基于弹性半空间位错模型,确定了断层几何参数和滑动分布模型。结果表明,分布式滑动模型能较好地解释观测到的InSAR地表形变场。本次地震包括了至少2次破裂子事件,分别位于中国地震台网测定的震中以东约7 km处(74.11°E,39.25°N)、以东约33 km处(74.49°E,39.16°N)。地震引起的形变场呈上下对称性分布,最大LOS向形变量为20 cm。地震同震位错以右旋走滑为主,主要的滑动量集中在地下深度0~20 km处,最大滑动量为0.84 m。发震断层为木吉断裂,此次地震显示印度板块的北东向推挤作用在增强。

关键词：阿克陶地震 InSAR 同震滑动分布木吉断裂震源机制

基于Sentinel-1A的新疆阿克陶MS6.7地震同震形变与滑动分布特征

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地震地质 2020年第6期42卷 1401-1416页

作者：温少妍单新建张迎峰刘云华汪驰升宋春燕新疆维吾尔自治区地震局乌鲁木齐830011 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029 深圳大学建筑与城市规划学院广东省人工智能与数字经济实验室广东省城市空间信息工程重点实验室深圳518060

文中利用Sentinel-1A升、降轨数据获取了2016年新疆阿克陶地震的同震形变场。形变场以水平运动为主,形变主要发生于断层南盘;升、降轨最大形变量分别约为12cm和-21cm;基于雷达影像观测右视成像的特点可知阿克陶地震具有右旋走滑的破裂特... 详细信息

文中利用Sentinel-1A升、降轨数据获取了2016年新疆阿克陶地震的同震形变场。形变场以水平运动为主,形变主要发生于断层南盘;升、降轨最大形变量分别约为12cm和-21cm;基于雷达影像观测右视成像的特点可知阿克陶地震具有右旋走滑的破裂特征,结合形变场形态特征与余震剖面推断认为,阿克陶地震的发震断层为S倾的木吉断裂。基于均匀弹性半空间模型反演双断层面的静态滑动分布,结果显示:2个断层面上各存在1个椭圆状的滑动集中区,破裂基本到达地表,滑动主要发生在沿断层面走向长约50km、沿断层面倾向方向0~20km的范围内,最大滑动量位于约9km深处,量级约为0.7m;西段主要以走滑为主,东段为走滑兼具少量正断性质,反演得到的地震矩约为8.81×10^18N·m,相当于MW6.57。综合分析认为,本次地震的震源特征为右旋走滑兼有少量正断分量,是发生在公格尔拉张系内拉张环境下的构造地震事件。

关键词：阿克陶地震 InSAR 同震形变场滑动分布

2016年阿克陶M_S6.7地震前后重力变化特征分析

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内陆地震 2017年第2期31卷 198-206页

作者：艾力夏提.玉山刘代芹李杰李瑞阿卜杜塔伊尔.亚森孙小旭朱治国李桂荣陈丽新疆维吾尔自治区地震局新疆乌鲁木齐830011

利用新疆地区南疆测网2015~2016年阿克陶地震发生前后共5期流动重力资料,以点线面的形式分别分析震中附近测点重力值时序变化、测线段差变化以及测区重力场变化特征。震前的重力观测结果表明,震中附近的乌恰至布伦口地区从2015年开始出... 详细信息

利用新疆地区南疆测网2015~2016年阿克陶地震发生前后共5期流动重力资料,以点线面的形式分别分析震中附近测点重力值时序变化、测线段差变化以及测区重力场变化特征。震前的重力观测结果表明,震中附近的乌恰至布伦口地区从2015年开始出现重力值逐步上升趋势,地震发生前半年该区域重力变化转变为下降趋势,并震前一段时间出现重力变化高梯度带。震后的重力观测结果显示,以布伦口为界,南北两侧的重力段差出现反向变化趋势,震中附近地区震前震后出现的重力场变化特征与该地区地质构造分布有较好的对应性。

关键词：阿克陶地震重力变化重力异常