地震地质 ›› 2023, Vol. 45 ›› Issue (5): 1074-1091.DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2023.05.003
陈毅(), 赵斌*(), 熊维, 王伟, 余鹏飞, 余建胜, 王东振, 陈威, 乔学军
收稿日期:
2022-11-29
修回日期:
2023-02-04
出版日期:
2023-10-20
发布日期:
2023-11-23
通讯作者:
赵斌, 男, 1981年生, 研究员, 硕士生导师, 现主要从事采用震后形变资料探测断层面摩擦特性和区域岩石圈流变结构研究, E-mail: 作者简介:
陈毅, 男, 1997年生, 现为中国地震局地震研究所大地测量学与测量工程专业在读研究生, 研究方向为InSAR和GPS地壳形变观测, E-mail: chenyi@cgps.ac.cn。
基金资助:
CHEN Yi(), ZHAO Bin*(), XIONG Wei, WANG Wei, YU Peng-fei, YU Jian-sheng, WANG Dong-zhen, CHEN Wei, QIAO Xue-jun
Received:
2022-11-29
Revised:
2023-02-04
Online:
2023-10-20
Published:
2023-11-23
摘要:
作为中国大陆最为活跃的断裂带之一, 鲜水河断裂现今的滑动模式, 尤其是北西段的浅部蠕滑特征长期以来备受关注。文中首先利用Sentinel-1卫星降轨数据, 基于小基线集时序分析(SBAS)方法获取鲜水河断裂带北西段2014—2021年的地表视线向(LOS向)平均速度场; 再采用弹性螺旋位错模型拟合InSAR跨断层剖面速度, 估计断层的长期滑动速率和浅部蠕滑速率; 最后结合黏弹性地震周期模型分析炉霍段地震的复发周期、 下地壳和上地幔流变对滑动速率估计的影响。InSAR处理结果显示, 断层两侧LOS向速度场呈现出明显的速度差异。使用弹性螺旋位错模型估计得到的鲜水河断裂北西段的断层滑动速率为7.2~11.0mm/a, 自西向东逐渐减小。断裂带浅部蠕滑速率为0.3~3.1mm/a, 蠕滑主要集中在虾拉沱和道孚—松林口之间。基于历史地震的复发周期及青藏高原东缘下地壳和上地幔黏滞系数的研究, 文中采用黏弹性地震周期模型反演得到炉霍段的滑动速率为(7.91±0.3)~(9.85±0.4)mm/a, 略低于纯弹性螺旋位错模型的结果((10.14±0.5)mm/a)。
陈毅, 赵斌, 熊维, 王伟, 余鹏飞, 余建胜, 王东振, 陈威, 乔学军. InSAR数据约束的鲜水河断裂带北西段震间滑动速率及浅部蠕滑特征[J]. 地震地质, 2023, 45(5): 1074-1091.
CHEN Yi, ZHAO Bin, XIONG Wei, WANG Wei, YU Peng-fei, YU Jian-sheng, WANG Dong-zhen, CHEN Wei, QIAO Xue-jun. INTERSEISMIC SLIP RATES AND SHALLOW CREEP ALONG THE NORTHWESTERN SEGMENT OF THE XIANSHUIHE FAULT FROM INSAR DATA[J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2023, 45(5): 1074-1091.
图1 鲜水河断裂带构造背景 黑色细实线表示断裂带, 黑色粗实线表示鲜水河断裂带, 红色实线为鲜水河断裂带北西段; 黑色矩形框表示Sentinel-1卫星D135轨道重组影像的覆盖范围; 蓝色箭头表示以红色圆圈内的GPS站为参考的GPS速度场, 速度场数据来自Wang等 (2020)。历史地震数据来源于USGS网站①(①htlps://www.usgs.gov/programs/earthquake-hazards/earthquakes。), 震源机制解参考Papadimitriou等(2004)的研究
Fig. 1 Tectonic setting of the Xianshuihe fault zone.
图4 鲜水河断裂带平行于断层的速度 黑色箭头表示GPS速度场(同图1), 黑色矩形框表示弹性模型选取的14个剖面的位置, 红色矩形框表示黏弹性地震周期模型中炉霍段跨断层的剖面位置
Fig. 4 Fault-parallel velocities along the Xianshuihe fault zone.
图6 剖面上与断层平行方向的速率观测值与拟合值的对比 粉色点表示InSAR获取的剖面上与断层平行的速度, 蓝色实线表示模型的最佳拟合结果, CC'、 FF'、 II'、 KK'中的蓝色点表示GPS在LOS向投影的速度
Fig. 6 Comparied observed fault-parallel velocities to modeled velocities.
地震复发周期/a | 黏滞系数/Pa·s | 滑动速率/mm·a-1 | 闭锁深度/km | WRMS/mm·a-1 |
---|---|---|---|---|
150 | 5.0×1018 | 8.99±0.4 | 4.73±0.8 | 0.7886 |
150 | 1.0×1019 | 9.13±0.4 | 6.96±1.0 | 0.7883 |
150 | 5.0×1019 | 9.85±0.4 | 8.52±1.2 | 0.7881 |
200 | 5.0×1018 | 7.91±0.3 | 4.67±0.7 | 0.7889 |
200 | 1.0×1019 | 8.22±0.3 | 7.35±1.0 | 0.7920 |
200 | 5.0×1019 | 9.56±0.4 | 9.07±1.2 | 0.7906 |
400 | 5.0×1018 | 5.21±0.2 | 4.43±0.5 | 0.7984 |
400 | 1.0×1019 | 5.64±0.2 | 8.03±1.0 | 0.7997 |
400 | 5.0×1019 | 8.26±0.4 | 11.17±1.1 | 0.8022 |
表1 鲜水河断裂带炉霍段的滑动速率估计
Table 1 Slip rate of Luhuo segment, Xianshuihe Fault
地震复发周期/a | 黏滞系数/Pa·s | 滑动速率/mm·a-1 | 闭锁深度/km | WRMS/mm·a-1 |
---|---|---|---|---|
150 | 5.0×1018 | 8.99±0.4 | 4.73±0.8 | 0.7886 |
150 | 1.0×1019 | 9.13±0.4 | 6.96±1.0 | 0.7883 |
150 | 5.0×1019 | 9.85±0.4 | 8.52±1.2 | 0.7881 |
200 | 5.0×1018 | 7.91±0.3 | 4.67±0.7 | 0.7889 |
200 | 1.0×1019 | 8.22±0.3 | 7.35±1.0 | 0.7920 |
200 | 5.0×1019 | 9.56±0.4 | 9.07±1.2 | 0.7906 |
400 | 5.0×1018 | 5.21±0.2 | 4.43±0.5 | 0.7984 |
400 | 1.0×1019 | 5.64±0.2 | 8.03±1.0 | 0.7997 |
400 | 5.0×1019 | 8.26±0.4 | 11.17±1.1 | 0.8022 |
图9 炉霍段不同地震周期阶段的速度模拟
Fig. 9 Calculated velocity profiles across the Luhuo segment of the Xianshuihe Fault at different times after the last earthquake.
图10 基于不同Maxwell松弛时间计算的炉霍地震震后8a跨断层地表速度的模拟值与跨断层观测值的比较
Fig. 10 Comparison of observed surface velocities to calculated velocities across Luhuo segment of Xianshuihe Fault at 8 years after the Luhuo earthquake with different Maxwell relaxation times.
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