联合GPS和InSAR数据研究鲜水河—安宁河—则木河断裂系的凹凸体分布

In recent decades, the seismic hazards of the Xianshuihe-Anninghe-Zemuhe fault system are always the research focus and hotspot problems of seismologic field in China. Our project will combine GPS and InSAR data, as well as other geological and geophysical results, to invert the slip deficit rate distribution of this fault system, and then determine the sizes and positions of potential seismogenic asperities. Furthermore, the suggestions with more scientific significance are presented for earthquake fortification. Firstly, a new and more comprehensive 3D viscoelastic interseismic deformation model will be developed through absorbing the advantages of published 3D elastic and viscoelastic models. Secondly, the historical earthquake rupture segment model and regional crustal model will be built based on published geological and geophysical results. Thirdly, the slip deficit rate distribution will be inverted with the new 3D viscoelastic model and the influences on the inversion results from different weight ratios and viscosities will be explored. Additionally, we need to implement a resolution test on the inversion results to inspect their reliability. In the last, the sizes and positions of potential seismogenic asperities will be presented and compared with that obtained from b values. And the relationship with micro-earthquake distribution will be also analyzed.

近十几年来，鲜水河—安宁河—则木河断裂系的地震危险性一直是我国地震领域关注的焦点和研究热点问题之一。课题联合GPS和InSAR数据，结合地质和地球物理资料，反演该断裂带上的震间滑动亏损速率分布，确定断裂带上凹凸体的大小和位置，为大震设防工作的开展提供更具科学意义的参考。首先在吸收现有3D弹性震间形变模型和粘弹性模型的优点基础上，建立新的更为全面的3D粘弹性震间形变模型；然后利用地质和地震波反演结果等资料建立断裂带破裂分段模型和区域地壳结构模型，并利用三角形位错元构建断裂带几何模型；最后利用3D粘弹性震间形变模型反演震间滑动亏损速率分布，并分析不同的权比设定和粘滞系数对反演结果的影响。此外，课题还需要对反演结果的可靠性进行分辨率验证；并分析根据滑动亏损速率分布得到的物理含义十分明确的凹凸体与通过b值分布得到的凹凸体之间的联系与区别，以及与断裂带上的小（微）震分布的联系。

近十几年来，鲜水河—安宁河—则木河断裂带的地震危险性一直是关注的焦点和研究热点问题之一。课题采用GPS和InSAR观测数据对鲜水河-安宁河-则木河断裂带的震间闭锁耦合特征进行大地测量反演成像。提出了一种新的三维粘弹性震间变形模型来计算活动块体的刚性旋转和内部永久应变参数、震后粘弹性松弛效应、和基于三角位错元的断层面上的震间滑动亏损。模拟数据的反演结果显示GPS和InSAR数据之间的最佳权比和滑动亏损分布的最佳平滑系数均为1。不同的粘弹性系数下，实测数据的联合反演结果显示鲜水河-安宁河-则木河断裂带上有6个潜在的完全闭锁的凹凸体。其中，在粘弹性系数为1019Pa s时石棉-冕宁之间缺失的凹凸体，被已发表的小微震深度分布剖面所证实。此外，在道孚和康定之间存在一个140 km长的部分闭锁的凹凸体。所有这些凹凸体的长度均大于现有大地测量数据可分辨的最小波长。磨西镇附近的最大滑动亏损率和最小滑动亏损率分别为7.0 mm/yr和12.7 mm/yr。不同的粘弹性系数对滑动亏损率分布和拟合残差影响不大，这也表明现有的震间观测数据不能对中下地壳的粘弹性系数起到良好的约束作用。每个断层分段上的地震矩累积量计算结果表明，松林口-色拉哈（S4）、石棉-冕宁（S7）和冕宁-西昌（S8）分段积累的能量均接近特征地震的震级。当然，鲜水河-安宁河-则木河断裂带附近稀疏的观测数据可能限制了结果的可信度。其次，2014年11月22日至29日间，在康定西北的鲜水河断层上发生了1000多次地震，其中包括两次最大的Mw 5.9和Mw 5.6地震。本项目利用余震精定位数据和InSAR数据对其进行了细致的研究，结果表明，此次地震序列释放的能量远小于色拉哈-康定分段上自1955年M7.5 地震以来累积的应变能，这意味着这一分段的地震危险性仍然很高。