巴颜喀拉地块中部InSAR形变场演化特征及地震危险性研究

Bayankala block is the most seismically active sub-block in recent thirty years, but we have only limited insights into the features of crustal deformation and seismic risk about it due to harsh environment and scarcity of GPS observations in this region. In this project, we will use the multi-track long-swath InSAR data and time series InSAR techniques to obtain large-range and high-precision crustal deformation fields in the central part of the Bayankala block, to analyze and understand the deformation characteristics of different block regions and different time periods, and to quantitatively study the difference and synergy of motion and deformation of the boundary faults, and to probe possible interactivity between boundary faults. We will study spatial distribution pattern and its temporal and spatial evolution process of the postseismic deformation caused by 2001 Ms8.1 earthquake, and study on the attenuation model and deformation mechanism at different stages after the event, analyze the rheological structures at depth. Based on large-scale dense InSAR data and interseismic crustal deformation model, we will conduct kinematic and dynamic modelling by numerical simulation, calculate the distribution images of shallow locking degree, deep slip rate and stress and strain accumulation on different boundary fault segments, and identify the fault patches where the danger of strong earthquakes may exist. Finally, we will give reliable analysis and determination of present crustal deformation, regional rheological properties, seismogenic characteristics and future seismic risk in the central Bayankala block, which will provide the crucial basis for understanding tectonic deformation process and the seismic dynamics mechanism of the Bayankala block.

巴颜喀拉地块是近30年来我国地震活动最强烈的次级块体，但严酷的自然环境和稀少的地面观测台站严重制约了人们对该地区地壳活动性和地震危险性的观测与认识。本项目拟利用多轨道时序InSAR技术，获取巴颜喀拉块体中部大范围、高精度、连续分布的地壳形变场演化序列，分析和认识不同块体区域，不同时间段的形变特征，定量研究边界断裂运动变形的差异性和协同性，探讨可能存在的相互作用；对2001年昆仑山地震震后形变空间分布形态、时空演化过程及震后不同阶段的衰减模型和形变机制进行研究，分析区域流变结构；基于大范围密集InSAR数据和震间地壳形变模型，采用数值模拟，开展断层运动学和动力学研究，反演块体边界断裂的深部滑动速率、闭锁耦合程度及应力应变积累状态分布，给出可能存在强震危险性的段落；对该区域现今构造变形，流变结构，孕震特性及未来地震危险性做出可靠分析判断，为深入认识巴颜喀拉地块现今构造变形与动力学机制提供依据。

本项目利用大范围、高时空分辨率InSAR数据和稀疏GPS数据联合研究了巴彦块体中部2001年昆仑山Ms8.1大地震震后形变时空演化特征及其动力学机制，以及2000 km长的整个东昆仑断裂带现今高分辨率三维形变场分布变化图像及其断层带闭锁蠕滑不均匀分布状态。研究成果为深入认识昆仑山地震震后形变衰减模型及其与深部断层余滑和应力松弛的响应关系，以及东昆仑断裂带现今构造变形特征、分段活动性差异和不同段落的应变积累状态等科学问题提供了重要观测依据，也为进一步深入研究该区域深部流变结构和运动学参数提供了重要参考。研究内容主要包括：（1）利用2003-2010年5个降轨轨道的ENVISAT/ASAR数据，获得了昆仑山地震震后形变速率场及震后累积位移时间演化图像，揭示出昆仑山地震后10年尺度的震后形变场具有空间范围大、形变量级大以及跨断层非对称性分布的显著特征。（2）基于震后观测的GPS形变时间序列（2001-2002）及InSAR形变时间序列（2003-2010），模拟研究了昆仑山地震震后形变机制，震后联合模型表明应力驱动余滑和粘弹性松弛是昆仑山地震震后形变的主要机制，应力驱动余滑的形变贡献主要集中在震后前三年，而粘弹性松弛的形变贡献在整个观测时间段内都比较大。（3）利用新一代宽幅哨兵InSAR数据（2015-2020），获得了覆盖长约2000 km的整个东昆仑断裂带升降轨5年平均形变速率场，并融合GPS震间速率解算了大范围三维形变场，揭示了东昆仑断裂带整体构造变形特征及不同分段闭锁蠕滑的局部差异。（4）以高分辨率InSAR形变数据及三维形变场为约束，采用二维/三维地壳形变模型和顾及误差分布的贝叶斯反演方法，约束主干和次级断裂的闭锁深度、滑动速率等运动学参数，反演研究了东昆仑断裂带不同段落的应变积累状态及其与断层几何结构、历史地震活动的关系，为精细评估该断裂的地震危险性提供了可靠依据。