门源Mw5.9级地震形变InSAR观测及区域断裂带深部几何形态

刘洋; 许才军; 温扬茂

doi:10.13203/j.whugis20190069

门源Mw5.9级地震形变InSAR观测及区域断裂带深部几何形态

刘洋^{1, 2, 3,},
许才军^{1, 2, 3},
温扬茂^{1, 2, 3}

1.
武汉大学测绘学院, 湖北武汉, 430079
2.
武汉大学地球空间环境与大地测量教育部重点实验室, 湖北武汉, 430079
3.
地球空间信息技术协同创新中心, 湖北武汉, 430079

基金项目:

国家自然科学基金 41874011

国家自然科学基金 41774011

国家自然科学基金 41431069

国家重点研发计划 2018YFC1503603

详细信息

作者简介:
刘洋, 博士, 副教授, 主要从事InSAR数据处理与地学解释研究。Yang.Liu@sgg.whu.edu.cn

中图分类号: P237;P227
计量
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出版历程
- 收稿日期: 2019-03-07
- 发布日期: 2019-07-04

InSAR Observation of Menyuan Mw5.9 Earthquake Deformation and Deep Geometry of Regional Fault Zone

LIU Yang^{1, 2, 3,},
XU Caijun^{1, 2, 3},
WEN Yangmao^{1, 2, 3}

1.
School of Geodesy and Geomatics, Wuhan University, Wuhan 430079, China
2.
Key Laboratory of Geospace Environment and Geodesy, Ministry of Education, Wuhan University, Wuhan 430079, China
3.
Collaborative Innovation Center of Geospatial Technology, Wuhan 430079, China

Funds:

The National Natural Science Foundation of China 41874011

The National Natural Science Foundation of China 41774011

The National Natural Science Foundation of China 41431069

the National Key Research and Development Program of China 2018YFC1503603

More Information

Author Bio:
LIU Yang, PhD, associate professor, specializes in InSAR data processing and geophysical interpretation. E-mail: Yang.Liu@sgg.whu.edu.cn

摘要

摘要: 利用Sentinel-1A卫星升轨、降轨合成孔径雷达影像数据，提取了2016年门源Mw5.9级地震的高精度合成孔径雷达干涉同震形变场，利用单纯形法和非负最小二乘法反演确定了地震断层几何和滑动分布，并构建了区域断裂带的深部几何形态模型。结果表明，门源Mw5.9级地震同震形变以地表抬升为主，沿升轨、降轨视线向的最大值分别为5.3 cm、7.1 cm；地震断层走向、倾角分别为133°、43°；地震滑动以逆冲为主，主要发生在地下6.14~12.28 km处，最大滑动量约0.5 m，平均滑动角为66.85°，地震矩为1.0×10¹⁸ N·m（Mw5.94）；形变观测拟合残差均方根为0.36 cm；区域断裂带的深部几何形态以花状构造为特征，整体倾向南西，门源地震发震断裂为花状构造中未出露地表的盲断层。相关成果能够为研究区域地壳运动与变形、活动断裂与地震孕育发生等提供参考。
- 门源Mw5.9级地震 /
- InSAR /
- 滑动分布 /
- 深部几何形态 /
- 花状构造
Abstract: By using Sentinel-1A ascending and descending synthetic aperture radar (SAR) data, this paper extracts the high-precision interferometric SAR (InSAR) coseismic deformation of the 2016 Menyuan Mw5.9 earthquake, inverts the fault geometry and slip distribution using simplex method and nonnegative least squares method, and constructs the deep geometry model of regional fault zone. The results show that coseismic deformation of the Menyuan Mw5.9 earthquake is dominated by surface uplift, and the maximums along the line-of-sight direction of ascending and descending tracks are 5.3 cm and 7.1 cm respectively. The fault strike and dip angles are 133° and 43° respectively. The seismic slip is dominated by thrust component, mainly occurring in 6.14-12.28 km underground. The maximum slip is about 0.5 m, the average slip angle is 66.85°, and the earthquake moment is 1.0×10¹⁸ N·m (Mw5.94). The fitting residual root mean square of deformation observations is 0.36 cm. The deep geometry of the regional fault zone is characterized by flower structure, which inclines to the south-west as a whole. The Menyuan earthquake rupture is a blind fault which does not appear on the surface in the flower structure. Relevant results can provide the reference for studying regional crustal movement and deformation, active fault and earthquake preparation and occurrence.
- Menyuan Mw5.9 earthquake /
- InSAR /
- slip distribution /
- deep geometry /
- flower structure

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图 1 2016年门源Mw5.9级地震的区域构造背景及Sentinel-1A观测范围

Figure 1. Regional Tectonic Background of the 2016 Menyuan Mw5.9 Earthquake and Sentinel-1A Observation Range

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图 2 门源Mw5.9级地震同震干涉形变场

Figure 2. Coseismic Interferometric Deformation Field of Menyuan Mw5.9 Earthquake

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图 3 门源Mw5.9级地震同震滑动及误差

Figure 3. Coseismic Slip Distribution and Its Error of Menyuan Mw5.9 Earthquake

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图 4 滑动分布模型拟合的形变场及残差

Figure 4. Fitted Deformation Fields and Residuals Using Slip Distribution Model

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图 5 地震破裂区域断裂带的深部几何形态模型示意图

Figure 5. Sketch Map of Deep Geometry Model of Regional Fault Zone Around Earthquake Rupture

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表 1 2016年门源Mw5.9级地震断层参数

Table 1 Fault Parameters of the 2016 Menyuan Mw5.9 Earthquake

数据来源	震中位置	长度/km	顶深/底深/km	走向/倾角	滑动角/滑动量	震级
CENC	101.62°E，37.68°N	-	-	143°/35°	80°/-	M6.4
IGP-CEA	101.6°E，37.7°N	-	-	141°/38°	79°/-	Ms6.4
USGS	101.641°E，37.67°N	-	-	144°/36°	75°/-	Mw5.9
GCMT	101.76°E，37.65°N	-	-	134°/43°	68°/-	Mw5.9
文献[6]	101.65°E，37.64°N	20	7.29/13.71	134°/40°	65°/-	Mw5.9
文献[7]	-	-	-	128°/43°	78°/-	Mw5.9
文献[8]	101.61°E，37.67°N	-	-	335°/~75°	97°/-	-
文献[9]	101.69°E，37.66°N	10.2	6.17/9.63	130°/46°	47°/0.6 m	Mw5.9
文献[11]	101.623°E，37.657°N	3.5	7.94/10.06	127°/45°	73°/2.256 m	Mw5.891
文献[12]	101.621°E，37.66°N	16	6.37/13.59	132°/41°	68°/0.41 m	Mw5.905
本研究	101.69°E，37.72°N	9.12	6.40/11.64	133°/43°	65.66°/0.40 m	Mw5.9

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表 2 Sentinel-1A干涉像对参数

Table 2 Parameters of Sentinel-1A Interferometric Image Pair

序号	轨道	飞行方向	获取时间		时间基线/d	空间基线/m
序号	轨道	飞行方向	主影像	辅影像	时间基线/d	空间基线/m
1	128	升轨	2016-01-13	2016-02-06	24	15
2	033	降轨	2016-01-18	2016-02-11	24	6.5

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