Journal of Geophysical Research: Solid Earth:基于大范围InSAR数据(2015-2020)约束的东昆仑断裂带地壳形变、断层滑动速率和应变率分布

东昆仑断裂带是巴颜喀拉块体北部边界活动断裂带,也是强震活动带。发生过1937年Ms7.5托索湖地震, 1963 Ms7.1阿拉克湖地震、1997年Mw7.5玛尼地震、2001年Mw7.8昆仑山地震等强震。近些年东昆仑断裂带的分支/次级断裂又相继发生2017年Mw6.5九寨沟地震、2021年Mw7.3玛多地震,而玛沁-玛曲段(东段)、西大滩断裂带(中段)尚未发生较大的地震破裂,因此其地震潜势和孕震状态引起关注。观测整个东昆仑断裂带的地壳形变状态需要利用大范围、高分辨率的InSAR数据,而东昆仑断裂带大部分区域地处高海拔区域,GPS站点相对稀少,现有大地测量观测仍然不足,其精细运动学状态研究程度偏低。

为了解决上述问题,在地震动力学国家重点实验室资助下,中国地震局地质研究所形变室的赵德政博士后及其合作者屈春燕研究员、龚文瑜副研究员、单新建研究员等利用2015-2020的升降轨宽幅哨兵数据对近~2000 km长的东昆仑断裂带现今运动变形特征进行了观测研究。采用InSAR时序分析技术,获取覆盖东昆仑断裂带的升降轨InSAR形变场(∼2000 km × 350 km),融合InSAR、GPS数据构建断裂带大范围三维形变场,分析分段活动性和周期形变状态,采用二维/三维地壳形变模型,约束主干和次级断裂的闭锁深度、滑动速率等运动学参数,分析不同段落的应变积累状态及其与断层几何结构、历史地震的关系。结果表明:(1)大范围升降轨InSAR形变场刻画了东昆仑断裂带现今大尺度的基本形变特征和梯度带;一阶特征上,藏北地壳形变梯度带基本沿着玛尼-东昆仑断裂带弧形构造带分布;不同分段的形变梯度有差异,有分段性特征;(2)整体上,断层滑动速率,闭锁深度和震间应变率与历史地震破裂和地形没有强相关性;(3)东昆仑断裂带滑动速率主段基本稳定,约8-10 mm/yr;而西段存在系统性衰减;(4)断层震间闭锁分段差异性较强,闭锁深度可能与断裂带的地震周期状态有关;(5)震间应变率分布相对稳定,在东昆仑断裂带大拐弯处比较大;(5)玛沁-玛曲段高滑动速率和闭锁深度对应较高的地震危险性。

项目成果已发表于JGR: Solid Earth,该研究成果主要获得了中国地震局地质研究所基本科研业务专项(IGCEA2104, IGCEA1809, IGCEA2005), 地震动力学国家重点实验室基金(LED2019A02, LED2021B05),国家自然科学基金(41872229,41974006)的联合资助。

论文信息如下:Zhao Dezheng, Qu Chunyan, Bürgmann Roland, Gong Wenyu, Shan Xinjian, Qiao Xin, Zhao Lei, Chen Han, Liu Lian. (2022) Large-scale Crustal Deformation, Slip-Rate Variation and Strain Distribution along the Kunlun Fault (Tibet) from Sentinel-1 InSAR Observations (2015-2020). Journal of Geophysical Research: Solid Earth, e2021JB022892.

相关链接:https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2021JB022892


图1 东昆仑断裂带InSAR三维形变场



图2 基于InSAR数据约束的东昆仑断裂带滑动速率、闭锁深度和应变率空间分布