利用InSAR資料反演緬甸Mw6.8地震斷層滑動分布

周 輝，馮光財，李志偉，許 兵，雷廣淵

中南大學 地球科學與信息物理工程學院，長沙 410083

1 引 言

北京時間2011年3月24日21時55分，緬甸東北部地區(qū)（20.687°N，99.822°E）發(fā)生了 Mw6.8級地震，震源深度約為8km，在不到一分鐘時間內，同一地區(qū)又發(fā)生Mw7.0地震，震源深度約為230km，緊接著發(fā)生了一系列5級左右的余震.該地震的震中距中緬邊界僅87km，我國廣西、云南地區(qū)都有震感，多處房屋受到破壞.泰國北部清萊地區(qū)震感強烈.地震引發(fā)了滑坡、泥石流等地質災害，造成至少74人死亡，111人受傷，413所房屋遭到破壞［1］.地震發(fā)生后不久，美國地質調查局（USGS）、哈佛大學（Harvard CMT）以及中國地震臺網(wǎng)中心（CENC）都很快反演出了這次地震的震源機制解（表1和圖1），三者的震源參數(shù)略有不同，Harvard反演的發(fā)震時刻要略晚于其它兩個機構，這是因為USGS和CENC均采用P波初動解對地震進行定位，震中位置代表地震破裂起始點，而Harvard CMT則是采用矩張量反演法，震中位置代表地震能量釋放最大的地方.從表1可以看出，三個機構反演出的地震斷層傾角均在87°左右，斷層近乎于直立，盡管USGS反演的滑動角值與Harvard以及CENC的反演結果有所差異，但均反映出該地震斷層具有左旋走滑性質.

緬甸板塊位于歐亞板塊和印度洋板塊的交界地帶，受印度板塊北向運動與歐亞板塊相互碰撞與擠壓作用的影響，地震活動比較活躍.緬甸板塊處于印度板塊的東部，印度板塊相對于巽他板塊以45mm／a的速率向北東東向斜向移動，形成了緬甸弧形構造區(qū)（圖1a）.印度板塊與歐亞板塊東南亞地區(qū)之間的右旋斜滑在緬甸弧形構造地區(qū)形成了大量擠壓構造和南北向右旋走滑斷裂，同時在金三角地區(qū)發(fā)育了一系列北東東—南西西走向的左旋走滑活動斷層，從南到北依次為 Mae Chan斷裂、南瑪斷裂（Nam Ma fault）、勐醒斷裂（Meng Xing fault）、孟連斷裂（Menglian fault）、南汀河斷裂 （Nanting fault）和龍陵—瑞麗斷裂（Longling－Ruili fault）等，這些斷裂帶彼此平行，相互作用，并且在斷裂兩端形成了拉分盆地，這是典型的書斜式斷裂（bookshelf faults）［2］.晚第四紀以來，這些斷裂帶活動強烈，沿這些斷裂帶區(qū)域發(fā)生了一系列6級以上地震［3－4］.這次地震就發(fā)生在該地殼運動比較復雜的地區(qū)，南瑪活動斷裂帶上.南瑪斷層走向250°，傾角較陡，平均滑移量為2.4 mm／a，近5百萬年以來錯距已達12km［5］.由于緬甸東北部與中國西南部接壤，中國云南滇西地區(qū)地震活動可能與緬甸地震帶有密切的關聯(lián)［6］.如2011年3月10日，云南盈江（24.727°N，97.597°E）在該斷裂帶區(qū)域發(fā)生了Mw5.5級地震，震源深度為10km，造成多人傷亡［7］.因此，確定緬甸地震的同震形變場，并反演其斷層滑動分布，不僅有助于進一步理解緬甸地震的發(fā)震機理和斷層破裂分布特征，而且對于認識中國西南部板塊的運動特征具有非常重要的意義.

近年來迅速發(fā)展的差分雷達干涉技術（Differential Interferometric Synthetic aperture Radar，D－InSAR），具有高空間分辨率、高精度、以及大范圍空間連續(xù)覆蓋等眾多優(yōu)勢，與傳統(tǒng)形變監(jiān)測方法相比，可以為地震監(jiān)測提供更為詳盡的破裂信息.國內已經有許多學者利用InSAR資料對地震開展研究，并取得可靠成果，如1997年瑪尼 Mw7.5級地震［8－9］，2008年汶川Mw7.9地震［10］，以及2011年日本東海岸 Mw9.0地震［11］等，D－InSAR技術在地震形變監(jiān)測方面體現(xiàn)出無窮的潛力.

針對地震發(fā)生在人煙稀少，地形起伏較大（最高海拔達2400多米），植被茂盛，氣候比較濕潤，自然環(huán)境非常惡劣，野外變形監(jiān)測困難等因素，本文擬選取L波段的ALOS PALSAR升降軌影像，來研究緬甸地震的同震形變、空間分布特征以及斷層滑動分布等.我們首先通過對震前震后InSAR數(shù)據(jù)進行差分干涉，并通過二次多項式模型去除干涉圖中殘余的軌道相位，獲取更為精確的同震形變場，接著利用灰度匹配技術，獲取雷達影像距離向和方位向偏移量，確定該地震的斷層幾何，最后結合Okada［12］彈性形變模型，反演該地震的震源參數(shù).從公開發(fā)表的文獻看，尚未有采用InSAR資料對該地震進行反演的結果報道.本文的研究將為該地震和該區(qū)域的地殼應力變化和地震災害評估提供依據(jù)，為InSAR研究類似地區(qū)的地震提供參考.

表1 不同地震機構估計的緬甸地震震源參數(shù)表Table 1 Earthquake mechanisms from different earthquake institutions

圖1 緬甸地震震中地質構造背景（a）區(qū)域內活動斷層分布.圖中暗紅色方框為發(fā)震地區(qū)，紅白球代表近35年內該區(qū)域內5.0級以上地震的震源機制.黑白球表示2012年11月11日緬甸Mw6.8地震震源機制.（b）圖（a）暗紅色方框所指區(qū)域地質構造.背景是90m分辨率的SRTM DEM.藍色虛線框為ALOS PALSAR數(shù)據(jù)升軌與降軌的覆蓋范圍（每景覆蓋約為70km×70km）；黃色五角星為CMT確定的震中位置；圖中黑色實線為本文推測的發(fā)震斷層.紅白圓分別為USGS和CMT給出的震源機制解，黑白圓則分別為CMT給出的2011年3月24日Mw5.7級余震以及2011年3月25日Mw5.0級余震的震源機制解.Fig.1 Tectonic background of the Myanmar earthquake（a）Active faults of the study region.The dark red frame represents the area of the Myanmar earthquake.The red-white balls show the earthquakes with magnitudes equal to or more than 5.0in recent 35years.The black-white ball denotes the focal mechanism of the Mw6.8 earthquake on November 11th，2012.（b）The tectonic background of the area denoted by the dark red frame in Fig.（a）.The topography is 90mresolution SRTM DEM.Blue dashed frames indicate the coverage of the ascending and descending ALOS PALSAR data（Every scene covers 70km×70km）；yellow star is the epicenter from CMT；black line represents the inferred fault rupture.Focal mechanisms from USGS and CMT are shown in red-white circles.Circles in black-white color denote the focal mechanisms of the Mw5.7aftershock on March 24th，2011and Mw5.0aftershock on March 25th，2011，respectively.

2 同震形變場

2.1 InSAR數(shù)據(jù)處理

地震發(fā)生后，日本宇航局JAXA迅速提供了覆蓋緬甸地震的ALOS PALSAR（L波段）升降軌影像數(shù)據(jù).L波段的SAR影像數(shù)據(jù)相較于C波段來說波長更長，具有一定的穿透性，受植被等地物影響較小，相干性較好.由于發(fā)震地區(qū)地處偏遠的山區(qū)，野外調查和觀測比較困難，另外該區(qū)域GPS覆蓋稀疏，可使用的地面數(shù)據(jù)也很少，同時由于歐洲的ENVISAT ASAR衛(wèi)星自2010年10月以來軌道下降，可以利用的影像已經非常有限.綜合以上各種因素，這次獲取的ALOS PALSAR數(shù)據(jù)就成為該地震的重要研究數(shù)據(jù)源.本研究所用數(shù)據(jù)如圖1和表2所示，兩幅影像的時間間隔相同，均為46天.其中Index－1為升軌影像對，垂直基線較短，僅34m，可以減小外部DEM誤差對形變結果的影響；Index－2為降軌影像對，垂直基線較大，它完全覆蓋了緬甸地震的同震形變場（圖1）.

表2 ALOS PALSAR影像信息表Table 2 The ALOS PALSAR images used in this study

本實驗使用瑞士Gamma［13］軟件作為InSAR數(shù)據(jù)處理的平臺，采用二軌差分干涉技術對兩對升降軌影像進行干涉處理.分別對兩對數(shù)據(jù)進行配準、重采樣、干涉、基線估計后，實驗獲取的干涉相位φ主要由以下幾部分相位組成：

其中，φdef為地表形變引起的相位；φflat為平地效應引起的相位；φtop為與地形相關的相位；φorbit為軌道誤差引起的相位；φatmo為大氣延遲相位；φnoi為噪聲.干涉圖生成后，首先根據(jù)軌道信息去除平地相位φflat.本實驗所需的外部DEM采用的是美國NASA提供的90m分辨率的SRTM數(shù)據(jù)，將其模擬成已解纏的地形相位并從干涉圖中減去，從而去除地形相位φtop.地形相位誤差主要受到所使用的DEM垂直精度以及垂直基線長度的影響，實驗所選數(shù)據(jù)垂直基線最長約為450m，對于Index－2影像來說，10m的DEM地形誤差僅造成視線方向上約8mm的偏移量，因此這部分誤差可以忽略不計.去除地形相位后，由于ALOS PALSAR數(shù)據(jù)軌道信息不夠精確，干涉圖中存在非常明顯的長波長軌道殘余相位φorbit，本文將采用2.2節(jié)提到的方法將其去除.為了減弱噪聲影響，對干涉圖中的噪聲相位φnoi使用經典的Goldstein濾波方法進行處理.同時，使用最小費用流法對干涉相位進行解纏，由于地震區(qū)域植被覆蓋茂密，且地形起伏較大，水汽影響明顯，因此解纏后干涉圖中與地形相關的大氣延遲相位φatmo不能忽略［14］，本文通過回歸分析去除與高程相關的大氣延遲相位.此時，干涉圖中就只存在與地震形變相關的相位了，將其轉換為形變圖.最后將雷達坐標系下的形變圖進行地理編碼，轉換到地理坐標系下，即可得到該地震視線向同震形變場.

2.2 軌道和大氣誤差去除

由于ALOS PALSAR數(shù)據(jù)軌道信息不夠精確，在去除平地相位和地形相位后，差分干涉圖中仍存在明顯的軌道殘余相位（圖2a—2b）.

圖2 緬甸地震InSAR升降軌同震干涉視線向形變場（a），（b）分別為未進行軌道殘差相位校正的升降軌方向的同震形變場；（c），（d）分別為經過軌道殘差相位校正之后的升降軌方向的同震形變場.淺粉色箭頭代表衛(wèi)星視線向方向；黑色實線為圖1所表示的斷層線；紅色箭頭代表斷層線兩邊斷層的錯動方向；黃色五角星為CMT確定的震中位置；"＋"與“－”號分別代表正負視線向形變量.圖中每個色周均代表視線向11.8cm的位移變化.Fig.2 The ascending and descending pass cosesimic displacement interferogram of the Myanmar earthquake（a）and（b）indicate before orbit ramp correction；（c）and（d）indicate after orbit ramp correction.Shallow pink arrows denote the look direction from the satellites；Black line represents the fault rupture as shown in Fig.1；Red arrows imply the movement direction besides the fault；The epicenter from CMT solution is denoted with a yellow star；＋ and － signs point to positive and negative LOS displacements respectively.Each color cycle represents 11.8cm of LOS displacement.

Wang等在2007年采用基于空間域的雙線性多項式模型成功去除了偏移量圖中由軌道誤差造成的系統(tǒng)偏移量［15］，在頻率域方面中南大學朱珺等于2011年使用條紋頻率方法成功移除SAR影像中軌道殘余相位造成的線性趨勢［16］.然而，這兩種方法并不能完全去除軌道殘余相位中的非線性信息.針對本研究升軌影像中無法去除的非線性軌道殘余信息，本文采用二次多項式擬合法去除殘余的軌道相位.在雷達坐標系下，建立以下二次多項式模型：

其中φorbit為解纏后的軌道殘差相位，x為距離向坐標，y為方位向坐標，a0，a1，a2，a3，a4，a5為待定系數(shù)，可通過最小二乘法求得.

首先在干涉圖非形變區(qū)（遠離破裂帶）均勻選取若干點，獲取這些點的坐標及相位，根據(jù)（2）式建立多項式誤差模型，并利用最小二乘原理計算出待定系數(shù)a0，a1，a2，a3，a4，a5.然后將這些系數(shù)代入（2）式，模擬整幅圖像的軌道殘差相位，并從干涉圖中去除，即可得到去除軌道殘差相位后的差分干涉圖.在計算過程中，本文同時引入了相干性定權，迭代計算曲面以避免局部誤差的影響.從圖2a—2b可以看出，升降軌差分干涉圖中的軌道殘余相位都非常明顯，通過上述方法建立模型并進行處理后，干涉圖中的殘余相位基本已去除干凈（圖2c—2d）.

由于發(fā)震地區(qū)氣候濕潤、地形起伏較大，解纏后的干涉圖中存在不可忽略的與高程相關的大氣延遲相位，這將影響模型反演的精度，必須借助地形信息進行改正.在雷達坐標系下，本文建立如下模型來削弱這部分相位影響：

其中，φatmo為大氣延遲相位，b0和b1為待定系數(shù)，hgt（x，y）為地表高程.運用該模型去除大氣延遲相位時，我們首先必須對形變相位進行掩膜處理，以保證選取的樣本（即解纏后的干涉圖）中只存在大氣相位，從而準確估計待定系數(shù)b0和b1.

2.3 同震形變分析

在去除長波長軌道和大氣誤差后，獲得了該地震的同震形變圖（圖2c—2d）.由圖2c—2d可以看到，整個形變場的干涉條紋很清晰，震中區(qū)域的條紋也很連續(xù)光滑.其中降軌影像對完全覆蓋了整個同震形變場，形變主要集中在圖像的中間部分.兩幅影像的干涉條紋以地震造成的NEE走向的地表破裂跡線為中心，大致均勻向兩邊擴展，呈對稱分布，且離斷層越近，干涉條紋越密集，形變梯度越大，這是走滑型地震的一個顯著特征.升降軌影像的條紋部分特點略有不同，這主要是由兩者的成像幾何關系不同造成的.升軌影像南北兩盤均呈現(xiàn)6個色周變化，北盤視線向最大形變達76cm，南盤視線向最大形變達－78cm.降軌影像北盤干涉條紋向南西方向散射，而南盤向北東方向發(fā)散，且發(fā)散較慢，整個影像的干涉條紋呈現(xiàn)出左旋扭動的趨勢.同時，降軌影像北盤呈現(xiàn)6個色周的條紋變化，視線向最大形變達－77cm，南盤形變較北盤稍大，呈現(xiàn)出8個色周的條紋變化，視線向最大形變量達90cm.升降軌影像發(fā)震斷層兩側視線向形變量差別不大，說明斷層傾向近乎直立，這與表1中USGS、Harvard以及CENC給出的震源參數(shù)結果吻合.兩幅影像中遠離形變中心的地方，仍存在少許形變，經分析主要是由于影像中仍存在殘余的大氣相位或者是余震形變的緣故［17］.

2.4 Offset－Tracking確定斷層位置

SAR影像不僅包含了相位信息，同時包含了幅度信息.Offset－tracking技術利用SAR影像的幅度信息，通過配準技術獲得SAR影像每一個像素距離向偏移量（Range Offset，RO）和方位向偏移量（AZimuth Offset，AZO）［18］.盡管該技術精度低于采用相位信息的InSAR觀測結果，但它可以獲取到斷層附近（即嚴重失相干區(qū)域）的形變信息，彌補相位觀測技術的不足.因此，偏移量圖可以用來確定斷層破裂線的位置［19］.前面我們使用SAR影像的相位信息獲取了緬甸地震視線向的位移，這里采用Offset－tracking技術分別獲取緬甸地震的距離向與方位向偏移量.由于緬甸地區(qū)地形起伏較大，降軌數(shù)據(jù)垂直基線較長，獲取的降軌影像距離向偏移量圖中存在與地形相關的位移，本文采用Gamma軟件自帶的基于查找表的配準方法［13］重新對降軌影像進行偏移量估計.經過處理后，降軌影像距離向偏移量圖中的地形偏移已基本去除干凈（圖3b，3d）.從圖3a—3d可以看到，升降軌影像距離向和方位向偏移量圖中均存在一條非常明顯的斷層破裂跡線，與圖2c—2d進行對照，該破裂跡線正好與升降軌同震形變場中的失相關區(qū)域相對應.同時在降軌距離向偏移量圖（圖3d）中，破裂跡線上盤接近衛(wèi)星方向運動，偏移量值為負，下盤遠離衛(wèi)星方向運動，偏移量值為正，升軌距離向偏移量圖（圖3b）特征剛好與之相反，這與前面利用相位信息獲取的地震同震形變場特征相吻合，斷層均表現(xiàn)為左旋走滑運動.最后結合圖2c—2d，在圖3a—3d中沿破裂跡線進行描點，確定該地震在地表上的破裂位置，并將其作為反演該地震的斷層幾何.

圖3 幅度信息估計法估計的升降軌距離向和方位向偏移量（a），（c）分別代表升軌影像對方位向和距離向偏移量；（b），（d）分別表示降軌影像對方位向和距離向偏移量.黃色五角星為CMT確定的震中位置.圖中可以清晰看到由于地震引起的地表破裂跡線.黑色實線代表推測的發(fā)震斷層位置；紅色箭頭代表衛(wèi)星的飛行方向.用幅度信息估計法計算偏移量時，本文選擇了64×256的搜索窗口，以及6×18的采樣間隔.Fig.3 The ascending and descending range and azimuth offsets by Offset tracking technique（a），（c）The AZO and RO from the ascending orbit；（b），（d）The AZO and RO from the descending orbit.The epicenter from CMT solution is denoted with a yellow star.The surface fracture line caused by the earthquake is obviously shown in the figure.Black line represents the inferred fault rupture；Red arrows denote the flight direction of the satellites.We use a 64×256search window size and a 6×18sampling interval to obtain the offsets.

3 斷層滑動量反演

根據(jù)該地震升降軌同震形變的結果（圖2c—2d），初步認為該地震規(guī)模不大，斷層的滑動分布比較簡單.由于此次地震發(fā)生在人煙稀少的“金三角”地區(qū)，且主要是山區(qū)，植被覆蓋茂密，野外形變監(jiān)測比較困難，缺乏實地考察數(shù)據(jù)，這就使得該地震的斷層滑動反演成為第二類反演問題，即非線性反演問題［20］.根據(jù)表1中研究機構給出的本次地震的震源機制解，初步認為此次地震大致走向為70°，傾角為86°，斷層具有左旋走滑的性質.根據(jù)以上分析，本文綜合利用上文中獲取的緬甸地震同震形變場（圖2c—2d）和方位向偏移量圖（圖3a—3b），確定該地震的斷層幾何為單一斷層類型（圖3a—3d），并把它作為該地震的斷層幾何模型，繼而結合Okada彈性形變理論［12］反演該地震的震源參數(shù).

3.1 數(shù)據(jù)降采樣

由于InSAR技術獲取的形變信息都是空間連續(xù)的，對于這次地震而言，僅僅一幅升軌影像數(shù)據(jù)點個數(shù)已達到106級，加上降軌影像的數(shù)據(jù)，總的數(shù)據(jù)點個數(shù)達到百萬個，全部參與反演，會大大增加反演的時間，降低反演效率.同時，形變場中的噪聲也會造成計算結果很難收斂，因此有必要對形變場進行數(shù)據(jù)降采樣，減少數(shù)據(jù)點個數(shù).本文采用四叉樹算法［21］，分別對兩對影像進行降采樣，既大大減少了數(shù)據(jù)點個數(shù)，又盡量保留有用的形變信息.為了防止遠場區(qū)域采樣點數(shù)過少，同時斷層附近區(qū)域采樣過密，本文設定采樣的最大窗口為128，最小窗口為8，該方法盡管在近場區(qū)域會引入一定的誤差，但它使采樣結果更為合理（圖4a—4b）.取窗口內的形變均值用于反演，坐標使用窗口中心的坐標值.采樣結束后，分別從升降軌影像中提取出386和503個數(shù)據(jù)點參與斷層滑動分布反演，數(shù)據(jù)個數(shù)僅占原來數(shù)據(jù)總數(shù)的0.01%.

3.2 反演建模

本文利用單一斷層模型初步描述此次地震的震源參數(shù)，假定斷層出露地表，根據(jù)2.4節(jié)確定的斷層幾何，利用9個參數(shù)來描述該地震的斷層位移模型，即斷層起始點的經緯度、走向、傾角、滑動角、斷層的長度、寬度以及分別沿走向、傾向方向的滑動量，其中沿兩個方向的滑動量與同震形變位移構成線性關系.有了斷層幾何模型后，根據(jù)Okada［12］線彈性半空間位錯理論，建立模型與InSAR觀測數(shù)據(jù)之間的線性方程：

其中，d是InSAR視線向觀測值，G是將模型與滑動量聯(lián)系起來的格林矩陣，m表示每個子斷層上分別沿走向和傾向方向的滑動矢量，ε表示InSAR數(shù)據(jù)觀測誤差.

為了解斷層面滑動分布細節(jié)，本文根據(jù)形變圖以及偏移量圖確定的單一斷層模型，固定斷層長度為36km，寬度為20km，延伸到地表，并把斷層按1km×1km劃分為36×20個子斷層，分別求解每個子斷層上的滑動量，最終獲取整個斷層面的滑動分布.這樣就大大增加了待求參數(shù)的個數(shù)，容易造成結果震蕩，為了避免出現(xiàn)這種現(xiàn)象，需要給方程（4）加上一定的光滑約束條件，

其中，λ2為光滑因子，用來調整模型粗糙度與光滑度之間的折中，H為拉普拉斯算子，τ為斷層面上的應力降，表示光滑條件.此時，求解方程（4）的解就變成了求解目標函數(shù)（5）的最小值.同時，為了提高反演結果的收斂率，本文參考表1中不同機構給出的震源機制解以及本文確定的斷層幾何模型，固定斷層傾角為86°，介質泊松比設為0.25.最后，根據(jù)模型粗糙度與光滑度之間的折中曲線，我們確定最終的光滑因子為0.2.參數(shù)設定完成后，反演出緬甸地震的斷層滑動分布結果，如圖5所示.

4 結果與討論

根據(jù)InSAR同震形變場和其確定的斷層幾何模型，反演獲得的斷層面滑動結果如圖5所示.由圖5可以清晰看出，斷層面的滑動分布比較集中，主要處于沿走向方向5～34km，傾向方向距地表10km以上的區(qū)域，斷層滑動分布接近地表.在該區(qū)域內，斷層滑動量存在兩個峰值，第一個峰值位于斷層面上距地表以下大約5km深處，最大滑動量達5m，第二個峰值出現(xiàn)在斷層面右側大約同一深度處，最大滑動量達3.17m.在斷層面10km以下滑動量值較小的深度范圍，還可以清晰看到兩個滑動量比較明顯的區(qū)域，大約在1m左右，這兩處滑動量可能是因為本文設定的單一斷層模型比較簡單而造成的誤差.整個斷層面滑動量以左旋滑動為主，尤其是在滑動量比較集中的區(qū)域，斷層滑動幾乎呈純左旋分布，傾滑量主要分布在距地表8km以下比較深的區(qū)域，且數(shù)值較小，最大傾滑量約為0.8m，遠遠小于最大走滑量5.0m.由于對斷層深處滑動情況缺乏了解，本文設定滑動角在0°～360°范圍內變化，結果顯示平均滑動角為6.28°，與Harvard以及CENC給出的10°較為接近.

我們上面反演的結果顯示斷層滑移量主要表現(xiàn)為左旋走滑為主，兼有少許的傾滑運動.為了檢驗傾滑量是否存在，我們也嘗試了純走滑的模型.將滑動角固定在0°，其它參數(shù)保持不變，重新反演該地震的斷層滑動分布，結果如圖6所示.與圖5進行比較，滑動量集中區(qū)域并沒有發(fā)生變化，最大滑動量達5m，仍位于斷層面距地表約5km深處.在斷層面10km以下深度范圍，滑動量值要略小于圖5中同一區(qū)域處的滑動量.本文同時分別獲取了兩種反演情況下升降軌方向形變場的殘差圖（圖7a—7d），可以清晰看到，殘差主要集中在斷層兩側區(qū)域，遠離斷層的地方殘差較小，且降軌方向上形變場的殘差相對大一些，這主要是因為降軌方向垂直基線較大（439m），外部DEM誤差對形變結果影響比較嚴重.分別對比升降軌影像兩幅殘差圖可以看出，在斷層附近區(qū)域，對模型施加純左旋走滑約束，對形變場幾乎沒有影響，殘差大小大致相同，但遠離形變場中心地區(qū)，殘差水平有所提高，達到10cm，比未對模型施加約束前增加了約25%.

因此，我們認為這次地震的滑動量主要是以左旋走滑為主，兼具少許的傾滑運動，這也與實際斷層的運動狀態(tài)更為相符.該地震相對于破裂方式比較復雜的汶川地震［20］來說，斷層破裂方式較為簡單，數(shù)據(jù)擬合殘差8cm左右，這些誤差水平可能是由余震形變、斷層模型比較單一以及干涉圖中殘存的大氣誤差、軌道誤差等因素引起的.參與反演的數(shù)據(jù)擬合度達97.3%，這些數(shù)據(jù)均證明本文得到的斷層滑動分布結果具有很好的可靠性.本文選取介質的剪切模量μ＝32GPa，平均滑動量為1.08m，根據(jù)震級計算公式［22］，計算得到該地震的標量地震矩為2.49×1019N·m，震級為 Mw6.8級，比 USGS給出的矩陣級略小，但與Harvard CMT給出的矩震級相當一致.

金三角地區(qū)主要存在兩個走滑斷層邊界［23］：紅河斷裂帶和Sagaing斷裂帶，中間又夾持了大量的與南瑪斷裂性質類似的走滑斷層，這些走滑斷層一直保持著強烈的活動性.其中，南瑪斷層年平均滑移量2.4mm，近五百萬年來錯距累積已達12km［5］.2007年5月老撾Ms6.6地震［24］也發(fā)生在與南瑪斷層相毗鄰的Mae Chan斷裂帶上，斷裂性質為左旋走滑，該地震與本文地震發(fā)生位置僅相距104km.紅河斷裂和Sagaing斷裂在上新世和第四紀時期，剪切斷裂性質發(fā)生變化，由原來的左旋剪切斷裂變?yōu)楝F(xiàn)在的右行剪切，隨之夾持在其中的書斜式斷層轉為左旋剪切斷裂，這又進一步加劇了該區(qū)域塊體的順時針旋轉運動［25］.該地震是南瑪斷層內部應力積聚到一定程度進行釋放的結果，斷層出現(xiàn)最大值達5m的左旋錯動.該地震導致區(qū)域內部應力格局發(fā)生變化，必然會對相鄰塊體產生拖拽作用，從而對整個區(qū)域板塊的運動狀態(tài)產生影響.2012年11月11日緬甸北部（23.009°N，95.884°E）發(fā)生 Mw6.8級走滑地震（圖1），震源深度9.9km［26］，該地震發(fā)生在Sagaing斷層附近，由于Sagaing斷層屬于右旋剪切斷裂，推測該地震為右旋走滑地震，這次地震事件又一次證實了金三角區(qū)域板塊運動的活躍性，該地區(qū)地震活動頻繁，需加強觀測.這次地震與本文地震是否存在聯(lián)系，仍需進一步研究.

5 結 論

本研究利用日本JAXA提供的ALOS PALSAR升降軌數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源，首次分析研究了緬甸地震的同震形變大小、空間分布特征，反演了斷層滑動分布.應用二軌差分和像素配準的方法，獲取了緬甸地震視線向的同震形變場和地震破裂位移.針對影像中非常明顯的非線性軌道殘差條紋，本文采用二次多項式法將其進行去除，取得較好效果，并通過回歸分析去除了影像中與高程相關的大氣延遲相位，獲取了較精確的同震形變場，最后結合Okada彈性形變模型反演了該次地震的斷層滑動分布.結果顯示該地震斷層滑動以左旋走滑為主，兼具少許的傾滑運動.滑動主要集中在斷層面距地表10km以上區(qū)域，最大滑動量達5m，位于地表以下5km深處，在同一深度處，斷層面右側滑動量也有一個峰值，最大達3.17m.反演獲得的標量地震矩為2.49×1019N·m，震級為Mw6.8級.本文結果是采用ALOS PALSAR數(shù)據(jù)對緬甸地震震源參數(shù)的首次反演，反演結果揭示了金三角地區(qū)斷層活動依然活躍，應采用多種觀測手段對震間形變進行觀測，提高防震減災的可行性.

（References）

［1］USGS Myanmar，Magnitude 6.9Myanmar March 24，2011.［Online］.Available：http：／／earthquake.usgs.gov／earthquakes／eqinthenews／2011／usc0002aes／

［2］Earth Observatory of Singapore，Myanmar earthquake of March 24，2011－Magnitude 6.8.［Online］.Available：http：／／www.earthobservatory.sg／media／news－and－features／295－myanmar－earthquake－of－march－24th－magnitude－68.html

［3］常祖峰，安曉文，陳剛等.2011年3月24日緬甸孟帕亞M7.2級地震地震構造淺析.國際地震動態(tài)，2011，（4）：52－56.Chang Z F，An X W，Chen G，et al.Brief analysis on seismotectonics of Mong Hpayak M7.2Earthquake in Myanmar.Recent Developments in World Seismology （in Chinese），2011，（4）：52－56.

［4］Socquet A，Pubellier M.Cenozoic deformation in western Yunnan （China－Myanmar border）.Journal of Asian Earth Sciences，2005，24（4）：495－515.

［5］http：／／blog.sciencenet.cn／home.php？mod＝space＆uid＝51597＆do＝blog＆id＝426034

［6］李鴻吉，秦建業(yè).緬甸弧及其周邊地區(qū)的震源機制和現(xiàn)代應力場.地震學報，1994，16（4）：463－471.Li H J，Qin J Y.The focal mechanism and recent stress field beneath Burma arc and its surrounding regions.ActaSeismologica Sinica（in Chinese），1994，16（4）：463－471.

［7］USGS，Magnitude 5.5Myanmar China border region March 10.2011.［Online］.Available：http：／／earthquake.usgs.gov／earthquakes／eqinthenews／2011／usc0001wnu／

［8］孫建寶，徐錫偉，沈正康等.基于線彈性位錯模型及干涉雷達同震形變場反演1997年瑪尼Mw7.5級地震參數(shù)—Ⅰ：均勻滑動反演.地球物理學報，2007，50（4）：1097－1110.Sun J B，Xu X W，Shen Z K，et al.Parameter inversion of the 1997Mani earthquake from INSAR coseismic deformation field based on linear elastic dislocation model－I：Uniform slip inversion.Chinese J.Geophys.（in Chinese），2007，50（4）：1097－1110.

［9］孫建寶，石耀霖，沈正康等.基于線彈性位錯模型反演1997年西藏瑪尼Mw7.5級地震的干涉雷達同震形變場—Ⅱ：滑動分布反演.地球物理學報，2007，50（5）：1390－1397.Sun J B，Shi Y L，Shen Z K，et al.Parameter inversion of the 1997Mani earthquake from INSAR co－seismic deformation field based on linear elastic dislocation model－II.Slip distribution inversion.Chinese J.Geophys.（in Chinese），2007，50（5）：1390－1397.

［10］Feng G C，Hetland E A，Ding X L，et al.Coseismic fault slip of the 2008 Mw7.9Wenchuan earthquake estimated from InSAR and GPS measurements.Geophys.Res.Lett.，2010，37（1）：L01302，doi：10.1029%2f2009GL041213.

［11］Feng G C，Ding X L，Li Z W，et al.Calibration of INSAR－derived coseimic deformation map associated with the 2011 Mw9.0Tohoku－Oki earthquake.IEEE Geosci.Remote Sens.Lett.，2012，9（2）：302－306.

［12］Okada Y.Surface deformation due to shear and tensile faults in a half－space.Bull.Seism.Soc.Am.，1985，75（4）：1135－1154.

［13］Wegmuller U， Werner C. Gamma Sar processor and interferometry software.Proceeding of the 3rdERS Symposium on Space at the Service of Our Environment，F(xiàn)lorence，Italy，1997：1686－1692.

［14］Goldstein R.Atmospheric limitations to repeat－track radar interferometry.Geophys.Res.Lett.，1995，22（18）：2517－2520.

［15］Wang H，Ge L L，Xu C J，et al.3－D coseismic displacement field of the 2005Kashmir earthquake inferred from satellite radar imagery.Earth Planets and Space，2007，59（5）：343－349.

［16］朱珺，丁曉利，許兵等.基于條紋頻率檢測的干涉圖去線性趨勢精化方法.大地測量與地球動力學，2011，31（3）：138－141.Zhu J，Ding X L，Xu B，et al.Refine method for removing the linear trend in interferogram based on fringe frequency test.Journal of Geodesy and Geodynamics （in Chinese），2011，31（3）：138－141.

［17］Dawson J，Tregoning P.Uncertainty analysis of earthquake source parameters determined from InSAR：a simulation study.J.Geophys.Res.，2007，112（B9），B09406，doi：10.1029／2007JB005209.

［18］Michel R，Avouac J P.Measuring ground displacements from SAR amplitude images：Application to the Landers earthquake.Geophys.Res.Lett.，1999，26（7）：875－878.

［19］Peltzer G，CrampéF，King G，et al.Evidence of nonlinear elasticity of the crust from the Mw7.6Manyi （Tibet）earthquake.Science，1999，286（5438）：272－276.

［20］張國宏，屈春燕，宋小剛等.基于InSAR同震形變場反演汶川 Mw7.9地震斷層滑動分布.地球物理學報，2010，53（2）：269－279.Zhang G H，Qu C Y，Song X G，et al.Slip distribution and source parameters inverted from co－seismic deformation derived by InSAR technology of Wenchuan Mw7.9earthquake.Chinese J.Geophys.（in Chinese），2010，53（2）：269－279.

［21］Jonsson S，Zebker H，Segall P，et al.Fault slip distribution of the 1999 Mw7.1Hector Mine，California Earthquake，estimated from satellite radar and GPS measurements.Bull.Seism.Soc.Am.，2002，92（4）：1377－1389.

［22］Kanamori H.The energy release in great earthquakes.J.Geophys.Res.，1997，82（20）：2981－2987.

［23］Lacassin R，Replumaz A，Lelou P H.Hairpin river loops and slipsense inversion on southeast Asia strike－slip faults.Geology，1998，26（8）：703－706.

［24］Kitazum A，Kosuwan S，Saithong P，et al.Study on the estimation of strong ground motions－case study using Nam Ma fault earthquake.Proceedings of GEOTHAI′07International Conference on Geology of Thailand，Bangkok，Thailand，2007：322－325.

［25］楊振宇，孫知明，馬醒華等.紅河斷裂兩側早第三紀古地磁研究及其地質意義.地質學報，2001，75（1）：35－44.Yang Z Y，Sun Z M，Ma X H，et al.Palaeomagnetic study of the early Tertiary on both sides of the Red River Fault and its geological implications.Acta Geologica Sinica （in Chinese），2001，75（1）：35－44.

［26］USGS Myanmar，Magnitude 6.8Myanmar November 11，2012.［Online］.Available：http：／／earthquake.usgs.gov／earthquakes／eqinthenews／2012／usc000dqqw／