寬幅InSAR觀測(cè)阿爾金斷裂帶西段震間應(yīng)變累積的研究

李 鵬

1. 中國(guó)海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院海底科學(xué)與探測(cè)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266100； 2. 青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室海洋地質(zhì)過(guò)程與環(huán)境功能實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266061

阿爾金斷裂帶是青藏高原北部最顯著的左旋走滑斷裂帶，關(guān)于該斷裂帶如何控制青藏高原北部構(gòu)造變形、如何吸收調(diào)整印亞會(huì)聚的作用是爭(zhēng)論的焦點(diǎn)，其中斷裂帶走滑速率是重要依據(jù)。但是目前關(guān)于該斷裂帶走滑速率的討論集中在中段和東段，西段(84°E以西)大部分地區(qū)屬于高海拔無(wú)人區(qū)，仍然缺少傳統(tǒng)大地測(cè)量學(xué)、地震學(xué)、地質(zhì)學(xué)等地面觀測(cè)。本文采用寬幅InSAR觀測(cè)資料研究了阿爾金斷裂帶西段的地殼形變時(shí)空特征及其現(xiàn)今滑動(dòng)速率，研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：

(1) 闡述了寬幅InSAR的技術(shù)流程，包括數(shù)據(jù)解析與多普勒質(zhì)心頻率估計(jì)、Burst同步比例計(jì)算與非同步信號(hào)移除、子條帶拼接與平滑、Burst間隙非整數(shù)倍PRI補(bǔ)償?shù)人惴ǎ治隽擞绊憣挿鵌nSAR形變監(jiān)測(cè)的不確定性因素，包括地形誤差、相位解纏誤差、對(duì)流層與電離層誤差、軌道誤差、方位向掃描非同步失相關(guān)、入射角變化等影響。

(2) 分析了地震、火山形變的寬幅InSAR監(jiān)測(cè)應(yīng)用，包括2003年Mw6.6巴姆地震、2008年Mw7.9汶川地震、2008年Mw6.4改則地震、2008年?yáng)|非Afar火山噴發(fā)，得到了對(duì)應(yīng)的同震(Coseismic)、同噴(Co-eruptive)干涉圖。

(3) 利用高精度GPS觀測(cè)評(píng)估了中國(guó)境內(nèi)多種高分辨率全球數(shù)字高程模型(Global DEM)的高程質(zhì)量和影響因素，分析了ASTER GDEM、SRTM-C/X DEM高程誤差與坡度、方位角、地物覆蓋的函數(shù)關(guān)系。結(jié)果表明，ASTER GDEM v2產(chǎn)品在空間分辨率、地理位置誤差、內(nèi)陸水體掩膜、系統(tǒng)性負(fù)偏差等方面需要進(jìn)一步改進(jìn)。

(4) 深入分析了外部地形高程系統(tǒng)不一致引入的大地水準(zhǔn)面高誤差，定量評(píng)估了對(duì)條帶和寬幅InSAR 形變監(jiān)測(cè)的影響，給出了實(shí)用的估計(jì)與改正方法，結(jié)果表明該誤差與垂直基線、地形變化存在強(qiáng)相關(guān)性，對(duì)于大地水準(zhǔn)面高有較大梯度變化的研究區(qū)域，InSAR形變測(cè)量應(yīng)建立在統(tǒng)一的高程系統(tǒng)上。

(5) 利用寬幅InSAR資料完整提取了2008年Mw7.1于田地震近場(chǎng)與遠(yuǎn)場(chǎng)形變信息，得到了三維多斷層同震滑動(dòng)分布模型。結(jié)果表明，在近地表1 km處存在3.5～4 m的滑動(dòng)量，最大滑動(dòng)量發(fā)生在0～5 km深度的兩個(gè)主斷層部分。

(6) 基于寬幅InSAR小基線集(SBAS)技術(shù)生成了阿爾金斷裂帶西段(78°E～85°E)與龍木-郭扎錯(cuò)斷裂帶的大范圍(400 km×400 km)震間形變速率圖，通過(guò)建立經(jīng)典彈性半空間位錯(cuò)模型估計(jì)了滑動(dòng)速率(0～6 mm/a)與閉鎖深度，利用同期GPS與條帶InSAR時(shí)序分析(2003—2010年)對(duì)其進(jìn)行評(píng)估，討論了西段現(xiàn)今形變時(shí)空特征。

本文研究表明，該斷裂帶吸收調(diào)整印亞大陸碰撞應(yīng)變能的作用是有限的，從一定程度上支持青藏高原大陸地殼增厚模型，即高原內(nèi)部大尺度形變?cè)陧g性下地殼與上地幔連續(xù)分布并由黏性流驅(qū)動(dòng)，脆性上地殼斷裂帶具有很小的位移量與滑動(dòng)速率，大多數(shù)印亞會(huì)聚被地殼增厚所吸收調(diào)整。