2. 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室, 山东 青岛 266061
2. Laboratory of Marine Geology, Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology, Qingdao 266061, China
阿尔金断裂带是青藏高原北部最显著的左旋走滑断裂带,关于该断裂带如何控制青藏高原北部构造变形、如何吸收调整印亚会聚的作用是争论的焦点,其中断裂带走滑速率是重要依据。但是目前关于该断裂带走滑速率的讨论集中在中段和东段,西段(84°E以西)大部分地区属于高海拔无人区,仍然缺少传统大地测量学、地震学、地质学等地面观测。本文采用宽幅InSAR观测资料研究了阿尔金断裂带西段的地壳形变时空特征及其现今滑动速率,研究内容主要包括以下几个方面:
(1) 阐述了宽幅InSAR的技术流程,包括数据解析与多普勒质心频率估计、Burst同步比例计算与非同步信号移除、子条带拼接与平滑、Burst间隙非整数倍PRI补偿等算法,分析了影响宽幅InSAR形变监测的不确定性因素,包括地形误差、相位解缠误差、对流层与电离层误差、轨道误差、方位向扫描非同步失相关、入射角变化等影响。
(2) 分析了地震、火山形变的宽幅InSAR监测应用,包括2003年Mw6.6巴姆地震、2008年Mw7.9汶川地震、2008年Mw6.4改则地震、2008年东非Afar火山喷发,得到了对应的同震(Coseismic)、同喷(Co-eruptive)干涉图。
(3) 利用高精度GPS观测评估了中国境内多种高分辨率全球数字高程模型(Global DEM)的高程质量和影响因素,分析了ASTER GDEM、SRTM-C/X DEM高程误差与坡度、方位角、地物覆盖的函数关系。结果表明,ASTER GDEM v2产品在空间分辨率、地理位置误差、内陆水体掩膜、系统性负偏差等方面需要进一步改进。
(4) 深入分析了外部地形高程系统不一致引入的大地水准面高误差,定量评估了对条带和宽幅InSAR 形变监测的影响,给出了实用的估计与改正方法,结果表明该误差与垂直基线、地形变化存在强相关性,对于大地水准面高有较大梯度变化的研究区域,InSAR形变测量应建立在统一的高程系统上。
(5) 利用宽幅InSAR资料完整提取了2008年Mw7.1于田地震近场与远场形变信息,得到了三维多断层同震滑动分布模型。结果表明,在近地表1 km处存在3.5~4 m的滑动量,最大滑动量发生在0~5 km深度的两个主断层部分。
(6) 基于宽幅InSAR小基线集(SBAS)技术生成了阿尔金断裂带西段(78°E~85°E)与龙木-郭扎错断裂带的大范围(400 km×400 km)震间形变速率图,通过建立经典弹性半空间位错模型估计了滑动速率(0~6 mm/a)与闭锁深度,利用同期GPS与条带InSAR时序分析(2003—2010年)对其进行评估,讨论了西段现今形变时空特征。
本文研究表明,该断裂带吸收调整印亚大陆碰撞应变能的作用是有限的,从一定程度上支持青藏高原大陆地壳增厚模型,即高原内部大尺度形变在韧性下地壳与上地幔连续分布并由黏性流驱动,脆性上地壳断裂带具有很小的位移量与滑动速率,大多数印亚会聚被地壳增厚所吸收调整。