据中国地震台网测定，北京时间2017年8月8日21时19分46秒在四川省阿坝州九寨沟县(33.20°N，103.82°E)发生M_S7.0地震(下称九寨沟地震)，震源深度20 km(http://news.ceic.ac.cn/CC20170808211947.html).这次地震是继2013年芦山地震以来，发生在巴颜喀拉块体边界的又一次强烈地震，造成了巨大的人员伤亡及财产损失(图 1).根据四川测震台网测定，震后10天共发生M≥3.0余震31次，最大余震为8月9日M4.8地震(http://www.scdzj.gov.cn/dzpd/dzzj/ljysdzzt_2775/)，余震分布方向为北北西向(图 2).地震发生后，不同机构给出的震源机制解均显示此次地震是一次以走滑为主的破裂事件，但不同机构给出的发震断层参数存在一定差异(表 1).

表 1 Table 1

表 1 不同机构提供的震源机制解 Table 1 Focal mechanism solutions of the 2017 Jiuzhaigou event from different institutions 单位 震级 (MW) 深度 (km) 节面1 节面2 (走向, 倾向, 滑动角) (走向, 倾向, 滑动角) GCMT 6.5 14.9 242°, 77°, -168° 150°, 78°, -13° NEIC 6.5 13.5 246°, 57°, -173° 153°, 84°, -33° IPGP 6.6 8.0 151°, 75°, -9° 244°, 81°, -165° CEA-IGP 6.5 5.0 328°, 48°, -11° 65°, 82°, -137° 注：GCMT (Global Centroid Moment Tensor, 哈佛大学全球矩张量解), NEIC (National Earthquake Information Center, 美国国家地震信息中心), IPGP (Institut de Physique du Globe de Paris, 法国巴黎地球物理研究所), CEA-IGP (Institute of Geophysics, China Earthquake Administration, 中国地震局地球物理研究所).

表 1 不同机构提供的震源机制解 Table 1 Focal mechanism solutions of the 2017 Jiuzhaigou event from different institutions

图 1

Fig. 1

图 1 九寨沟地震构造背景图 (a)蓝色箭头表示GPS水平速度场(1999—2007)；黑色细线表示断裂(Xu et al., 2009)；灰色粗线表示二级块体边界；空心圆表示有历史记录以来的7级以上强震；白色方框表示InSAR形变场的范围；(b)蓝线圈定区域为巴颜喀拉块体，黑色圆表示1997年以来发生的7级以上地震. Fig. 1 Map showing tectonic setting of the 2017 Jiuzhaigou earthquake (a) Blue arrows represent GPS horizontal velocities during 1999—2007. Black thin lines indicate faults (Xu et al., 2009), and grey thick lines indicate secondary block boundaries. Open circles are historical earthquakes with M≥7. White box covers InSAR interferograms; (b) The blue line delineates the Bayan Har block. Black circles are earthquakes with M≥7 from 1997 to 2017.

图 2

Fig. 2

图 2 余震空间分布图(a)与纵剖面图(b和c) 余震数据截至8月11日5时.(a)中黑色实线表示断层(MJF，岷江断裂；TZF-N，塔藏断裂北支；TZF-S，塔藏断裂南支；HYF，虎牙断裂).黑色虚线表示余震纵剖面; (b) P1剖面; (c) P2剖面. Fig. 2 Distribution of aftershocks on a map (a) and two cross-sections (b and c) Aftershocks are chosen as of 5 o′clock 11 August 2017. Black solid lines shown in (a) are faults (MJF, Minjiang fault; TZF-N, Tazang fault-north branch; TZF-S, Tazang fault-south branch; HYF, Huya fault). Black dashed lines indicate two profiles, (b) P1, (c) P2.

1997年以来，青藏高原内部的7级以上强震活动均沿巴颜喀拉块体边界发生(图 1)，包括南部边界的1997年玛尼M_S7.5地震、2010年玉树M_S7.1地震，北部边界的2001年昆仑山口西M_S8.1地震，西北边界的2008年、2014年于田M_S7.3地震，以及东部边界的2008年汶川M_S8.0地震、2013年芦山M_S7.0地震，形成了“昆仑-汶川地震系列”(邓起东等，2014).闻学泽等(2011)通过研究巴颜喀拉块体北边界大地震序列的事件序次-时间关系，认为北边界存在再次发生强震的可能，此次九寨沟地震即是在这种强震活动背景下发生的，延续了以巴颜喀拉块体为主体活动区的强震活动格局.因此，进一步对此次地震开展深入研究，有助于理解青藏高原地区的强震活动序列.

从区域构造的角度，九寨沟地震发生在巴颜喀拉块体东北边界即东昆仑断裂东段附近，由于巴颜喀拉块体南东向运动受到华南块体的阻挡使得该区域发生强烈变形(图 1).震中附近发育有东昆仑断裂东端的塔藏断裂、虎牙断裂、岷江断裂.东昆仑断裂东端在走向上向南发生较大角度的偏转，并形成帚状撒开的多条分支断裂，与龙日坝断裂、岷江断裂和虎牙断裂相交(图 1)，而断层运动性质也由走滑逐渐转为逆冲.即塔藏断裂为全新世活动断裂，其西段以走滑运动为主，东段以逆冲为主(张军龙等，2012；任俊杰，2013)；龙日坝断裂为右旋走滑兼逆冲性质，为晚更新世以来的活动断裂(徐锡伟等，2008)；岷江断裂为逆冲为主兼具左旋走滑运动的全新世活动断裂(周荣军等，2000)；虎牙断裂由北向南逐渐由左旋走滑向逆冲运动方式转变，有历史记录以来发生多次强震(朱航和闻学泽，2009).因此，区域断裂复杂，进一步厘清此次地震的发震构造对于深入理解发震机理和动力学过程具有重要意义.

自法国学者Massonnet等(1993)利用InSAR技术成功获取1992年美国加州兰德斯M_W7.3地震的同震形变场以来，以InSAR同震形变场为约束反演发震断层几何参数及其滑动分布已成为人们理解地震发震机理及震源破裂过程的重要手段之一(例如单新建等，2009；乔学军等，2014).本文利用InSAR技术获取九寨沟地震同震形变场，反演震源参数及发震断层滑动分布，计算同震库仑应力变化，并探讨发震构造.

九寨沟地震震中地处山区，使得以地面观测站为基础的常规地壳形变观测技术较难实施，如震中100 km范围以内无水准路线通过(郝明，2012)，同时震中附近GPS观测站点分布稀疏(图 1).因此SAR影像成为获取此次地震同震形变场的重要数据源.目前，虽然SAR在轨卫星较多，但只有欧空局Sentinel-1卫星影像可以实时免费下载，自2014年发射以来，已为全球多个强震震源参数反演研究提供了重要地表形变资料约束，如美国纳帕地震(李永生等，2015)、尼泊尔地震(屈春燕等，2017)、台湾美浓地震(王乐洋等，2017).Sentinel-1卫星重访周期短、轨道精度高，在植被覆盖地区仍能获得较高质量的干涉图(Salvi et al., 2012).九寨沟地震发生后，我们下载了覆盖整个震区3个轨道的Sentinel-1 SAR影像数据(干涉宽模式(IW))，每景影像包含3幅子影像，进行了拼接处理，生成干涉图的详细参数见表 2.可见，干涉图的垂直基线和时间间隔较短，减小了外部DEM(Digital Elevation Model)误差对同震形变结果的影响，保证了干涉图的相干性.

表 2 Table 2

表 2 SAR干涉图信息表 Table 2 Parameters of SAR interferograms 编号 模式 轨道号 入射角 影像获取时间 垂直基线 (m) 时间间隔 (d) 震前 震后 1 升轨 128 43.8° 20170730 20170811 35 12 2 升轨 55 33.8° 20170806 20170812 35 6 3 降轨 62 39.2° 20170806 20170812 93 6

表 2 SAR干涉图信息表 Table 2 Parameters of SAR interferograms

Sentinel-1影像的InSAR数据处理采用GAMMA商业软件平台(Werner et al., 2000)，利用两轨法生成同震形变干涉图(Massonnet and Feigl, 1998).地形相位消除采用美国NASA发布的30 m分辨率的SRTM数字高程模型.为了压制噪声，InSAR数据处理中将干涉图进行8×2(距离向×方位向)多视，干涉图采用加权功率谱法进行滤波(Goldstein and Werner, 1998)两次，滤波窗口分别设置为128×128，32×32，这种滤波窗口设置可以大大提升干涉图的相干性(Nof et al., 2012).相位解缠采用最小费用流算法.通过二次多项式拟合去除干涉图中残余的轨道相位(Rosen et al., 1996).对于大气水汽垂直分层引起的相位延迟，基于已有数字高程模型，建立大气相位延迟模型，从原始干涉图中去除(Rosen et al., 1996).值得一提的是，SAR影像配准我们采取了有别于常规的方法，即基于外部DEM辅助的配准方法(Lu and Dzuisin, 2010)，这种配准方法的关键之处是将辅影像重采样的多项式基于地形信息进行了精化，提高了配准精度.粗配准完成后，基于地形信息生成主辅影像方位向和距离向偏移量的多项式，利用该多项式把经过粗配准后的重采样辅影像再次重采样，即实现精配准、提高配准精度的目的.

图 3为削弱各种误差后的九寨沟地震同震形变图像，可以看出Sentinel-1 SAR数据清晰地监测到了本次地震的整个同震形变场，来自3个不同轨道的3幅干涉图均获得了比较明显的形变信息.其中T128和T55两个升轨干涉图显示的同震形变形态相同(图 3a，3b).两个升轨干涉图均显示北西方向一个近圆形的LOS向下沉区(直径约为15 km)，但最大形变量有所不同，T128轨道显示最大下沉约22 cm，T55轨道显示最大下沉约18 cm；同时，两幅干涉图显示南东方向存在一处上升区(直径约为10 km)，T128轨道显示最大上升约为11 cm，T55轨道显示最大上升约为9 cm.分析认为，数据处理误差、雷达入射角不同、以及震后影像时间不同可能加入了滑坡等变形信号，造成了两者最大形变量不同.降轨干涉图(图 3c)则表现出与升轨干涉图截然相反的形变态势，即升轨干涉图显示的北西方向下沉区在降轨干涉图里显示上升，最大上升约为16 cm，升轨干涉图显示的南东方向上升区在降轨干涉图里显示下沉，最大下沉约为8 cm.这种升降轨道干涉图显示相反的形变态势表明地震造成的地表形变以水平形变为主，符合走滑型地震形变的主要特征，与地震学结果一致.从InSAR同震形变态势与已有断层的空间相对位置分布上初步分析，岷江断裂应该不是发震断层，但塔藏断裂或虎牙断裂是否为发震断层需要进一步厘定.

图 3

Fig. 3

图 3 InSAR同震形变场 (a)升轨(T128)；(b)升轨(T55)；(c)降轨(T62).断层同图 2a.实心箭头表示卫星飞行方向，空心箭头表示雷达视线方向. Fig. 3 Coseismic deformation fields from InSAR (a) Ascending interferogram (T128); (b) Ascending interferogram (T55); (c) Descending interferogram (T62). Faults are same as shown in Fig. 2a. Solid arrow indicates satellite flight direction. Open arrow indicates radar look direction.

同震形变场的模拟是提高发震构造认识、评估区域地震灾害的重要手段之一.本文首先根据余震重新定位结果确定发震断层几何模型，然后以InSAR同震形变场为约束，反演发震断层的同震位错分布，从而确定发震断层的精细运动特征.由于InSAR同震形变场数据量庞大，且形变结果在空间上是高度相关的，因此在断层几何参数反演之前，首先对干涉图进行降采样处理来获取适当大小的InSAR形变数据集.我们利用四叉树方法(Jonsson et al., 2002)对干涉图(图 3)进行降采样，该方法根据形变梯度降采样，能够最大限度地保留原始同震形变的空间特征，但对于降轨干涉图(图 3c)，由于干涉图噪声严重，四叉树方法难以获得同震形变的空间特征，我们采用均匀采样方法，该方法能够有效降低部分误差较大观测区域结果对整体形变结果的影响，在实际采样过程中，对近场区域，采样点选取相对密集，对于远场区域，采样点选取相对稀疏，这样能够最大程度地保留原始形变场的空间特征.

反演同震滑动分布之前，需要确定发震断层的几何模型.一般来说，如无其他先验信息，可以通过非线性反演方法和OKADA位错模型反演均匀滑动分布模型的断层几何参数(如温扬茂等，2012；Ji et al., 2017).以往震例研究表明，重新定位的余震空间分布可以为发震断层几何模型设置提供非常重要的先验约束信息(如Pedersen et al., 2003；刘琦等，2016).

本文根据九寨沟地震震后三天的M1.0以上余震重新定位结果(图 2)，结合InSAR同震形变的空间展布形态，综合确定发震断层的空间展布.首先，我们沿余震区长轴选取了P1和P2两个垂直于长轴走向的剖面线，取每一剖面线两侧各7 km宽的范围进行震源深度投影(图 2b，2c)，确定断层的倾向和倾角.可以看出，余震在16 km深度以上表现为近直立，因此设定断层在16 km以上的倾角为90°.在16 km深度以下，两个剖面均显示断层向北东方向倾，根据余震的剖面和深度展布距离，计算得到P1剖面的深部倾角在55°~75°之间，P2剖面的深部倾角在70°~85°之间.我们进行多次反演实验，以拟合残差最小的倾角组合为最优值，最后得到P1剖面16 km深度以下的倾角为61°，P2剖面16 km深度以下的倾角为75°.多家机构给出的震源机制解显示(表 1)，九寨沟地震的主震倾角在70°左右，与我们通过多次反演实验得到的最优倾角是一致的；第二，倾向确定为北东向之后，再根据余震在地表表现为相连接的两段，每段的线性特征比较显著(图 2a)，表明发震断层的走向为由北西方向向北北西方向过渡.同时，从InSAR升轨干涉图来看，北西方向的下沉条纹在北东方向较陡，向南西方向延伸较缓，表明断层的地表迹线位于下沉区域的北东方向，与余震长轴的空间位置吻合得较好；第三，一般来说，主震破裂区范围的上限可以用余震展布范围确定，由此考虑余震的空间展布，将发震断层的南东段长度设置为26 km，北西段长度设置为20 km，沿倾向向下的宽度两段均设置为26 km；第四，将断层面离散成2 km×2 km大小的断层片.发震断层的空间三维展布如图 4所示.

图 4

Fig. 4

图 4 断层三维空间位置图 上图为同震形变场(图 3a)叠加到区域数字地形图；下图是用于反演同震滑动分布的断层三维空间位置图，蓝色空心圆表示余震的空间位置，震级大小与圆的大小呈正比，红色实心圆表示主震，黑色实线表示断层的地表迹线. Fig. 4 Three-dimensional location of the fault used in modeling Upper: Coseismic deformation field (Fig. 3a) superposed on the topography map. Lower: Fault model for inversion of coseismic slip distribution. Blue open circles represent aftershocks. The circle size is proportional to magnitude. Red solid circle represents the mainshock. The black solid line indicates fault traces on the ground surface.

发震断层的几何模型确定后，断层面上的滑动量与地表形变之间呈线性关系.本文采用德国波茨坦地学研究中心汪荣江开发的最速下降法(SDM，Steepest Descent Method)(Wang et al., 2013)反演断层面的同震滑动分布，该方法利用最速下降法搜索满足目标函数最小的解，在反演过程中相邻断层片之间可以施加滑动量平滑或应力降平滑的约束，已被广泛应用于强震的同震滑动分布反演(如Xu et al., 2010; Wen et al., 2013; Motagh et al., 2015; 刘琦等，2016; 屠泓为等，2016；Ji et al., 2017).在实际反演中，基于CRUST1.0(Laske et al., 2013)模型考虑地壳介质的分层差异，对于相邻断层片的滑动量，施加应力降平滑约束，平滑因子根据位错模型的粗糙度和相对拟合残差的折中曲线确定，最终选定平滑因子为0.08(图 5).反演过程中，对滑动角做逆冲和左旋滑动的约束.

图 5

Fig. 5

图 5 相对拟合残差与粗糙度折中曲线 十字表示选取平滑因子的位置. Fig. 5 Trade-off curve between the roughness and the relative fitting residuals The cross represents the location of the smooth factor used in modeling.

我们选取三幅干涉图(图 3)共同约束反演发震断层的精细滑动分布，三幅干涉图给定相同权重，拟合结果如图 6所示.从整体上看，分布式滑动模型拟合得到的形变场能够较好地模拟观测形变场，两处主要的形变特征能够得到最佳拟合.但也发现降轨干涉图在南东方向的下沉区存在过度拟合现象(图 6g—6i)，可能由于该干涉图包含大气延迟干扰等噪声，造成偏大的拟合残差.

图 6

Fig. 6

图 6 分布式滑动模型拟合结果 (a, d, g) InSAR同震形变场(分别为T128, T55, T62)；(b, e, h)相应的拟合同震形变场，黑色实线表示模拟断层的地表迹线；(c, f, i)残差图. Fig. 6 Simulation results of distributed-slip model (a, d, g) are InSAR coseismic deformation fields from T128, T55, and T62, respectively. (b, e, h) are simulated deformation fields. (c, f, i) are residuals.

九寨沟地震同震滑动分布结果见图 7.可见，断层同震错动以左旋走滑为主，兼有少许逆冲分量，沿走向破裂长度达到25 km(图 7a，7b).同震滑动主要集中在4~16 km深度，最大滑动量达到77 cm，位于9 km深处.断层在近地表处滑动量较小，表明同震错动未破裂到地表.同震滑动量在16 km以下较小，这也从另一个角度证明了在断层深部倾角搜索测试时拟合残差差别不大的原因.反演的位错模型相应的矩震级为M_W6.46.本文利用InSAR形变场为约束反演得到的同震滑动分布形态和最大滑动量与单新建等(http://www.eq-igl.ac.cn/)的结果相似，与王为民等利用远震波形反演得到的结果(http://www.itpcas.ac.cn/xwzx/zhxw/201708/t20170809_4840737.html)也比较接近.前人研究显示，如果InSAR反演得到的矩震级结果与地震学结果基本一致(表 1)，表明震后形变较小(如Pinel-Puysségur et al., 2014)，这与我们选取震后较短时间的SAR影像也比较吻合(表 2).为了估计同震滑动分布的误差，本文采用蒙特卡罗方法，将InSAR干涉图加入随机噪声，生成100组带有误差的同震形变场，分别约束反演得到100组同震滑动分布，来估计滑动分布的不确定性.得到的同震滑动分布的误差如图 7c，可以看出，断层滑动的误差分布比较均匀，最大误差约为3 cm，位于断层浅部，表明反演得到的同震滑动分布结果是可靠的.

图 7

Fig. 7

图 7 同震滑动分布图 (a)和(b)分别为断层面滑动分布的二维和三维显示；(c)为滑动分布误差. Fig. 7 Maps of coseismic slip distributions (a) and (b) show 2D and 3D slip distributions, respectively. (c) shows the uncertainties of the slip distribution.

一般来说，以走滑破裂为主的地震，其同震形变场在发震断层两侧对称性比较明显.九寨沟地震升轨InSAR同震形变场显示北西方向的下沉中心位于断层的南西盘，而断层的北东盘形变较小，即形变场存在非对称特征.无独有偶，以往震例研究也发现了这种非对称性特征，如1997年玛尼7.5级地震(Wang et al., 2007; Funning et al., 2007).前人研究表明，这种不对称性的机理有以下几种，第一，发震断层两盘的介质性质存在显著差异；第二，震后黏弹性松弛引起的有效黏度发生横向变化；第三，断层存在多条近平行的剪切带；第四，断层并非是完全近直立的(Fialko, 2006).对于九寨沟地震，我们选取的SAR辅影像为震后3~4天获得，因此包含的震后形变较小，尤其是黏弹性松弛引起的震后形变非常小，因此第二种机理可以排除.根据断层几何特征，分析认为，发震断层的走向发生变化，深部倾角存在差异，可能是产生这种非对称性的一种原因.另一方面，地震学研究结果表明(谢祖军，私人通讯)¹⁾，震区地壳横波速度结构在横跨余震长轴的剖面上显示，两侧差异比较显著，表明断层两侧的介质结构存在差异.因此，断层两侧介质结构的差异也可能是造成断层两盘形变不对称的另一原因.

1) 谢祖军, 姚华建, 房立华等. 2017. 2017年M_S7.0九寨沟地震震源性质及发震构造初步分析.中国科学D辑, 审稿中.

地震发生时，同震断层错动会改变区域应力场，对余震的发生具有一定的影响(King et al., 1994).前人研究表明，库仑应力的增加有利于余震的发生(King et al., 1994).截至8月13日，九寨沟地震的M3.6以上余震以走滑型为主，其中最大余震，即M4.8余震的震源机制解与主震相同，反映了该地区的区域应力状态可能相对简单.我们选取区域最优断层面作为接收断层(如Martínez-Díaz et al., 2012)，计算九寨沟地震在5 km、10 km、15 km深度对区域周围静态库仑应力的影响(图 8)，并分析主震对余震的影响.结果表明，随着深度的增加，库仑应力增加区的面积逐渐减小，且绝大多数余震发生在库仑应力增加区，其中5 km深度剖面的余震数量最多，即大部分余震发生在0~7 km深度.另外，注意到在库仑应力增加区的北西端和南东端目前余震发生较少，后期余震向两端扩展的可能性存在.

图 8

Fig. 8

图 8 断层同震错动造成周围区域静态库仑应力变化对余震的影响 (a), (b), (c)分别表示5，10，15 km深度的静态库仑应力变化，(a)叠加0~7 km深度的余震，(b)叠加8~12 km深度的余震，(c)叠加大于12 km深度的余震. Fig. 8 Influence on aftershocks of the static Coulomb stress change caused by the fault slip (a), (b) and (c) represent the Coulomb stress changes at 5, 10, 15 km depths, respectively. (a) shows the aftershocks at depths 0~7 km. (b) shows the aftershocks at depths 8~12 km. (c) shows the aftershocks deeper than 12 km.

利用以InSAR形变场为约束反演得到的同震滑动分布为基础，本文计算了九寨沟地震同震位错引起的周缘主要活动断裂带上的静态库仑应力变化(图 9)，接收断层参数参考徐晶等(2014).总体来看，本次地震的影响范围不大，库仑应力增加量也未达到触发阈值0.1×10⁵ Pa.库仑应力增加相对比较明显的断层(段落)有龙日坝断裂、虎牙断裂、文县断裂、龙门山断裂与虎牙断裂交汇处、迭部—白龙江断裂的部分段落、临潭—宕昌断裂东端、东昆仑断裂带东段，应对这些断层段落未来的地震危险性予以关注.

图 9

Fig. 9

图 9 九寨沟地震引起周边断层的静态库仑应力变化 断裂名称：NXQL，西秦岭北缘断裂；LD，临潭—宕昌断裂；LL，礼县—罗家堡断裂；DB，迭部—白龙江断裂；WX，文县断裂；DKL，东昆仑断裂；LRB，龙日坝断裂；MJ，岷江断裂；HY，虎牙断裂；PQ，平武—青川断裂；BY，北川—映秀断裂；MEK，马尔康断裂；GA，灌县—安县断裂；XSH，鲜水河断裂；WM，汶川—茂县断裂；WLQS，龙泉山西缘断裂. Fig. 9 Static Coulomb stress changes on surrounding faults caused by the Jiuzhaigou earthquake Fault names: NXQL, North Xiqinling fault; LD, Lintan-Dangchang fault; LL, Lixian-Luojiabao fault; DB, Diebu-Bailongjiang fault; WX, Wenxian fault; DKL, Dongkunlun fault; LRB, Longriba fault; MJ, Minjiang fault; HY, Huya fault; PQ, Pingwu-Qingchuan fault; BY, Beichuan-Yingxiu fault; MEK, Barkam fault; GA, Guanxian-Anxian fault; XSH, Xianshuihe fault; WM, Wenchuan-Maoxian fault; WLQS, Longquanshan west-edge fault.

1997年以来，巴颜喀拉块体的西北、南、东边界相继发生7次7级以上强震后，其东北边界断裂的强震危险性引起广泛关注(闻学泽等，2011；邓起东等，2014).特别是昆仑山口西地震和汶川地震增加了东昆仑断裂带东段的库仑应力，巴颜喀拉块体东北边界的强震危险性成为关注焦点(邵志刚等，2010；Shan et al., 2015).相对于中西段，东昆仑断裂带东段缺乏历史大震记载，但古地震研究程度较高.研究表明，玛曲段最新一次古地震的离逝时间约为1000年，与古地震的平均复发周期1000年相当，强震危险比较紧迫(李陈侠，2009；李正芳等，2012；张军龙等，2014).在玛沁段，李陈侠(2009)认为最新一次地震事件的离逝时间约为400年，最近两次古地震复发时间的最小值为500年；而李春峰等(2005)、李正芳等(2012)研究认为最新一次地震事件的离逝时间约为1000年，古地震的平均复发间隔约为1700年.可见，虽然玛沁段的古地震离逝时间和复发周期存在争议，但最新一次地震的离逝时间较长，具备强震发生背景.塔藏断裂也缺乏历史大震记载，但最新古地震研究结果表明1488年发生过一次7级以上地震(Zhang, 2017)，离逝时间也已经超过500年，断裂附近现今地震活动水平较低，强震发生的背景存在.库仑应力计算结果显示，九寨沟地震的发生增加了东昆仑断裂东段的静态库仑应力，同时九寨沟地震的余震已经延伸到塔藏断裂附近，这些可能使得东昆仑断裂东段玛沁—玛曲段和塔藏断裂的强震危险性进一步增强.

从构造单元上看，九寨沟地震发生在岷山隆起的北部.震区断裂格局北为塔藏断裂，东、西分别为虎牙断裂和岷江断裂(图 10)，处于我国东西部一级新构造单元的分界线上(马杏垣，1989；赵小麟等，1994).塔藏断裂位于东昆仑断裂东段，沿着较老的古缝合带展布，与老断裂之间具有较好的继承性，处于自北而南多层次叠瓦状逆冲推覆构造的大区域背景中(付俊东，2012；裴先治，2001).塔藏断裂倾向北东，倾角45°~60°，走向自西向东由北西西逐渐转向北西，即走向向南发生改变，导致断裂由西向东滑动速率逐渐降低，由左旋走滑逐渐转变为逆冲为主性质(Harkins et al., 2010; Kirby and Harkins, 2013；任俊杰，2013)，左旋走滑转换为岷江断裂和虎牙断裂东西向的挤压上，导致岷江断裂和虎牙断裂全新世以来构造活动强烈，历史强震和现今小震活跃.岷江断裂走向近南北向，倾向西，倾角60°~70°，主要以向东逆冲为主，兼有一定的左旋走滑分量，发生过1748年级、1960年级地震(何玉林，2013)和1933年叠溪地震(王康和沈正康，2011).虎牙断裂以小河为界分为南、北两段，北段倾向为北东，倾角80°，断裂断续出露，可能与东昆仑断裂相斜接，以走滑运动为主(唐文清等，2004；任俊杰，2013)；南段倾向西南，以逆冲运动为主(Jones et al., 1984).虎牙断裂历史上曾发生过1630年松潘小河级，1973年松潘黄龙6.5级和1976年松潘平武7.2级强震群(朱航和闻学泽，2009).

图 10

Fig. 10

图 10 九寨沟地震震区构造样式图(据裴先治(2001)和张世民等(2009)修改) 五角星表示九寨沟地震震中；彩色区域表示地层；红线表示断层(TZF，塔藏断裂；MJF，岷江断裂；HYF，虎牙断裂；XSF，雪山断裂)；黄线表示九寨沟地震发震断层，即树正断裂(SZF)；箭头表示巴颜喀拉块体运动方向. Fig. 10 Tectonic style map of the Jiuzhaigou earthquake region (modified from Pei (2001) and Zhang et al.(2009)) The star indicates epicenter of the Jiuzhaigou earthquake. Colored regions show strata. Red lines are faults (TAF, Tazang fault; MJF, Minjiang fault; HYF, Huya fault; XSF, Xueshan fault). Yellow line indicates the causative fault of the Jiuzhaigou earthquake, that is Shuzheng fault (SZF). The large open arrow shows the direction of the Bayan Har block movement.

从地层分布上看，在岷江断裂以西、塔藏断裂以北出露三叠系地层，而两个断裂之间出露有上古生界地层(裴先治，2001；张世民等, 2009)，构造上形成了背斜样式的对冲式构造(图 10).九寨沟地震发震断裂为左旋走滑为主的北西向断裂，断裂倾向北东，倾角近乎直立，野外地质考察将其命名为树正断裂.从断层的几何产状和运动性质分析，树正断裂应该不是塔藏断裂的分支，因为塔藏断裂在该段落倾角较缓，以逆冲运动为主.树正断裂与岷江断裂的产状和运动性质也不一致，即树正断裂应该不是岷江断裂的分支断裂.那么树正断裂和虎牙断裂是什么关系？首先，虎牙断裂的产状和运动性质具有明显分段特征，北段走向北北西，倾向北东，倾角为80°，几何产状与发震断层(树正断裂)比较吻合；第二，虎牙断裂北段运动性质为左旋走滑为主，与九寨沟地震的震源机制一致；第三，InSAR观测和野外考察表明，九寨沟地震发震断层未破裂到地表.而虎牙断裂北段为隐伏性质，可能向北—北西向延伸与东昆仑断裂相斜接(唐文清等，2004；任俊杰，2013)，因此不排除树正断裂为虎牙断裂的北西向延伸部分，即此次地震可能发生在虎牙断裂北西延伸的隐伏段落.如若此，九寨沟地震、1973年松潘黄龙6.5级和1976年松潘平武7.2级强震群可能使得虎牙断裂与东昆仑断裂相贯通.

基于欧空局提供的升降轨Sentinel-1 SAR影像数据，本文利用InSAR技术获取了九寨沟地震的同震形变场，并以此为约束，反演获得此次地震的同震滑动分布，并利用InSAR获得的滑动分布计算了同震位错对余震分布和周边断层的静态库仑应力变化，最后探讨了发震构造.研究发现：

(1) 不同轨道的3幅InSAR干涉图均清晰地观测到了九寨沟地震的同震形变场，九寨沟地震造成地表形变最大量级约为20 cm(雷达视线方向)，升轨同震形变存在非对称性分布特征；同震位错以左旋走滑为主，主要发生在4~16 km深度，最大滑动量约为77 cm，位于9 km深处，同震错动未破裂到地表.反演得到的矩震级为M_W6.46.

(2) 静态库仑应力变化计算结果表明，九寨沟地震的大部分余震发生在库仑应力增加区，库仑应力增加区的两端余震较少，为后期余震可能发生的区域.此次地震增加了震中周边地区断裂的库仑应力，东昆仑断裂带东段的未来强震危险性值得关注.九寨沟地震可能延续了以巴颜喀拉块体为主体活动区的“昆仑-汶川地震序列”.

(3) 九寨沟地震发生在巴颜喀拉块体向南东方向运动过程中受到华南块体的阻挡而强烈变形的区域，其发震断层树正断裂，可能是虎牙断裂的北西延伸隐伏部分.九寨沟地震的发生可能贯通了虎牙断裂与东昆仑断裂，因此，东昆仑大型走滑断裂带与龙门山构造带的构造关联与力学转换机制可能需要重新认识.

衷心感谢两位审稿专家对本文提出的建设性意见；Sentinel-1 SAR影像由欧空局提供；感谢德国波茨坦地学研究中心汪荣江教授提供SDM反演程序包；文中大部分图件使用GMT软件绘制.