地震地质 ›› 2025, Vol. 47 ›› Issue (6): 1688-1707.DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2025.06.20240104
• 研究论文 • 上一篇
秦友森1)(
), 徐小波1),*(
), 李彦川2), 张迎峰2), 连达军1), 杨朝辉1), 陈凯1), 荣欣悦1)
收稿日期:2024-08-09
修回日期:2025-03-24
出版日期:2025-12-20
发布日期:2025-12-31
通讯作者:
徐小波
作者简介:秦友森, 男, 1998年生, 2025年于苏州科技大学获资源与环境硕士学位, 主要从事InSAR地壳形变监测研究, E-mail: 576030386@qq.com。
基金资助:
QIN You-sen1)(
), XU Xiao-bo1),*(
), LI Yan-chuan2), ZHANG Ying-feng2), LIAN Da-jun1), YANG Zhao-hui1), CHEN Kai1), RONG Xin-yue1)
Received:2024-08-09
Revised:2025-03-24
Online:2025-12-20
Published:2025-12-31
Contact:
XU Xiao-bo
摘要: 海原断裂带是青藏高原东北缘重要的块体活动边界和强震活动带, 是中国地震发生最频繁的地区之一。文中基于短基线集干涉测量(Small baseline subsets interferometric synthetic aperture radar, SBAS-InSAR)技术, 采用2018-2024年Sentinel-1A T135、 T62 2个轨道的数据监测海原断裂带震间形变。对形变速率场进行跨断层分析, 并重点分析了断裂转换带处形变, 发现冷龙岭断裂中东段、 金强河断裂、 毛毛山断裂和老虎山西段断裂南、 北2盘形变速率差较小, 符合震间闭锁特征, 其中, 靠近2022年门源地震震源处的冷龙岭断裂剖面南、 北2盘形变速率差较大, 达4mm/a。老虎山断裂东段存在浅层蠕滑现象, 海原断裂南、 北2盘形变速率差明显, 最大相差3.7mm/a, 表现为左旋走滑的运动特征。联合InSAR与GPS数据进行震间反演, 得到海原断裂带闭锁和滑动亏损分布, 结果显示, 闭锁最深处(深度为16km)位于冷龙岭与金强河断裂交界处, 最浅处(深度<1km)位于老虎山西段, 滑动亏损速率为1.9~5.2mm/a, 大致呈自西向东递减的趋势。综合分析海原断裂带地震危险性, 冷龙岭断裂、 金强河断裂、 毛毛山断裂闭锁较深, 滑动亏损较大, 地震危险性较高; 老虎山、 海原断裂闭锁较浅, 滑动亏损较小, 发生大地震可能性较小。
秦友森, 徐小波, 李彦川, 张迎峰, 连达军, 杨朝辉, 陈凯, 荣欣悦. 基于时序InSAR的海原断裂带震间形变监测[J]. 地震地质, 2025, 47(6): 1688-1707.
QIN You-sen, XU Xiao-bo, LI Yan-chuan, ZHANG Ying-feng, LIAN Da-jun, YANG Zhao-hui, CHEN Kai, RONG Xin-yue. MONITORING STUDY OF INTERSEISMIC DEFORMATION OF THE HAIYUAN FAULT ZONE BASED ON TIME SERIES INSAR[J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2025, 47(6): 1688-1707.
图 1 海原断裂带的地质构造背景 黑框为T135、 T62轨道Sentinel-1A影像范围, 蓝色方框为2009-2022年海原断裂带的地震多发区域; 红线为海原断裂带; 红色三角形为1927年古浪 MS8.0 地震、 1920年海原 MS8.5 地震的震中位置; 蓝色圆点为2009-2022年该区域地震震中位置; 红色圆点为震级>MS6.0地震的震中位置; 蓝色实线为块体边界; 地震数据来自中国地震台网
Fig. 1 Geological and structural background of the Haiyuan fault zone.
图 4 海原断裂带InSAR震间形变速率场 海原断裂带断层迹线参考国家地震科学中心李峰制作的断层数据; 黑色矩形条框为剖面位置; 虚线框为转换带剖面位置
Fig. 4 InSAR interseismic deformation velocity field of the Haiyuan fault zone.
| 编号 | 南、北盘95%置信 区间形变速率 /mm·a-1 | 南、北盘 95%置信 区间平均 形变速率 /mm·a-1 | 南、北 盘形变 速率差 /mm·a-1 | 编号 | 南、北盘95%置信 区间形变速率 /mm·a-1 | 南、北盘 95%置信 区间平均 形变速率 /mm·a-1 | 南、北 盘形变 速率差 /mm·a-1 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AA' | [4.9, 5.3]、[0.9, 1.4] | 5.1、1.1 | 4.0 | NN' | [1.1, 1.2]、[-0.1, 0] | 1.1、-0.1 | 1.2 |
| BB' | [4.6, 4.8]、[3.8, 4.0] | 4.7、3.9 | 0.8 | OO' | [1.1, 1.2]、[-0.5, -0.4] | 1.1、-0.5 | 1.6 |
| CC' | [2.6, 2.8]、[1.6, 1.9] | 2.7、1.8 | 0.9 | PP' | [1.2, 1.3]、[-0.6, -0.5] | 1.3、-0.6 | 1.9 |
| DD' | [2.4, 2.7]、[1.7, 1.9] | 2.6、1.8 | 0.8 | QQ' | [1.1, 1.2]、[-1.4, -1.2] | 1.1、-1.3 | 2.4 |
| EE' | [2.7, 3.0]、[2.0, 2.4] | 2.8、2.3 | 0.5 | RR' | [0.5, 0.7]、[-1.4, -1.3] | 0.6、-1.4 | 2.0 |
| FF' | [2.0, 2.4]、[1.6, 2.0] | 2.2、1.8 | 0.4 | SS' | [3.4, 3.5]、[-0.3, -0.1] | 3.5、-0.2 | 3.7 |
| GG' | [1.5, 1.8]、[0.8, 1.2] | 1.6、1.0 | 0.6 | TT' | [2.0, 2.3]、[0.5, 0.7] | 2.3、0.6 | 1.7 |
| HH' | [1.4, 1.5]、[0.1, 0.2] | 1.4、0.1 | 1.3 | UU' | [1.6, 1.7]、[-0.5, -0.4] | 1.6、-0.5 | 2.1 |
| II' | [1.2, 1.4]、[0.1, 0.2] | 1.3、0.2 | 1.1 | VV' | [0.8, 1.0]、[-2.1, -1.9] | 0.9、-2.0 | 2.9 |
| JJ' | [1.2, 1.4]、[0.1, 0.2] | 1.3、0.2 | 1.1 | WW' | [-1.2, -1.1]、[-0.8, -0.7] | -1.2、-0.8 | -0.4 |
| KK' | [1.6, 1.7]、[0.2, 0.3] | 1.6、0.3 | 1.3 | XX' | [-0.8, -0.6]、[-0.4, -0.3] | -0.7、-0.3 | -0.4 |
| LL' | [1.5, 1.6]、[0.1, 0.2] | 1.5、0.1 | 1.4 | YY' | [-0.3, 0]、[-1.0, -0.9] | -0.1、-0.9 | 0.8 |
| MM' | [0.7, 0.8]、[0.3, 0.4] | 0.8、0.4 | 0.4 | ZZ' | [-0.3, -0.1]、[-1.9, -1.7] | -0.3、-1.8 | 1.5 |
表 1 断层南北盘形变速率差值
Table1 Differential strain rate between the north and south blocks of the fault
| 编号 | 南、北盘95%置信 区间形变速率 /mm·a-1 | 南、北盘 95%置信 区间平均 形变速率 /mm·a-1 | 南、北 盘形变 速率差 /mm·a-1 | 编号 | 南、北盘95%置信 区间形变速率 /mm·a-1 | 南、北盘 95%置信 区间平均 形变速率 /mm·a-1 | 南、北 盘形变 速率差 /mm·a-1 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AA' | [4.9, 5.3]、[0.9, 1.4] | 5.1、1.1 | 4.0 | NN' | [1.1, 1.2]、[-0.1, 0] | 1.1、-0.1 | 1.2 |
| BB' | [4.6, 4.8]、[3.8, 4.0] | 4.7、3.9 | 0.8 | OO' | [1.1, 1.2]、[-0.5, -0.4] | 1.1、-0.5 | 1.6 |
| CC' | [2.6, 2.8]、[1.6, 1.9] | 2.7、1.8 | 0.9 | PP' | [1.2, 1.3]、[-0.6, -0.5] | 1.3、-0.6 | 1.9 |
| DD' | [2.4, 2.7]、[1.7, 1.9] | 2.6、1.8 | 0.8 | QQ' | [1.1, 1.2]、[-1.4, -1.2] | 1.1、-1.3 | 2.4 |
| EE' | [2.7, 3.0]、[2.0, 2.4] | 2.8、2.3 | 0.5 | RR' | [0.5, 0.7]、[-1.4, -1.3] | 0.6、-1.4 | 2.0 |
| FF' | [2.0, 2.4]、[1.6, 2.0] | 2.2、1.8 | 0.4 | SS' | [3.4, 3.5]、[-0.3, -0.1] | 3.5、-0.2 | 3.7 |
| GG' | [1.5, 1.8]、[0.8, 1.2] | 1.6、1.0 | 0.6 | TT' | [2.0, 2.3]、[0.5, 0.7] | 2.3、0.6 | 1.7 |
| HH' | [1.4, 1.5]、[0.1, 0.2] | 1.4、0.1 | 1.3 | UU' | [1.6, 1.7]、[-0.5, -0.4] | 1.6、-0.5 | 2.1 |
| II' | [1.2, 1.4]、[0.1, 0.2] | 1.3、0.2 | 1.1 | VV' | [0.8, 1.0]、[-2.1, -1.9] | 0.9、-2.0 | 2.9 |
| JJ' | [1.2, 1.4]、[0.1, 0.2] | 1.3、0.2 | 1.1 | WW' | [-1.2, -1.1]、[-0.8, -0.7] | -1.2、-0.8 | -0.4 |
| KK' | [1.6, 1.7]、[0.2, 0.3] | 1.6、0.3 | 1.3 | XX' | [-0.8, -0.6]、[-0.4, -0.3] | -0.7、-0.3 | -0.4 |
| LL' | [1.5, 1.6]、[0.1, 0.2] | 1.5、0.1 | 1.4 | YY' | [-0.3, 0]、[-1.0, -0.9] | -0.1、-0.9 | 0.8 |
| MM' | [0.7, 0.8]、[0.3, 0.4] | 0.8、0.4 | 0.4 | ZZ' | [-0.3, -0.1]、[-1.9, -1.7] | -0.3、-1.8 | 1.5 |
图 8 海原断裂带各分段形变速率剖面及滑动速率拟合 虚线表示断层位置, 黑点为剖面形变点, 灰点表示矿区被掩膜点, 红线表示形变点速率最佳拟合曲线, V为拟合滑动速率
Fig. 8 Deformation rate profiles and slip rate estimates across segments of the Haiyuan fault zone derived.
图 11 海原断裂带周缘区域块体划分及 GPS 速率场 断层地面迹线参考国家地震科学中心李峰制作的断层数据; 黑线为块体边界; 红线为海原断裂带; 蓝色箭头为中国大陆构造环境监测网GPS站台观测数据, 误差椭圆表示95%置信水平
Fig. 11 Block division and GPS velocity field in the surrounding area of the Haiyuan fault zone.
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