利用InSAR技術研究2008年新疆于田地震同震形變

徐國彬

黑龍江省區域地質調查所

1 引言

合成孔徑雷達干涉測量（InSAR，InterferometricSyntheticAper?tureRadar）技術是以合成孔徑雷達復數影像的相位信息獲取地表變化信息的技術[1]。作為一種全新的空間對地觀測手段，InSAR技術能以厘米至毫米級的精度獲取地表變形而被廣泛應用于地學的各個領域[2]。相對于常規的GPS、水準測量，InSAR技術具有能夠完成大范圍高分辨率的“面”的形變信息，并且成本低、速度快、精度高等優勢，并且不需要地面控制點。

近年來，InSAR技術在監測國外地震的同震地表形變領域得到了較廣泛的應用，發揮了不可替代的作用。在國內地震同震形變研究領域也得到了一些應用，如2008年汶川Ms8地震、2010年玉樹Ms7.2地震，每個地震都有其特性，因此，國內利用InSAR技術研究地震的同震地表形變還需要更多的實例研究。本文即是以2008年新疆于田Ms7.3級地震為研究對象，研究InSAR技術在同震地表形變監測中的應用。

2 InSAR影像與數據處理

2008年3月21日，新疆于田地區發生Ms7.3強烈地震，中國地震臺網測定震中位于東經35.77度，北緯81.43度，震源深度19km。由于發震區位于青藏高原地區，平均海拔約5000m，因此無人員傷亡的報導。但是主震和多次5級以上余震造成了多間房屋損壞，直接經濟損失1.9億元人民幣。從構造的角度，于田地震的發震區位于南北走向的地塹內，與北邊的阿爾金斷裂近乎垂直相交。阿爾金斷裂帶在該區發生了明顯的走向變化，即從南西轉變為西北西。前人的研究結果表明，阿爾金斷裂在該處的滑動速率約為5-10mm/yr[3]。該區域氣候條件惡劣，缺乏地面觀測資料，無GPS觀測站和水準路線經過，因此利用InSAR技術檢測區域地表形變，對準確了解地震的發生機理具有重要的意義。我們收集到了覆蓋震區的日本ALOSPALSAR衛星影像數據，該衛星運行在L波段（波長為23.6cm），中心入射角約為38度，具有較強的植被穿透能力，成像時間為2007年1月6日和2008年11月26日。干涉處理采用兩軌法，外部DEM為SRTM90m分辨率的DEM。相位解纏采用最小費用網絡流法。干涉圖濾波采用基于頻譜的自適應濾波算法。干涉圖多視因子為4：20，即每個像元為80X80m2。

3 結果分析與結論

下圖為得到的2008年于田地震同震地表形變場，可以得出如下結果：首先，影像覆蓋了大部分同震地表形變場，僅西側小部分地表形變場沒有完全覆蓋，因此，不影響分析最終的結果。第二，除震區部分有積雪覆蓋，從整體上看干涉圖的相干性較好，一方面由于區域海拔較高，無茂密植被覆蓋，另一方面，也表明L波段對植被有較好的穿透能力。第三，發震斷層應位于形變梯度最大處，斷層上盤下沉，最大下沉量達1.8m，上盤上升，但由于最大上升處失相干，無法判斷最大抬升量。第四，地震波及范圍較廣，約方圓100km2的區域，反映了地震震源深度較淺的機理。第五，形變場為上盤下沉，下盤上升，屬于典型的正斷性質，推斷本次地震為正斷層地震。

從發震構造位置來看，在西昆侖地震構造帶和阿爾金地震構造帶的交匯區域，塔里木盆地的南部。阿爾金地震構造帶歷史地震活動頻繁，發生過1933年M6.75地震、1993年M6.6地震等。時隔約5年，2014年2月12日，在本次地震的東北方向100km處再次發生了Ms7.3地震，研究結果表明，為走滑型地震，但發震構造與2008年的地震不同，推測他們之間沒有明顯的觸發關系。但從整個巴顏喀拉塊體來看，本次地震后，接連發生了2008年Ms8汶川地震、2010年Ms7.2玉樹地震、2013年蘆山Ms7.0地震、2013年岷縣漳縣Ms6.6地震，由此可以推斷，巴顏喀拉地塊周緣已進入中強以上地震強震活躍時段，而2014年于田地區再次發生Ms7.3地震，表明這一強震活躍時段還未結束，應警惕再次發生7級左右地震的可能。

2008年于田地震同震形變場

[1]MassonnetD.,RossiM.,CarmonaC.,etal.Thedisplacement fieldoftheLandersearthquakemappedbyradarinterferometry.Na?ture,1993,364(6433):138-142

[2]SimonsM,FialkoY,RiveraL.Coseismicdeformationfromthe 1999Mw7.1HectorMine,California,earthquakeasinferredfromIn?SARandGPSobservations.BulletinoftheSeismologicalSocietyof America,2002,92(4):1390-1402.

[3]姚鑫，張永雙，楊農等.玉樹地震地表變形InSAR觀測及初步分析，地質力 學學報，2010，16(2):129-136