PS-InSAR技术在西秦岭北缘断裂带地壳微小形变监测中的应用.pdf

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1、第36卷第1期地震地质Vol_36．NO．12014年3月SEISMOLOGYANDGEOLOGYMar．．2014doi：10．3969／j．issn．0253—4967．2014．01．O13PS-InSAR技术在西秦岭北缘断裂带地壳微小形变监测中的应用孟秀军’屈春燕单新建马超徐小波1)中国地震局地质研究所，地震动力学国家重点实验室，北京1000292)河南理工大学测绘与国土信息工程学院，焦作454000摘要D-InSAR技术可以测得地壳垂直形变精度达到mm级，但由于其受空间、时间失相干和大气延迟的限制，导致其在监测地壳长期

2、缓慢形变中的应用受到限制。而PS—InSAR作为D—InSAR技术的创新，在克服时间失相干的同时还可以计算并消除大气影响，使得干涉处理得到的结果更加精确。文中以西秦岭北缘断裂带甘谷地区为实验区，利用从2008年5月至2010年9月共14景EN—VISATASAR数据，采用PS-InSAR技术对该实验区地壳微小形变进行探测。研究结果得到西秦岭北缘断裂带甘谷地区断裂带南北两盘的相对滑动速率约为5mm／a，点目标的形变速率和形变方向均与西秦岭北缘断裂的左旋运动特征相符，并与其他学者的研究结果有较好的一致性，表明PS-InSAR技术在监

3、测地壳微小形变中具有广阔的应用前景和巨大的发展潜力。关键词PS-InSAR地壳形变断裂带形变速率中图分类号：P315．2文献标识码：A文章编号：0253-4967(2014)01-0166-11O引言西秦岭北缘断裂带位于青藏高原东北部，是中国一条重要的NWW向区域性活动断裂和地质构造分界线。该断裂带东起天水市西北的凤凰山南麓，大致往NWW方向延伸，经甘谷、武山、漳县、车厂沟、锅麻滩，延至楼勒山麓，全长约250km，往西延入青海境内。该断裂带在平面上具有分段性，由几条方向大致相近的断裂组成，大致可分为3段：1)断裂带东段(渭河堡一

4、凤凰山段)；2)断裂带中段(渭河堡一洮河段)；(3)断裂带西段(洮河以西)为锅麻滩断裂(滕瑞增等，1994；袁道阳等，1999)。西秦岭北缘断裂带是发育历史悠久的超壳深断裂带，也是一条主要的强震发生带，其地震地貌类型丰富，横切一系列时代不同的山脊和阶地，穿越一系列规模不等的河流和冲沟。在该断裂带上先后发生过多次强烈地震，断裂带东段发生5级以上的地震达11次，其中6～7级地震5次(其中6．5级2次、7级2次)。断裂带中段震级较小，还没有5级以上的记录(袁道阳等，2007)。据康来迅等(1999)的分析，由于东段断裂左旋走滑运动强度

5、最大和西段形态特殊的原因，所以地震活动频度较高、震级较大。断裂带东、西两端地震活动较强，中段较弱。[收稿日期]2013-05-22收稿，2013-08-19改回。[基金项目]国家自然科学基金(41374015)、地震动力学国家重点实验室自主课题(LED2010A02，LED2013A03)和国家自然科学基金(中韩合作)共同资助。1期孟秀军等：PS-InSAR技术在西秦岭北缘断裂带地壳微小形变监测中的应用167很多研究表明，断裂带会引起地壳形变也会产生一系列的地质灾害，比如地面塌陷、裂缝、山体开裂、滑坡等地质灾害(吴珍汉等，200

6、5；徐志文，2006；张培震等，2008；王卫民等，2008；郭进京等，2009)。位于青藏高原东北缘的西秦岭也是滑坡、崩塌和泥石流地质灾害非常严重的地区。为了研究这条断裂带的现今活动特征，李延兴等(1996)在断裂带两侧布设了一个GPS网，共埋设14个GPS点，大多数GPS点分布在断裂带的东段和中段两侧。在1996年、1997年和1998年分别进行了3次观测。最后得出该断裂带区域的地壳总体上向SE方向运动，并且断裂带南侧的位移速率比北侧大3．8mm／a(李延兴等，1999)。康来迅(1994)根据野外地质调查和℃年代资料的分析

7、研究该断裂带晚更新世晚期以来左旋走滑运动的强度，得到该断裂带渭河Ⅱ级阶地形成以来，东段左旋走滑运动速率为8．14mm／a，中段左旋走滑运动的平均速率为4．94mm／a，西段的形态特征为曲率较小的弧形，其运动速率比东段弱(康来迅等，1999)。李传友等(2005)利用全站仪测量的大比例尺地形等高线图得到冲沟的错位和冲沟附近沉积的℃的年龄，分析得到西秦岭北缘断裂带黄香沟段(位于整个断裂带的西段)全新世以来平均滑动速率为(2．94_+0．15)mm／a。测量断层活动引起的地壳形变现象是地震预测研究的一项重要内容，测定地壳形变的方法有很

8、多，主要有地质学方法仪器测量、大地水准测量、GPS观测网等(张景发等，2006)。现今随着空间对地观测技术的发展，InSAR技术也为精确提取地壳形变场提供了有力的工具。利用该技术可以快速精准地获取同震及震后地表形变场的整体形态及变化特征，揭示地震引起的地表位移的