Seismological Research Letters:InSAR数据揭示鲜水河断裂康定段浅层蠕滑的时序变化

蠕滑作为断层震间形变一种特殊运动机制,在一定程度上能调节断层的孕震控震能力。开展断层蠕滑的识别和变形特征(深度、速率、时空演化等)的研究不仅对断层的地震危险性分析意义重大,而且有助于深入认识断层的发震机制。 

地震动力学国家重点实验室地壳形变研究室黄星博士在导师单新建研究员的指导下、在团队已有工作的基础上,收集处理了覆盖鲜水河断裂康定段(图1)2014-2021年间Sentinel-1影像数据,获得了该时间段的震间形变场。图2结果展现了平行断裂的速率场在跨断层表现出明显的阶跃,这与鲜水河断裂左旋走滑的性质一致;相较于雅拉河断裂,色拉哈断裂似乎承担了三个断层分支的主要形变,这与该断裂能够孕育1748 M6.5及2014年康定Mw 5.9的特征相吻合。

基于时序InSAR进一步研究康定段的浅层蠕滑分布及其随时间的演化特征。图3展示了4个时间段的断层面滑动分布,其中S1段的断层蠕滑在时间上整体表现为稳态(13±2 mm/yr),即S1段的蠕滑可能代表这断层长期的、稳态的形变特征。而S2段蠕滑速率从2014-2016年的~40 mm/yr逐渐衰减至2019年的~0 mm/yr,意味着该段很可能是2014年康定地震的余滑区。从整个断层面蠕滑分布随时间的变化来看,浅层蠕滑似乎从惠远寺向龙灯坝迁移,且伴随着微震位置的迁移。考虑到2014康定地震之后的余震主要发生在金龙寺东南的断层段,我们推测上述蠕滑的迁移不太可能是由余滑驱动的。相反,我们注意到S1段的微震分布表现为近似周期性的重复特征,我们推断,康定段蠕滑随时间的迁移更多反应的是稳态蠕滑与微震的相互作用,可能与流体的迁移有关、也有可能与小震间的应力相互作用有关。

总结上述结果,我们认为鲜水河断裂康定段的浅层蠕滑是2014年康定地震的震后余滑与稳态蠕滑的叠加效应,其中八美-金龙寺之间的断层段表现为稳态的蠕滑、金龙寺-康定机场之间的断层段表现为震后余滑特性。

上述成果发表于Seismological Research Letters期刊上。

Huang, X., Li, Y., Shan, X., Zhao, D., Gao, Z., Gong, W., & Qu, C. (2023). InSAR Observations Reveal Variations in Shallow Creep on the Kangding Segment of the Xianshuihe Fault. Seismological Research Letters, 94(5), 2291-2300. https://doi.org/10.1785/0220230053

上述研究得到国家重点研发计划(2021FYC3000605)和国家自然科学基金项目(U2139202、42104007)的联合资助。

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图1 鲜水河断裂康定段的地震构造背景及InSAR数据覆盖范围

(a)中五角星表示沿鲜水河断裂历史地震的分布,黑色四边形表示InSAR数据的覆盖范围;(b)为鲜水河断裂康定段及历史地震破裂范围

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图2 鲜水河断裂康定段的2014-2021年平均形变速率场

(a)和(b)分别表示升轨和降轨LOS形变场;(c)和(d)分别表示三维分解后平行断裂和垂直向形变场

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图3 鲜水河断裂康定段断层面时序蠕滑分布

(a-d)表示不同时段蠕滑速率的分布,(e-f)表示不同时段不同深度蠕滑速率的变化,(g)表示S1段从1995年至今的微震统计