2010年玉树7.1级地震震后地表变形特征及其机制研究

利用GPS观测资料，研究玉树7.1级地震震后地表变形场时空特征及其衰减过程，给出描述模型；在研究测站背景运动的基础上，研究与地震相关的因素对震后地表引起的变形特征。结合GPS、同震滑动分布等资料研究地壳介质孔隙弹性反弹和摩擦余滑机制；根据余震资料，利用位错模型和脆性地壳损伤模型研究余震区弹性变形和非弹性变形引起的变形场特征；建立黏弹性流变学模型，研究地壳和上地幔黏弹性松弛对GPS形变的影响。研究不同因素对GPS观测的形变产生的贡献，通过计算不同因素在总体变形中所占的比重，排除对地表变形无显著影响的因素，综合给出玉树地震震后地表变形的机制。本研究抓住了大地震对地壳运动和区域变形的影响显著的机遇，利用GPS等观测资料开展针对性很强的深入研究，对揭示地震与地壳变形的关系具有重要的科学意义，将对青藏高原中部的岩石圈构造产生新的认识，丰富对青藏高原中部区域构造的研究内容。

2010年4月14日青海省玉树地区发生Ms7.1级地震，造成了巨大的人员伤亡和经济财产损失。该次地震是发生在青藏高原甘孜-玉树大型走滑断裂的一次典型的走滑型地震事件，造成了明显的地表破裂和同震形变。玉树地震是否引起区域性的地壳瞬时变形？其瞬时变形的时空演化特征如何？震后变形的机制是什么？查明这些科学问题不但有利于认识地震与变形过程的关系，也对于了解青藏高原岩石圈流变性具有科学意义。项目组围绕以上科学问题，项目组向国家自然科学基金会提交了申请，并得到资助。本项目的研究内容包括：1）玉树地震震后变形时空特征研究；2）震后变形机制研究，包括余震、余滑、空隙弹性反弹以及下地壳和上地幔流变特征引起的地表变形。通过研究取得如下成果：1）在玉树地震震中区建立了15个GPS观测站，并开展250多天观测，得到了玉树地震震后地壳变形的时空演化特征，并建立了相应的函数模型；2）通过正演和反演技术，得到了玉树地震余震、余滑、空隙弹性反弹、下地壳和上地幔流变等因素引起的震后变形，给出了各因素引起的震变形所占的比重，综合分析认为玉树地震震后250天内的地壳变形主要是由余滑引起的。.取得的关键数据包括：跨玉树发震断层的15个GPS测站在玉树震后250多天内的坐标序列；7个GPS站的同震位移；覆盖玉树震中区的ALOS/ PALSAR（L波段）487条带（Frame 650）1.0级数据，主图像100115，副图像100417，垂直基线712m，时间基线92天。ENVISAT/ASAR（C波段）498条带1.0级数据主图像100215，副图像100426，垂直基线8m，时间基线72天。.本项目揭示了玉树地震过程与震后地壳变形的物理成因，可为认识青藏高原东部走滑性地震的震后变形成因提供参考，对于甘孜玉树断层的发震危险性确定提供科学支撑。取得的GPS形变数据为研究青藏高原中部岩石圈流变特征提供了宝贵的基础数据，所给出的玉树地区岩石圈流变特征丰富了青藏高原岩石圈构造的研究内容。