基于密集GNSS观测的印尼日惹未测绘活动断层滑动速率与孕震深度研究

《Geoderma》：Geodetic slip rate and seismogenic depth of unmapped active faults in Yogyakarta, Indonesia, inferred from dense Global Navigation Satellite System campaign observation

本研究针对2006年MW6.3日惹地震后区域地震危险性评估需求，通过布设12个GNSS站点并结合InaCORS连续观测数据，首次定量分析了Opak断裂北段和未测绘的Ngalang断裂的滑动速率与闭锁深度。研究发现Opak断裂北段存在3 mm/yr的左行走滑速率（闭锁深度2.1 km），Ngalang断裂滑动速率为1.1 mm/yr（闭锁深度1 km），揭示了该地区活跃的构造运动特征，为日惹地区地震危险性评估提供了关键的地球动力学参数。

　　

2006年5月27日，印度尼西亚日惹特区遭受了一次震级为M_W6.3的浅源破坏性地震袭击，造成重大人员伤亡和财产损失。这次灾难性事件极大地提升了人们对这一地区地震危险性的认识。日惹位于地质构造活跃的爪哇岛，其地下潜藏着复杂的断层系统。虽然Opak断裂作为该区域的主要活动断裂早已被识别，但近年来的研究显示，该地区可能还存在其他尚未被充分测绘和认识的活动断层，这些"隐形"的地质构造同样构成潜在的地震威胁。特别是在2006年地震之后，日惹地区仍然频繁发生不同震级的地震活动，表明该地区的构造运动持续活跃。

面对这一科学问题，来自印尼加查马达大学测绘工程系的研究团队开展了一项为期五年的深入研究，旨在通过密集的全球导航卫星系统观测数据，揭示日惹地区未测绘活动断层的运动特征。研究人员特别关注Opak断裂北段和一个之前未被充分认识的断层——Ngalang断裂。这项研究对于完善该地区的地震危险性评估模型具有重要科学意义，相关成果发表在《Geoderma》期刊上。

为达成研究目标，研究团队主要采用了以下几种关键技术方法：首先，在2019年至2023年间布设了12个GNSS流动观测站，并结合印尼连续运行参考站网络数据，构建了密集的地壳形变监测网。其次，采用GAMIT/GLOBK 10.7软件处理GNSS原始数据，并应用FES2014海潮负载模型和IERS2010固体地球形变模型进行精密改正。第三，将每日解算结果转换至Sunda地块参考框架，使用欧拉极旋转参数来分离区域构造运动。最后，基于螺丝位错模型，通过网格搜索法反演断层的滑动速率和闭锁深度参数。

位移速率结果

研究获得了相对于ITRF2014和Sunda地块两种参考框架下的速度场。结果显示，相对于ITRF2014的东西分量速度为23.96-28.19 mm/yr，南北分量为-10.78至-3.24 mm/yr；而相对于Sunda地块的速度场则更好地反映了局部构造变形，东西分量为1.28-4.74 mm/yr，南北分量为-2.29-5.63 mm/yr。这种差异主要源于参考框架转换后凸显的局部构造运动特征。

Opak断裂北段滑动速率与闭锁深度

针对Opak断裂北段（包含JOG2、OFZ1等7个观测点）的分析表明，该段主要表现为左行走滑运动特征。通过反演计算，在考虑蠕滑的情况下，获得滑动速率为3.1±0.5 mm/yr，闭锁深度为2.1±0.5 km，蠕滑深度为0.6 km；而不考虑蠕滑的模型则显示滑动速率为3±0.5 mm/yr，闭锁深度小于2±0.5 km。最优断层方位角为40°，残差分析表明该断裂北段不存在明显蠕滑。

Ngalang断裂滑动速率与闭锁深度

对Ngalang断裂（包含EFZ1、OP4E等6个观测点）的分析显示，该断裂以正断层运动为主。反演结果表明，考虑蠕滑的模型给出的滑动速率为0.6±0.5 mm/yr，闭锁深度1.1±0.5 km；而不考虑蠕滑的模型则显示滑动速率为1.1±0.5 mm/yr，闭锁深度1±0.5 km。最优断层方位角为46°，该断裂同样未检测到明显蠕滑活动。

本研究通过密集GNSS观测首次定量揭示了日惹地区Opak断裂北段和Ngalang断裂的滑动速率与闭锁深度特征。研究结果表明，Opak断裂北段存在显著的左行走滑运动（3 mm/yr），而Ngalang断裂则表现为相对较弱的正断层活动（1.1 mm/yr）。两个断裂的闭锁深度均较浅（分别为2.1 km和1 km），这一发现对于理解该地区的地震孕育机制具有重要意义。浅部闭锁意味着应变能量可能更容易在较浅的地壳层次积累和释放，从而增加发生破坏性地震的风险。

这些定量参数为日惹地区的地震危险性评估提供了关键基础数据，尤其对于2006年地震后的区域地震风险再评估具有重要价值。研究揭示的未测绘断裂活动性提醒我们，日惹地区的地震危险性可能比之前认识的更为复杂，需要更全面的监测和评估。该研究成果不仅深化了对印尼爪哇岛构造运动的理解，也为该地区的防灾减灾规划和城市建设提供了科学依据，对保护人口密集的日惹地区免受未来地震灾害影响具有实际指导意义。