青藏高原东北缘海原断裂带百年震后形变特征及其对断层参数估算的影响

本研究针对1920年M8.5海原地震震后形变持续性问题，整合Sentinel-1 InSAR与GPS数据构建三维形变场，通过三维粘弹性有限元模型揭示下地壳粘弹性松弛（黏度~9×1019 Pa·s）主导的形变机制，修正了断层滑动速率（高估1.0 mm/yr）和闭锁深度（西段15-20 km vs东段<3 km）的估算偏差，为解决震后形变对断层参数的系统性影响提供了关键约束。

　　

青藏高原东北缘作为印度-欧亚板块碰撞的前缘地带，其复杂的地壳变形机制一直是地学研究的焦点。1920年发生的M8.5海原地震在该区域留下了长达237公里的地表破裂，但一个世纪后的今天，这场世纪强震的"余波"是否仍在持续影响着地壳运动？传统研究直接利用现今大地测量数据估算断层参数，却可能忽略了百年尺度震后形变带来的系统性偏差——这正是中国地震局第二监测应用中心研究人员在《Tectonophysics》发表的最新研究要解决的核心问题。

研究团队创新性地采用多学科交叉方法：首先处理281景Sentinel-1 SAR影像（2014-2020年），通过永久散射体干涉测量（PS-InSAR）获取视线向形变速率，结合Wang和Shen（2020）的GPS速度场构建高分辨率三维形变场；进而建立包含流变异质性的三维粘弹性有限元模型（考虑下地壳与上地幔的Maxwell体特性），定量解析不同震后机制（粘弹性松弛、震后滑移、孔隙弹性回弹）的贡献比例。

【SAR数据与InSAR处理】
多轨道InSAR梯度分析表明，1920年破裂迹线除东端与老虎山断裂交汇处外，未检测到浅层蠕变信号（分辨率<1 mm/yr），否定了前人关于分段蠕变的争议结论。

【1920年海原地震震后形变的数值模拟】
粘弹性松弛主导模型显示：破裂带西南侧显著形变异常对应下地壳等效黏度~9×10¹⁹ Pa·s，该区域现今形变场中83%的应变能来自粘性松弛，仅17%源于断层闭锁积累。

【现今震后形变场的主导机制】
对比2001年昆仑山M8.1地震等案例，震后滑移在百年时间尺度上已衰减至<2 mm/yr；而孔隙弹性回弹仅能解释<10%的观测信号，证实粘弹性松弛是持续形变的主控因素。

【结论】
研究首次量化了百年震后效应对断层参数的影响：导致远场滑动速率被高估约1.0 mm/yr（相当于长期速率的20%）；揭示滑动速率自西向东递减（4.72→1.36 mm/yr）与闭锁深度西深东浅（15-20 km vs <3 km）的空间耦合关系，指示高滑动区具有更快的力学愈合特征。这些发现为板内走滑系统的地震危险性评估提供了关键约束——忽略世纪尺度的震后形变将导致对断层能量积累状态的误判，特别是在评估青藏高原东北缘未来强震潜势时需引入粘弹性时效修正。该研究建立的异质流变结构模型也为理解大陆岩石圈长期力学行为提供了新范式。