一、研究背景
构造应力作用下区域不同部位会以不同的方式发生构造形变，地震只是构造形变中的一种。在异常、断层现今活动和地震的关系中，地球物理场异常是由于断层现今活动引起的，而断层的现今活动仅在一定条件下才会以地震的形式表现出来。因此，断层的现今活动是把异常与地震联系起来的地质载体，是研究的关键所在。许多岩石力学实验也表明，地表温度场和地壳变形场之间是有一定响应的，可以利用监测温度场来研究断层活动变化。
随着越来越多卫星的成功发射及应用实践，卫星遥感技术得到了快速发展，遥感资料在地震综合预测、地震监测和地震灾害评估方面取得了显著成就。研究地震构造活动性主要应用GPS、InSAR和重力等卫星遥感资料，由于静止卫星红外亮温数据具有时间一致性和地点可比性等优势，可以提供大区域、快速、稳定的地表亮温信息，因此应用红外亮温数据研究活动构造特别是典型区域大的断层构造具有时空优势。热红外亮温数据主要反映地表温度和目标（地表）比辐射率，受地形地貌和气候因素影响较大，我们重点考虑不同时段亮温条带所对应的主要构造断层的相对活动水平，在断层活动中长期（1-3年）相对变化研究、典型构造区域断层空间分布及动态变化研究、全面综合较长周期对比分析地震热红外异常变化与断层活动性关系方面具有研究可行性和地震中长期预测优势。
甘东南地区地处南北地震带中段，由于受到印度板块和欧亚板块同时碰撞挤压的作用，构造活动剧烈，地震活动频繁，是青藏高原东北部区域构造活动强烈的地区之一，也是中强震和强震发生的主要场所。应用红外遥感资料研究该地区地震构造活动在如下研究方面有主要作用及重要意义：（1）有效提取识别甘东南地区活动构造不同部位异常特征；（2）提取识别不同时段间断层的相对活动差异；（3）提取识别断层活动与地震异常相关信息；（4）分析研究活动断层区段及其邻近区域红外亮温异常信息时空分布与地震孕育、发生的对应关系。该研究可以有效提高区域地震综合预报预测的时空强准确性，也可为地震中长期综合预测预报、断裂构造分段研究及土地资源规划利用等工作提供重要依据，对提高防震减灾综合能力具有理论指导和现实实践意义。
二、主要技术方法：
（1）典型地震构造活动研究
通过对汶川8.0级地震、玉树7.1级地震及岷县-漳县6.6.级地震三个典型活动构造的震例分析结果发现，小波差值分析法和相对功率谱法可以较好的探测地震前后与断层活动有关的热红外异常信息，并对热异常的判别提供很大帮助。结合各震例图像处理结果可得到如下信息：① 各震例经小波差值分析法和相对功率谱法处理后可清晰地看到与地震活动有关的热红外亮温变化过程，断裂带的垂直剖面亮温差值分析图可为断层活动变化强弱提供依据。② 地震热辐射异常形态大都以条带状展布，虽然各震例地震前后的热辐射演化过程有所差异，但在发震时段，热红外异常的空间分布图上均存在与发震断裂走向近乎一致的热条带，研究认为与断裂的活动性增强有关。③ 各震例的热辐射特征周期不尽相同，热红外亮温异常持续时间均较长，震后大都出现异常迁移过程。④ 从岷县-漳县地震震例可以看出，热红外亮温资料及其处理方法可以为探明真正的发震断层或隐伏断裂提供一定依据。
（2）甘东南及邻近地区主要断裂带热红外影像变化及特征
本项目使用2010年至2018年FY-2C/E/G热红外亮温数据的7阶小波差值资料，以甘东南及邻近地区为研究范围，对研究区内主要断裂带进行详细解译，同时综合气象因素、地质环境等对其的影响程度，发现处理后的红外亮温数据对断裂分段活动程度有较敏感的显示。断裂带垂直剖面图中亮温差值的分布与断层温度场变化幅度有关，其中呈现的突出带状分布与活动断裂位置相吻合，认为应与区域构造变形相关。对甘东南及邻区主要断裂带的研究结果表明，断裂带剖面的差值分析法是行之有效的，可以突出构造活动时空变化的有效信息，可以作为一种对断层活动变化定量分析和对比研究的办法。由于多数构造并不一定引起地震，所以目前应用该方法得到的断层各段的不同变化强度和幅度并不能完全归结为震前的断层活动异常，但是本研究得到的结果可以为利用热红外遥感手段了解该区域构造变形情况和断层活动强弱提供一些信息，为判定断层位置和寻找活动断裂提供一些帮助，为区域地震危险性研究及地震中长期预测提供一些依据。
三、相关成果：
论文论著：
张璇, 张元生, 田秀丰, 等. 2019. 基于红外遥感资料的断层活动变化特征研究——以岷县—漳县 6.6 级地震为例. 地质论评, 65(S1): 289-291.
张璇, 田洁, 田秀丰. 2019. 2016年10月17日青海杂多6.2级地震热红外异常特征分析. 国际地震动态, 8: 154-155.
张璇, 张元生,汤倩, 等. 2019. 2018年四川兴文5.7级地震及西昌5.1级地震震前红外前兆异常追踪. 科学技术与工程, 19(29): 21-26.
张璇, 田秀丰, 张俏丽.2018. 活动断裂的红外地震异常特征提取[J],国际地震动态,10-11.
甘公网安备 62010002000506号
