2016年新疆阿克陶MS6.7地震InSAR同震形变与滑动分布特征
邱江涛 赵强 林鹏
摘要：2016年11月25日新疆阿克陶MS6.7地震发生在帕米尔构造结的弧顶地区、木吉断陷盆地西端附近，此次地震主震破裂过程复杂，根据地震波反演确定的震源机制解也存在较大差异。利用InSAR技术处理Sentinel-1 SAR影像数据获取了此次地震的同震形变场，基于弹性半空间位错模型，确定了断层几何参数和滑动分布模型。结果表明，分布式滑动模型能较好地解释观测到的InSAR地表形变场。本次地震包括了至少2次破裂子事件，分别位于中国地震台网测定的震中以东约7 km处（74.11°E，39.25°N）、以东约33 km处（74.49°E，39.16°N）。地震引起的形变场呈上下对称性分布，最大LOS向形变量为20 cm。地震同震位错以右旋走滑为主，主要的滑动量集中在地下深度0～20 km处，最大滑动量为0.84 m。发震断层为木吉断裂，此次地震显示印度板块的北东向推挤作用在增强。
关键词：阿克陶地震；InSAR；同震滑动分布；木吉断裂；震源机制
中图分类号：P315.725 文献标识码：A 文章编号：1000-0666（2018）03-0415-08
0 引言
据中国地震台网测定，2016年11月25日22时24分30秒在新疆维吾尔族自治区阿克陶县（39.27°N，74.04°E）发生了MS6.7地震（以下简称阿克陶地震），震源深度约为10 km。此次地震是继2012年乌恰5.1级地震以来，发生在南天山西段和帕米尔交汇地区的又一次强烈地震。
地震发生在高原山地，由于交通不便、震中附近断层构造复杂，传统测量手段无法及时获取有效的形变数据。而合成孔径雷达干涉（InSAR）技术自从 1993 年应用于地震形变以来，已经有了广泛的应用（乔学军等，2014；季灵运等，2017；赵强等，2017），特别是在植被覆盖度低的青藏高原地区，同震形变场在长时间内都能保持较好的相干性。此外，发生地震的帕米尔弧形构造结，新生代以来受到印度板块向北的强烈挤压推覆作用，是中国大陆受板块动力作用最强烈、地震活动最频繁的地区之一（Burtman，Molnar，1993；Burtman，2000；尹金辉等，2001；潘家伟等，2009）。因此，InSAR技术是开展2016年新疆阿克陶MS6.7地震研究、获取本次地震同震形变场、反演震源参数及发震断层滑移分布的重要手段，有助于探讨此次地震与区域构造运动的关系，为判定震区及区域地震形势提供重要参考。
1 研究区概况
2016年阿克陶MS6.7地震发生在南天山西段和帕米尔交汇地区、帕米尔构造结的弧顶地区、木吉断陷盆地西端地区附近，是印度板块向欧亚板块向北东向碰撞的西触角地区，附近分布有一系列大型地质构造（图1）。震中北部为帕米尔主逆冲断裂，西部为卡拉库尔地堑，南部为喀喇昆仑走滑断裂，东部为公格尔拉张系（Fan et al，1994；Schoenbohm et al，2011；Sippl et al，2013；Schurr et al，2015）。
该区域历史上强震活跃，震中100 km范围内曾记录到17次6级以上地震，其中7级以上地震4次，分别为1944年9月28日乌恰南7.0级、1955年4月15日乌恰西7.0级双震及1974年8月11日乌恰西南7.3级地震。此次阿克陶地震发生后截至26日10时， 共记录余震309次，其中4.0～4.9级地震3次，3.0～3.9級地震31次，最大余震为4.0级（孔祥艳等，2017；王苏等，2018）。根据震源破裂过程研究结果，本次地震以单侧破裂为主，从震中开始向东传播，余震活动也显示了近EW向的展布特征（图2）。地震发生后，不同机构给出的震源机制解均显示此次地震是一次以走滑为主的破裂事件，但不同机构给出的发震断层参数存在一定差异（表1，图2），更重要的是此次阿克陶地震的主震破裂过程复杂，引起的地面运动也必然复杂。
2 InSAR观测及结果
由于震中位于高海拔地区，人烟稀少、自然条件恶劣，使得以地面观测站为基础的常规地壳形变观测技术较难实施。因此SAR影像成为获取此次地震同震形变场的重要数据源。欧空局（ESA）的Sentinel-1卫星自2014年发射以来，已免费提供了大量、广覆盖、短周期、短基线的C波段SAR数据。阿克陶地震发生后，笔者下载了覆盖整个震区升降轨道4景SAR影像数据（干涉宽模式），组成了2个时空基线较短的干涉对，基本参数如表2所示。
Sentinel-1影像的InSAR数据处理采用GAMMA商业软件平台（Werner et al，2001），利用两轨法生成同震形变干涉图。使用欧空局发布的Sentinel-1 POD回归轨道数据精化SAR数据的轨道参数；使用顾及大地水准面差异的30 m分辨率SRTM DEM数据来模拟和去除地形相位。利用多次Goldstein 滤波法提高干涉图的信噪比；采用最小费用流（Minimum Cost Flow，简称MCF）算法进行相位解缠；针对干涉图中仍残存的轨道误差和大气相位延迟，使用多项式模型和地形相关法进行轨道误差去除和大气延迟削弱，最终得到了地理编码后的阿克陶地震的高分辨率同震地表形变场（LOS视线方向），结果如图3所示。
从获得的LOS向的InSAR同震形变场（图3）可以看出，Sentinel-1卫星升降轨影像数据完全覆盖此次地震的整个同震形变场，整个干涉形变相位连续，特征清晰明显。其中T107降轨干涉图（图3a）显示SW方向存在一个半蝴蝶状的LOS向下沉区（长约32 km，最大宽约10 km），最大形变量约20 cm，NE方向存在一处半椭圆状上升区（长轴约36 km，短轴约16 km），最大上升量约为9 cm。T23升轨干涉图（图3b）则表现出与降轨干涉图截然相反的形变态势，即降轨干涉图显示的SW方向下沉区在升轨干涉图里显示上升，最大上升量约为12 cm，降轨干涉图显示的NE方向上升区在升轨干涉图里显示下沉，最大下沉量约为6 cm。
这种升降轨道干涉图显示相反的形变态势表明地震造成的地表形变以水平形变为主（季灵运等，2017），符合走滑型地震形变的主要特征，与地震学结果一致。从InSAR同震形变态势、余震分布以及已有断层的空间相对位置分布上，初步判断木吉断裂为此次地震的发震断层。
3 断层参数与滑动分布反演
3.1 断层几何参数反演
Okada位错模型是构建地下断层参数与地面形变数据之间的函数关系，主要是模拟观测干涉形变场和估计断层参数（Wang et al，2006）。一般如无其他先验信息，可以通过非线性反演方法和Okada模型反演均匀滑动分布模型的断层几何参数（温扬茂等，2012）。
为有效获得阿克陶MS6.7地震的同震滑动分布特征，本文首先采用均匀网格采样方法对升降轨同震形变场进行降采样处理，共获得降采样点数据升轨5 839个、降轨4 841个，并按照得到的采样点位置来计算实际的卫星入射角及其轨道方位角；采用Okada均匀弹性半空间位错模型，结合GCMT的震源机制解和房立华等（2016）提供的阿克陶地震精定位结果，非线性反演断层几何参数（经度、纬度、走向、倾向、滑动角、深度以及断层的长度、宽度），为了拟合可能残存的卫星轨道误差，加入6个轨道参数来线性估计轨道误差，其中，采用Levemberg-Marquardt最小二乘优化算法迭代，进行8个几何参数和6个轨道参数求解。
从表3可以看出，通过单一断层反演，得到发震断层走向大致为NWW向，角度约100°，震中位置（74.13°E，39.24° N），倾向80°，断层参数与GCMT给出的震源机制解中的节面1近似。但强余震的震源机制表明，震中东侧的余震具有明显的正断分量，表明这次地震震源动力过程比较复杂（张旭等，2017）。主震震源破裂过程至少有2次（陈杰等，2016；房立华等，2016）。因此，根据干涉图及余震分布图将发震断层分割为二，再次非线性反演得到发震断层几何参数结果见表4。根据震级的计算公式，得到该地震的矩震级范围为MW6.62～6.75。
3.2 同震分布式滑动反演
发震断层的几何模型确定后，断层面上的滑动量与地表形变之间呈线性关系（季灵运等，2017）。因此，本文在上述Okada位错模型反演获取发震断层几何参数结果的基础上，进一步利用德国地学中心汪荣江开发的SDM程序包（Wang et al，2011，2013），来获取断层面上的精细滑动分布。
本文根据InSAR数据得到的形变图以及表4反演得到的断层参数，确定使用双断层模型。一般主震破裂区范围上限可以用余震展布范围确定，由此考虑将断层沿走向分别拓展50和26 km，沿倾向分别拓展40和38 km，并把断层面按2 km×2 km共划分为747个子断层。使用升、降轨干涉图（图3）联合约束反演发震断层的精细滑动分布，2幅干涉图给定相同权重。反演过程中，根据CRUST1.0模型确定区域地壳分层结构；对于相邻断层片的滑动量，施加应力降平滑约束。
通过克里金插值法填补空白点，如图4所示，从整体上看，分布式滑动模型拟合得到的形变场能够较好地模拟观测形变场，2处主要的形变特征能够得到最佳拟合。但也发现在形变区，尤其是北部存在过度拟合现象（图4c，d），可能是由于干涉图包含大气延迟干扰或积雪影响等噪声，造成拟合残差偏大。
图5为阿克陶地震同震滑动分布结果，从图中可以看出阿克陶地震同震破裂长度约70 km，同震滑动分布主要集中在沿倾向向下0～20 km 深度范围，属典型的浅源构造地震。断层破裂主要以右旋走滑为主，破裂西段正断分量不明显，最大滑动量0.84 m，位于7.1 km深处；东段最大滑动量0.68 m，位于6.6 km深处，兼有正断分量，沿倾向最大滑动量0.38 m。从滑动分布得出的矩震级为MW6.61～6.67，与表1给定的震级基本一致，略小于均一滑动的反演结果。
4 讨论
结合上述分析结果，展开如下讨论：
（1）震中位置分析。2016年阿克陶地震发生后，尽管CENC、GCMT和USGS等机构利用远场波动资料分别计算出该地震的发震位置和震源机制解，但是由于亚洲地区地震台站稀少以及青藏高原地区地壳的不均匀性，使得基于地震波资料给出的地震震中位置有着较大的不确定性（表1）。根据通过单一断层反演计算得到的InSAR同震形变中心位置（图3），大致确定阿克陶MS6.7地震同震破裂的震中为（74.13°E，39.24°N），与USGS确定的位置相差约11.7 km，与GCMT确定的中心位置相差约3.4 km，与CENC确定的相差约6.4 km。这种差异可能也与地震学反演得到的震中是起始破裂的位置、InSAR反演的结果是滑动量级最大的部位有关。
（2）震源机制分析。从InSAR同震形变图像（图3）和位错反演结果（图4，5）来看，此次地震地表形变以水平形变为主，同震破裂长度约为70 km。发震断层走向大致为NWW向，角度约100°，倾向约80°，断层参数与GCMT给出的震源机制解中的节面Ⅰ近似，与木吉断裂吻合。使用双断层均一滑动模型反演得到此次地震的矩震级范围为MW6.62～6.75，分布式滑动模型反演得出的矩震级为MW6.61～6.67，与各机构给定的震级基本一致。断层面上的精细滑动分布结果，证明此次地震震源破裂主要以右旋走滑为主，仅在东段兼有部分正断分量。
（3）与区域构造运动的关系。帕米尔构造结是中国大陆受板块动力作用最强烈、地震活动最频繁的地区之一。现今GPS观测资料（杨少敏等，2008；Mohadjer et al，2010；Ge et al，2015；Zhou et al，2016）表明该构造结整体向北的推挤速率高达（23±2）mm/a，现今构造变形以前缘地壳缩短和走滑、构造结内部拉张为特征。内部拉张分别以东部的公格尔山拉张系和西部卡拉库尔地堑的EW向拉张作用为主（Brunel et al，1994；Robinson et al，2004，2007；陈杰等，2011）。此次地震发震断层即位于公格爾山拉张系最北段，木吉盆地北缘。公格尔山拉张系的东西向拉张量呈北大南小态势，在最北段的木吉盆地约为30 km（Robinson et al，2007）。对比震中100 km范围内7级以上地震震源机制解（乔学军等，2014；Metzger et al，2016），表明帕米尔高原内部上地壳变形仍以近EW向拉张为主，印度板块的NE向推挤作用在增强。
（4）Okada半無限空间模型虽然计算速度快、精度高，广泛应用于同震反演，但使用半无限空间模型反演得到的断层深度大于真实的断层深度，并且反演的滑移量也偏大。本文使用的Okada半无限空间模型只用于断层几何参数反演，同时使用Wang等（2006）发布的基于分层介质模型的反演程序SDM对这次地震进行地下位错反演，以得到更准确的地下位错分布及应力分布等信息。但本次发震位置处于高海拔区域，野外考察难度较大，所以单一测量手段很难精确地确定地下及地表的位错分布（季灵运等，2015），如果结合GPS、强震等资料进行地表破裂和地下位错联合反演，则会更为精细地解决模型的建立与实际地震破裂的关系，有效提高震源机制解的精度。
5 结论
2016年11月25日阿克陶地震发生在新疆西南缘高寒地区，由于自然条件限制，野外地质调查和地球物理数据采集工作难以完全开展。本研究利用Sentinel-1卫星数据进行InSAR 处理，获取新疆阿克陶MS6.7地震的高质量同震地表形变场，并联合反演了发震断层的几何参数、精细滑动分布特征。
（1）此次地震发生在帕米尔构造结的弧顶地区，Sentinel-1卫星升降轨影像数据完全覆盖此次地震的整个同震形变场。从获得的升降轨同震LOS形变场可以看出，此次地震属于右旋走滑型地震，地表形变以水平形变为主，呈上下对称性分布，且主要分布在发震断层附近的区域，最大LOS向形变量为20 cm，结合余震分布判断木吉断裂为此次地震的发震断层。
（2）阿克陶地震的主震破裂过程复杂，引起震中附近地面出现大量边坡失稳、岩崩、滚石等地质灾害，因此采用均匀网格采样方法可以有效抑制个别误差较大结果对整个形变场特征的影响。
（3）本次地震震源动力过程比较复杂，主震震源破裂过程至少有2次，因此使用双断层模型反演断层面上的精细滑动分布。同震滑动分布主要集中在沿倾向向下0～20 km 深度范围，属典型的浅源构造地震。震源破裂西段正断分量不明显，最大滑动量0.84 m，位于7.1 km深处。东段最大滑动量0.68 m，位于6.6 km深处，兼有正断分量，沿倾向最大滑动量0.38 m。符合木吉断裂近直立，兼具正断作用的构造特征。
感谢 ESA 为本文提供的 Sentinel-1A/B 卫星数据，中国地震局地球物理研究所房立华研究员提供的余震精定位结果，GFZ 汪荣江教授提供的 SDM反演程序。
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Abstract The Akto MS6.7 earthquake，Xinjiang occurred near the western end of the Muji fault basin in the top of the Pamir syntax.The main shock of this earthquake is complicated and the focal mechanism solutions show differences based on seismic wave inversions.Based on the Sentinel-1 SAR image data，the coseismic deformation field of the earthquake is obtained by InSAR technique.Based on the elastic half-space dislocation model，the geometrical parameters and the slip distribution model are determined by nonlinear and linear inversion algorithms.The results show that the distributed slip model can well explain the coseismic deformation field.The earthquake includes at least two rupture events，which are located at 7 km（74.11 ° E，39.25 ° N）and 33 km（74.49 ° E，39.16 ° N）east of the epicenter of the CENC.The deformation field caused by the earthquake shows symmetric distributions，with the maximum deformation（LOS）of 20 cm.The main seismic slip is concentrated in the 0～20 km depth，and the maximum slip is 0.84 m.The seismic fault is the Muji fault，and this earthquake shows that the N-E thrust of the Indian plate is enhanced.
Keywords：the Akto earthquake；InSAR；coseismic slip distribution；Muji fault；focal mechanism
摘要：2016年11月25日新疆阿克陶MS6.7地震发生在帕米尔构造结的弧顶地区、木吉断陷盆地西端附近，此次地震主震破裂过程复杂，根据地震波反演确定的震源机制解也存在较大差异。利用InSAR技术处理Sentinel-1 SAR影像数据获取了此次地震的同震形变场，基于弹性半空间位错模型，确定了断层几何参数和滑动分布模型。结果表明，分布式滑动模型能较好地解释观测到的InSAR地表形变场。本次地震包括了至少2次破裂子事件，分别位于中国地震台网测定的震中以东约7 km处（74.11°E，39.25°N）、以东约33 km处（74.49°E，39.16°N）。地震引起的形变场呈上下对称性分布，最大LOS向形变量为20 cm。地震同震位错以右旋走滑为主，主要的滑动量集中在地下深度0～20 km处，最大滑动量为0.84 m。发震断层为木吉断裂，此次地震显示印度板块的北东向推挤作用在增强。
关键词：阿克陶地震；InSAR；同震滑动分布；木吉断裂；震源机制
中图分类号：P315.725 文献标识码：A 文章编号：1000-0666（2018）03-0415-08
0 引言
据中国地震台网测定，2016年11月25日22时24分30秒在新疆维吾尔族自治区阿克陶县（39.27°N，74.04°E）发生了MS6.7地震（以下简称阿克陶地震），震源深度约为10 km。此次地震是继2012年乌恰5.1级地震以来，发生在南天山西段和帕米尔交汇地区的又一次强烈地震。
地震发生在高原山地，由于交通不便、震中附近断层构造复杂，传统测量手段无法及时获取有效的形变数据。而合成孔径雷达干涉（InSAR）技术自从 1993 年应用于地震形变以来，已经有了广泛的应用（乔学军等，2014；季灵运等，2017；赵强等，2017），特别是在植被覆盖度低的青藏高原地区，同震形变场在长时间内都能保持较好的相干性。此外，发生地震的帕米尔弧形构造结，新生代以来受到印度板块向北的强烈挤压推覆作用，是中国大陆受板块动力作用最强烈、地震活动最频繁的地区之一（Burtman，Molnar，1993；Burtman，2000；尹金辉等，2001；潘家伟等，2009）。因此，InSAR技术是开展2016年新疆阿克陶MS6.7地震研究、获取本次地震同震形变场、反演震源参数及发震断层滑移分布的重要手段，有助于探讨此次地震与区域构造运动的关系，为判定震区及区域地震形势提供重要参考。
1 研究区概况
2016年阿克陶MS6.7地震发生在南天山西段和帕米尔交汇地区、帕米尔构造结的弧顶地区、木吉断陷盆地西端地区附近，是印度板块向欧亚板块向北东向碰撞的西触角地区，附近分布有一系列大型地质构造（图1）。震中北部为帕米尔主逆冲断裂，西部为卡拉库尔地堑，南部为喀喇昆仑走滑断裂，东部为公格尔拉张系（Fan et al，1994；Schoenbohm et al，2011；Sippl et al，2013；Schurr et al，2015）。
该区域历史上强震活跃，震中100 km范围内曾记录到17次6级以上地震，其中7级以上地震4次，分别为1944年9月28日乌恰南7.0级、1955年4月15日乌恰西7.0级双震及1974年8月11日乌恰西南7.3级地震。此次阿克陶地震发生后截至26日10时， 共记录余震309次，其中4.0～4.9级地震3次，3.0～3.9級地震31次，最大余震为4.0级（孔祥艳等，2017；王苏等，2018）。根据震源破裂过程研究结果，本次地震以单侧破裂为主，从震中开始向东传播，余震活动也显示了近EW向的展布特征（图2）。地震发生后，不同机构给出的震源机制解均显示此次地震是一次以走滑为主的破裂事件，但不同机构给出的发震断层参数存在一定差异（表1，图2），更重要的是此次阿克陶地震的主震破裂过程复杂，引起的地面运动也必然复杂。
2 InSAR观测及结果
由于震中位于高海拔地区，人烟稀少、自然条件恶劣，使得以地面观测站为基础的常规地壳形变观测技术较难实施。因此SAR影像成为获取此次地震同震形变场的重要数据源。欧空局（ESA）的Sentinel-1卫星自2014年发射以来，已免费提供了大量、广覆盖、短周期、短基线的C波段SAR数据。阿克陶地震发生后，笔者下载了覆盖整个震区升降轨道4景SAR影像数据（干涉宽模式），组成了2个时空基线较短的干涉对，基本参数如表2所示。
Sentinel-1影像的InSAR数据处理采用GAMMA商业软件平台（Werner et al，2001），利用两轨法生成同震形变干涉图。使用欧空局发布的Sentinel-1 POD回归轨道数据精化SAR数据的轨道参数；使用顾及大地水准面差异的30 m分辨率SRTM DEM数据来模拟和去除地形相位。利用多次Goldstein 滤波法提高干涉图的信噪比；采用最小费用流（Minimum Cost Flow，简称MCF）算法进行相位解缠；针对干涉图中仍残存的轨道误差和大气相位延迟，使用多项式模型和地形相关法进行轨道误差去除和大气延迟削弱，最终得到了地理编码后的阿克陶地震的高分辨率同震地表形变场（LOS视线方向），结果如图3所示。
从获得的LOS向的InSAR同震形变场（图3）可以看出，Sentinel-1卫星升降轨影像数据完全覆盖此次地震的整个同震形变场，整个干涉形变相位连续，特征清晰明显。其中T107降轨干涉图（图3a）显示SW方向存在一个半蝴蝶状的LOS向下沉区（长约32 km，最大宽约10 km），最大形变量约20 cm，NE方向存在一处半椭圆状上升区（长轴约36 km，短轴约16 km），最大上升量约为9 cm。T23升轨干涉图（图3b）则表现出与降轨干涉图截然相反的形变态势，即降轨干涉图显示的SW方向下沉区在升轨干涉图里显示上升，最大上升量约为12 cm，降轨干涉图显示的NE方向上升区在升轨干涉图里显示下沉，最大下沉量约为6 cm。
这种升降轨道干涉图显示相反的形变态势表明地震造成的地表形变以水平形变为主（季灵运等，2017），符合走滑型地震形变的主要特征，与地震学结果一致。从InSAR同震形变态势、余震分布以及已有断层的空间相对位置分布上，初步判断木吉断裂为此次地震的发震断层。
3 断层参数与滑动分布反演
3.1 断层几何参数反演
Okada位错模型是构建地下断层参数与地面形变数据之间的函数关系，主要是模拟观测干涉形变场和估计断层参数（Wang et al，2006）。一般如无其他先验信息，可以通过非线性反演方法和Okada模型反演均匀滑动分布模型的断层几何参数（温扬茂等，2012）。
为有效获得阿克陶MS6.7地震的同震滑动分布特征，本文首先采用均匀网格采样方法对升降轨同震形变场进行降采样处理，共获得降采样点数据升轨5 839个、降轨4 841个，并按照得到的采样点位置来计算实际的卫星入射角及其轨道方位角；采用Okada均匀弹性半空间位错模型，结合GCMT的震源机制解和房立华等（2016）提供的阿克陶地震精定位结果，非线性反演断层几何参数（经度、纬度、走向、倾向、滑动角、深度以及断层的长度、宽度），为了拟合可能残存的卫星轨道误差，加入6个轨道参数来线性估计轨道误差，其中，采用Levemberg-Marquardt最小二乘优化算法迭代，进行8个几何参数和6个轨道参数求解。
从表3可以看出，通过单一断层反演，得到发震断层走向大致为NWW向，角度约100°，震中位置（74.13°E，39.24° N），倾向80°，断层参数与GCMT给出的震源机制解中的节面1近似。但强余震的震源机制表明，震中东侧的余震具有明显的正断分量，表明这次地震震源动力过程比较复杂（张旭等，2017）。主震震源破裂过程至少有2次（陈杰等，2016；房立华等，2016）。因此，根据干涉图及余震分布图将发震断层分割为二，再次非线性反演得到发震断层几何参数结果见表4。根据震级的计算公式，得到该地震的矩震级范围为MW6.62～6.75。
3.2 同震分布式滑动反演
发震断层的几何模型确定后，断层面上的滑动量与地表形变之间呈线性关系（季灵运等，2017）。因此，本文在上述Okada位错模型反演获取发震断层几何参数结果的基础上，进一步利用德国地学中心汪荣江开发的SDM程序包（Wang et al，2011，2013），来获取断层面上的精细滑动分布。
本文根据InSAR数据得到的形变图以及表4反演得到的断层参数，确定使用双断层模型。一般主震破裂区范围上限可以用余震展布范围确定，由此考虑将断层沿走向分别拓展50和26 km，沿倾向分别拓展40和38 km，并把断层面按2 km×2 km共划分为747个子断层。使用升、降轨干涉图（图3）联合约束反演发震断层的精细滑动分布，2幅干涉图给定相同权重。反演过程中，根据CRUST1.0模型确定区域地壳分层结构；对于相邻断层片的滑动量，施加应力降平滑约束。
通过克里金插值法填补空白点，如图4所示，从整体上看，分布式滑动模型拟合得到的形变场能够较好地模拟观测形变场，2处主要的形变特征能够得到最佳拟合。但也发现在形变区，尤其是北部存在过度拟合现象（图4c，d），可能是由于干涉图包含大气延迟干扰或积雪影响等噪声，造成拟合残差偏大。
图5为阿克陶地震同震滑动分布结果，从图中可以看出阿克陶地震同震破裂长度约70 km，同震滑动分布主要集中在沿倾向向下0～20 km 深度范围，属典型的浅源构造地震。断层破裂主要以右旋走滑为主，破裂西段正断分量不明显，最大滑动量0.84 m，位于7.1 km深处；东段最大滑动量0.68 m，位于6.6 km深处，兼有正断分量，沿倾向最大滑动量0.38 m。从滑动分布得出的矩震级为MW6.61～6.67，与表1给定的震级基本一致，略小于均一滑动的反演结果。
4 讨论
结合上述分析结果，展开如下讨论：
（1）震中位置分析。2016年阿克陶地震发生后，尽管CENC、GCMT和USGS等机构利用远场波动资料分别计算出该地震的发震位置和震源机制解，但是由于亚洲地区地震台站稀少以及青藏高原地区地壳的不均匀性，使得基于地震波资料给出的地震震中位置有着较大的不确定性（表1）。根据通过单一断层反演计算得到的InSAR同震形变中心位置（图3），大致确定阿克陶MS6.7地震同震破裂的震中为（74.13°E，39.24°N），与USGS确定的位置相差约11.7 km，与GCMT确定的中心位置相差约3.4 km，与CENC确定的相差约6.4 km。这种差异可能也与地震学反演得到的震中是起始破裂的位置、InSAR反演的结果是滑动量级最大的部位有关。
（2）震源机制分析。从InSAR同震形变图像（图3）和位错反演结果（图4，5）来看，此次地震地表形变以水平形变为主，同震破裂长度约为70 km。发震断层走向大致为NWW向，角度约100°，倾向约80°，断层参数与GCMT给出的震源机制解中的节面Ⅰ近似，与木吉断裂吻合。使用双断层均一滑动模型反演得到此次地震的矩震级范围为MW6.62～6.75，分布式滑动模型反演得出的矩震级为MW6.61～6.67，与各机构给定的震级基本一致。断层面上的精细滑动分布结果，证明此次地震震源破裂主要以右旋走滑为主，仅在东段兼有部分正断分量。
（3）与区域构造运动的关系。帕米尔构造结是中国大陆受板块动力作用最强烈、地震活动最频繁的地区之一。现今GPS观测资料（杨少敏等，2008；Mohadjer et al，2010；Ge et al，2015；Zhou et al，2016）表明该构造结整体向北的推挤速率高达（23±2）mm/a，现今构造变形以前缘地壳缩短和走滑、构造结内部拉张为特征。内部拉张分别以东部的公格尔山拉张系和西部卡拉库尔地堑的EW向拉张作用为主（Brunel et al，1994；Robinson et al，2004，2007；陈杰等，2011）。此次地震发震断层即位于公格爾山拉张系最北段，木吉盆地北缘。公格尔山拉张系的东西向拉张量呈北大南小态势，在最北段的木吉盆地约为30 km（Robinson et al，2007）。对比震中100 km范围内7级以上地震震源机制解（乔学军等，2014；Metzger et al，2016），表明帕米尔高原内部上地壳变形仍以近EW向拉张为主，印度板块的NE向推挤作用在增强。
（4）Okada半無限空间模型虽然计算速度快、精度高，广泛应用于同震反演，但使用半无限空间模型反演得到的断层深度大于真实的断层深度，并且反演的滑移量也偏大。本文使用的Okada半无限空间模型只用于断层几何参数反演，同时使用Wang等（2006）发布的基于分层介质模型的反演程序SDM对这次地震进行地下位错反演，以得到更准确的地下位错分布及应力分布等信息。但本次发震位置处于高海拔区域，野外考察难度较大，所以单一测量手段很难精确地确定地下及地表的位错分布（季灵运等，2015），如果结合GPS、强震等资料进行地表破裂和地下位错联合反演，则会更为精细地解决模型的建立与实际地震破裂的关系，有效提高震源机制解的精度。
5 结论
2016年11月25日阿克陶地震发生在新疆西南缘高寒地区，由于自然条件限制，野外地质调查和地球物理数据采集工作难以完全开展。本研究利用Sentinel-1卫星数据进行InSAR 处理，获取新疆阿克陶MS6.7地震的高质量同震地表形变场，并联合反演了发震断层的几何参数、精细滑动分布特征。
（1）此次地震发生在帕米尔构造结的弧顶地区，Sentinel-1卫星升降轨影像数据完全覆盖此次地震的整个同震形变场。从获得的升降轨同震LOS形变场可以看出，此次地震属于右旋走滑型地震，地表形变以水平形变为主，呈上下对称性分布，且主要分布在发震断层附近的区域，最大LOS向形变量为20 cm，结合余震分布判断木吉断裂为此次地震的发震断层。
（2）阿克陶地震的主震破裂过程复杂，引起震中附近地面出现大量边坡失稳、岩崩、滚石等地质灾害，因此采用均匀网格采样方法可以有效抑制个别误差较大结果对整个形变场特征的影响。
（3）本次地震震源动力过程比较复杂，主震震源破裂过程至少有2次，因此使用双断层模型反演断层面上的精细滑动分布。同震滑动分布主要集中在沿倾向向下0～20 km 深度范围，属典型的浅源构造地震。震源破裂西段正断分量不明显，最大滑动量0.84 m，位于7.1 km深处。东段最大滑动量0.68 m，位于6.6 km深处，兼有正断分量，沿倾向最大滑动量0.38 m。符合木吉断裂近直立，兼具正断作用的构造特征。
感谢 ESA 为本文提供的 Sentinel-1A/B 卫星数据，中国地震局地球物理研究所房立华研究员提供的余震精定位结果，GFZ 汪荣江教授提供的 SDM反演程序。
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Abstract The Akto MS6.7 earthquake，Xinjiang occurred near the western end of the Muji fault basin in the top of the Pamir syntax.The main shock of this earthquake is complicated and the focal mechanism solutions show differences based on seismic wave inversions.Based on the Sentinel-1 SAR image data，the coseismic deformation field of the earthquake is obtained by InSAR technique.Based on the elastic half-space dislocation model，the geometrical parameters and the slip distribution model are determined by nonlinear and linear inversion algorithms.The results show that the distributed slip model can well explain the coseismic deformation field.The earthquake includes at least two rupture events，which are located at 7 km（74.11 ° E，39.25 ° N）and 33 km（74.49 ° E，39.16 ° N）east of the epicenter of the CENC.The deformation field caused by the earthquake shows symmetric distributions，with the maximum deformation（LOS）of 20 cm.The main seismic slip is concentrated in the 0～20 km depth，and the maximum slip is 0.84 m.The seismic fault is the Muji fault，and this earthquake shows that the N-E thrust of the Indian plate is enhanced.
Keywords：the Akto earthquake；InSAR；coseismic slip distribution；Muji fault；focal mechanism
