0 引言

根据中国地震台网中心测定，北京时间2025年1月7日9时5分16秒，西藏日喀则市定日县发生M_S6.8地震，震中位于28.50°N，87.45°E，震源深度10km。根据现场考察和光学影像观测结果，该地震最大形变量可达3m(刘俊涛等，2025；魏本勇等，2025)。据新华网^①报道，截至2025年1月14日8时，此次地震共造成126人遇难，27248户房屋受损，3612户房屋倒塌。截至2025年1月18日，共记录到余震30440次，其中M_S3.0及以上余震共58次，最大余震为1月7日9时14分发生的M_S5.1地震(Yao et al，2025)。

① https://www.news.cn/20250114/c09192e7644f4586915d4743b4e14c69/c.html

使用InSAR技术进行地表形变监测可以快速、准确地获取地震同震形变场，为深入研究地震的破裂过程提供数据支持，准确可靠的破裂过程是震后应急产出的重要组成部分，也是震源物理研究的重要内容(蓝世昊等，2024)。定日M_S6.8地震发生后，国内学者利用Sentinel-1、ALOS-2和陆探等SAR卫星对同震形变场进行了监测(李雨森等，2025；王楠等，2025；赵伟华等，2025)，并使用多源地球物理观测数据对破裂过程进行了反演与分析(李承涛等，2025；刘胜等，2025)，但研究主要聚焦于主震，并未对余震造成的形变场以及余震分布进行研究，本文结合余震精定位结果对InSAR形变场进行分析。首先，使用差分干涉合成孔径雷达(Differential InSAR，简称D-InSAR)技术处理Sentinel-1数据，获取了地表同震形变场，并分别使用强震数据和InSAR形变场进行了破裂分布反演。结合InSAR对反演结果进行了对比分析，然后结合余震精定位结果，讨论余震的时空、深度分布。本文使用的SAR影像及强震台站分布数据如图 1所示。

1 InSAR同震形变场 1.1 InSAR数据处理

本次地震震中位于青藏高原，周边平均海拔超过4000m，该区域几乎没有植被覆盖，C波段的Sentinel-1卫星能够在该区域获取较好的干涉结果。基于此，本研究选取了能够完全覆盖本次地震的2幅升轨、4幅降轨的基于渐进式扫描地形观测(Terrain Observation with Progressive Scans，简称TOPS)Sentinel-1A干涉宽幅模式(Interferometric Wide，简称IW)的SAR影像，利用开源软件ISCE2(The Interferometric Synthetic Aperture Radar Scientific Computing Environment 2)进行D-InSAR处理(Rosen et al，2012)。使用到的SAR影像基本信息如表 1所示。

InSAR技术获取的观测值除了形变相位外，还包含轨道误差、大气相位误差、地形相位误差等，这些误差一般具有较强的空间相关性，因此采用一维方差—协方差函数来描述InSAR观测值中的误差大小(Hanssen，2001)。计算干涉影像远场观测值的标准差以定量评估误差相位的影响，升、降轨干涉影像的远场标准差分别为0.84cm和0.99cm。

为了消除上述误差，对观测结果进行如下操作：首先，使用欧洲航天局^②提供的回归轨道数据(Restituted Orbit，简称RES)参数文件对SAR卫星影像进行主辅影像配准以消除轨道误差。然后使用美国航天局(NASA)发布的30m空间分辨率的SRTM(the Shuttle Radar Topography Mission)DEM(Digital Elevation Model)产品进行地形相位的改正。接着使用SNAPHU(Statistical-cost，Network-Flow Algorithm for Phase Unwrapping)方法进行相位解缠(Chen et al，2000)，对无法进行可靠解缠的失相干区域进行掩膜以去除其影响；为了消除大气延迟对InSAR观测的影响，使用GACOS(Generic Atmospheric Correction Online Service for InSAR)产品进行了大气相位改正(Yu et al，2017、2018a、2018b)。最后使用WGS84坐标系对解缠后的干涉图进行地理编码以获取本次地震的视线向(Line of Sight，简称LOS)地表同震形变场。此外，为了限制InSAR观测中相位斑点噪声、热噪声的影响并提高信噪比，本研究分别在距离向(RNG)和方位向(AZI)上对InSAR结果进行了8倍和2倍的多视处理。

② https://slqc.asf.alaska.edu

1.2 地表同震形变场结果

Sentinel-1升、降轨影像经D-InSAR处理后的地表同震形变场如图 2所示。在破裂中心周边，由于地表发生了剧烈形变，导致该区域形变梯度过大，出现失相干现象(Schmidt et al，2006)，因此在破裂近场位置存在部分空值，无法获取准确的形变结果，可以通过周边的干涉情况对失相干区域的具体破裂情况进行分析。

由图 2可见，升、降轨形变场在破裂同侧的形变方向相同，可以得出本次地震的形变主要以垂向形变为主。升、降轨结果均显示断裂西侧发生沉降，而东侧发生抬升，且升、降轨西侧的形变量均大于东侧，得出本次地震破裂断层为正断层，其西侧为上盘，东侧为下盘，这与中国地震台网中心大震震源机制数据集(杨志高等，2022)的结果及美国地质调查局(USGS，2025)发布的震源机制结果一致。

结合InSAR升、降轨观测结果对形变场进一步分析，升轨结果展示的形变主要位于断裂西侧，最大沉降位于上盘北侧，最大形变量达-1.29m(正值表示接近卫星方向，负值表示远离卫星方向)，在上盘的南北两侧均监测到大于1m的形变区域，上盘的形变量在南北向上呈现出“大—小—大”的趋势，东侧的形变量则远小于西侧；降轨形变场相较于升轨，东侧的形变量同样小于西侧，但两侧的形变则更为对称，说明本次地震具有一定的走滑特征；升轨结果在下盘并未监测到较大形变区域，与降轨观测结果和实地观测结果不一致。根据干涉图进行分析，升轨结果在下盘主要破裂区域的干涉条纹模糊、不连续，失相干区域较大，且现象较为严重，未能成功解缠。根据周边形变量、干涉情况以及现场考察资料(张达等，2025)推测，升轨的理论最大形变区域也位于上盘北侧，与降轨观测结果一致。现场考察结果显示，本次地震的地表破裂主要分为南北两段，其中北段破裂与InSAR结果显示的最大地表形变区域基本吻合，南段破裂则主要沿登么错断裂断陷湖东岸展布(邹俊杰等，2025)。受本次地震形变影响较大的区域约为50km×20km。

结合升、降轨同震形变场以及该地区的地质构造，推测本次地震的发震断层为登么错断裂，与光学影像和野外观测的结果一致(刘德民等，2025；刘俊涛等，2025)。值得注意的是，在升、降轨的同震形变场中，在主要形变区域西侧弄曲断裂附近均观测到了轻微形变，即在图 2中方框内位置，推测该形变可能是由于余震导致的破裂。

2 破裂分布反演

本文通过迭代反褶积和叠加法(iterative deconvolution and stacking，简称IDS)方法，使用强震数据进行了本次地震的破裂分布反演(Zhang et al，2014)。该方法可以利用近场的强震数据，提供快速、准确的地震破裂反演结果，该方法的效果已在2014年南纳帕(South Napa)M_W6.1(Zhang et al，2015)和2022年门源M_S6.9地震(戴丹青等，2023)等多次地震中得到证实。

根据中国地震台网中心发布的大震震源机制解数据集(杨志高等，2022)设置断层面参数。根据震级和破裂长宽之间的经验关系确定断层面的长度和宽度为100km和35km，将断层面沿走向和倾向划分为20×7个5km×5km的小矩形以细化断层模型，断层走向设置为182°，倾角为51°，滑动角为-81°。使用Qseis程序计算格林函数(Wang，1999)，基于Crust 1.0模型进行后续计算(Laske et al，2012)。根据震中距、波形信噪比和波形拟合情况对强震台站数据进行筛选，筛选标准如下：剔除距离震中过远的台站；剔除存在明显漂移现象的台站，以避免波形畸变；剔除拟合度较低(小于0.4)的台站。进行10次迭代并在每次迭代后按上述标准筛选台站，最终选取7个拟合结果较好的台站，这些台站的合成波形与观测波形的拟合结果如图 3所示。

将台站的加速度值通过积分的方式转换为速度值。为了满足点源近似条件并去除局部地下结构对格林函数计算的影响，以0.02~0.12Hz的频率对结果进行带通滤波，对滤波后的结果以0.5s为间隔进行降采样。

反演得到断层面静态滑动分布模型如图 4所示，可以看出，本次地震主要为单侧破裂，破裂主要集中在深度0~15km内，破裂中心的最大滑动量为2.3m，并且破裂存在向地表传播的趋势，该滑动分布模型在地表的投影如图 5所示。

由图 5可以看出，破裂共持续了30s，并在第15s达到地震矩释放速率峰值，15s后地震矩继续释放，但释放速率大幅下降，本次地震在30s内释放的地震矩共4.7×10¹⁹N · m，矩震级达M_W7.08，与各机构测定的矩震级结果一致(USGS，2025；杨志高等，2022)；破裂总长度约70km，破裂面积约625km²。破裂中心位于震中NNE向约15km处，深度约为10km。

由于升轨结果在主要破裂区域存在严重的失相干现象，无法准确反映近场区域的形变，因此将降轨同震形变场(图 2(b))与强震数据反演的结果(图 5)进行对比，降轨的上盘观测值与反演模型吻合较好，两者所反映的受破裂影响的地表形变区域也基本一致，但在近场区域存在一定差异，具体表现为强震数据反演结果的南部和北部形变量较大，而中部形变相对较小。这种差异可能源于破裂在向地表传播过程中受到沉积物的影响；强震数据的台站分布和波形的质量同样可能是导致该差异的重要因素。此外，本文采用的简化矩形断层模型未能充分反映真实断层的几何细节，也可能导致近场拟合偏差(Fialko et al，2005)。

InSAR观测结果能够在近场区域提供高分辨率的形变结果，因此基于InSAR形变场进行反演，以提高反演结果的可靠性。在进行反演前，先对InSAR形变场进行降采样以提高计算速度，降采样后InSAR观测值如图 6(a)所示。断层面反演的参数设置与强震数据反演一致(走向182°，倾角51°，滑动角-81°)，将断层面沿走向和倾向划分为25×9个4km×4km的小矩形以细化断层模型，反演得到的模型拟合值如图 6(b)所示。图 6(c)展示的残差值除失相干区域外均较小，表明InSAR反演得到的断层模型可以有效拟合观测数据，反演结果可靠。如图 6(d)的反演结果所示，本次地震破裂主要集中在震中北部，以浅部破裂为主，共释放地震矩6.8×10¹⁹N · m，矩震级为M_W7.16，最大滑动量约3.9m。与强震数据反演结果相比，InSAR反演结果有着类似的破裂方向，但矩震级和滑动量更大，与其他学者的反演结果更为吻合(王楠等，2025；许月怡等，2025)。InSAR反演的主要滑动区域位于震中北部12~40km的长所乡附近，该区域也是本次地震受灾最为严重的区域之一，而震中附近受灾情况相对较轻，受灾情况与InSAR反演的滑动分布结果相符。

由于InSAR提供的静态形变场可以直接约束断层滑动总量，因此相较于强震数据反演结果，其地震矩结果和近场破裂模型更为可靠；但InSAR观测聚焦地表形变，难以获取断层深部的破裂特征，对深源地震的反演效果不佳。联合多源数据反演可以显著提升破裂过程反演结果的完备性和可靠性(许月怡等，2025)。

3 余震分布

根据余震精定位结果，本次地震的余震统计结果如图 7、图 8所示(Yao et al，2025)。余震在空间上主要发生在登么错断层附近(图 7)，走向沿登么错断裂近乎呈SN分布，与InSAR同震形变场得到的破裂走向几乎一致，但M≥3.0的余震在空间上集中在主震震中南部的藏南滑脱拆离系断裂和北部的弄曲断裂附近；此外，从图 7余震空间分布和形变场的叠加结果可以看出，余震主要分布在登么错断裂的西侧，即本次地震的上盘，仅有极少部分发生在该断裂的东侧，且在主震地表形变较大的区域(即图 7中红色虚线框位置)，发生的M≥3.0余震明显少于南北两侧同震形变较为轻微的区域，该区域的应力在主震过程中得到了充分的释放，因此余震相对南北两侧较少(支龙祥等，2025)。此外，在图 7中用红色实线框标注了InSAR形变场中监测到的轻微形变区域，该区域位于弄曲断裂附近，且于2025年1月7日发生了M_S4.3余震，推测该轻微形变正是由于这一系列余震导致的。而其他较大余震的震中位置则大多与主震震中位置临近，其造成的形变场被主震形变场覆盖，因此在InSAR同震形变场中无法区分。

2025年1月9日前后，震区布设了诸多流动台站，对于小震级地震的监测能力明显增强，从1月9日开始记录到的余震数量明显增多。考虑上述情况，结合发震时刻统计图(图 8(a))和震级统计图(图 8(b))可以看出，主震发生后三天内，余震数量逐渐增多；1月10—13日之间，余震数量缓慢减少；而在1月13日20时58分前后接连发生了M4.9和M5.0地震，之后两天内余震数量增多，而在1月15日后开始逐渐减少，且没有震级较大的余震。其中，M≥3.0余震在时间上主要集中在主震震后和1月13日M5.0余震震后，震级较大的余震早期主要分布在主震震中北部，而1月13日后震级较大的余震则基本分布在主震震中南部。

图 8(c)余震深度统计显示，本次地震的余震中浅源和极浅源地震居多，主要分布在上地壳，深度大多位于0~15km，其中深度为7km左右的余震数量最多，仅有极少数的余震深度大于20km。破裂过程建模结果显示主震的破裂主要集中在深度0~15km之间，而余震的深度同样大多位于0~15km之间，与破裂过程反演的结果吻合。

4 结论

本文利用Sentinel-1升、降轨影像获取了2025年M_S6.8定日地震的地表同震形变场，联合断层面破裂分布和余震分布对本次地震的形变特征进行分析，揭示了本次地震的破裂特征，为本次地震的发震机理研究提供了数据支撑，主要结论如下：

(1) 根据D-InSAR获取的同震形变场结果显示，升轨最大LOS向形变量为-1.29m，降轨最大LOS向形变量为-1.20m，结合升、降轨结果分析认为，本次地震主要以垂向形变为主，断裂西侧形变大于东侧，破裂的登么错断层为带有部分走滑性质的正断层，最大破裂位于上盘北侧。

(2) 基于震源机制解的节面进行了破裂反演，强震数据反演结果表明本次地震的破裂持续30s，长度约70km，以单侧破裂为主，矩震级为M_W7.08，最大滑动量约2.3m，位于震中北东方向约15km处，破裂面积约625km²，其深度在0~15km之间，而InSAR反演结果同样表明本次地震为单侧破裂，但矩震级和滑动量相对偏大，矩震级为M_W7.16，最大位移量约3.9m。InSAR和强震数据反演的结果各有优劣，未来结合多种数据对模型进行约束，可以得出更加稳定可靠的反演结果。

(3) 本次地震的余震在空间上呈SN向分布，且主要集中在断裂的西侧上盘区域，震级较大的余震主要位于主震过程中应力未充分释放的区域，且主要集中在主震发生后和1月13日M5.0地震发生后，本次地震的余震大多为浅源地震，深度大多位于0~15km，与破裂过程反演得到的主震破裂深度吻合，震后的一系列余震引起了主要形变区域西侧弄曲断裂附近的轻微形变。