自适应断层建模统一框架的实现方法与应用

准确刻画断层几何与滑动分布对于理解地震破裂过程和提升地震危险性评估至关重要。本文提出一个适用于多分段、多事件地震场景的统一断层建模框架，将大地测量数据与余震重定位、地质调查及地球物理信息等先验约束相结合，实现断层几何与滑动分布的自适应构建与联合反演。框架包含两部分：首先，根据可获得的先验数据（地表破裂、余震等）自适应构建断层几何；当先验约束不足或存在不确定性时，通过贝叶斯概率推理进一步优化几何，并估计滑动分布的不确定性。为提升计算效率，引入序贯蒙特卡罗Fukuda-Johnson（SMC-FJ）联合优化策略。该策略将非线性参数（几何、数据权重、平滑因子）与线性滑动参数分离，线性滑动参数通过约束最小二乘法求解。几何调整基于点、线和结构单元的分层参数化策略，实现对复杂破裂场景的灵活适应。通过模拟实验与四个真实地震案例（2022年门源地震、2023年土耳其地震双震事件、2022年泸定地震和2019年Ridgecrest地震序列）验证了框架在不同先验约束条件下的稳定性与适用性。针对门源地震，结果显示基于余震重定位构建的断层几何仅需微小调整即可准确拟合地表形变，证明余震约束几何的可靠性。进一步分析表明，断层走向与倾角的变化控制破裂终止位置，并主导震后应力调整及余震激活，体现断层几何在破裂动力学过程中的关键调制作用。