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我国是全球大陆地震最频繁、地震灾害最严重的国家,2008年汶川M_S8.0、2010年玉树M_S7.1、2013年芦山M_S7.0、2017年九寨沟M_S7.0等地震均造成重大人员伤亡和国民经济损失,地震危险性分析成为政府和社会必须面对的科学问题。通常而言,浅源地震是地壳岩石介质在缓慢区域构造运动持续加载下,应变能不断积累并达到极限状态时,发生突然断裂/错动释放出巨大能量的结果,活动断裂带是最易产生应变积累和破裂发震的具体场所。作为中国东部地区规模最大的活动断裂带,郯庐断裂带亦是华北地区的主要地震构造带,在其北段,曾发生1969年渤海M_S7.4和1975年海城M_S7.3等一系列强震;在其中南段,曾发生公元前70年安丘M_S7和1668年郯城M_S8?等强震。郯庐断裂带沂沭段(又称为沂沭断裂带)是郯庐断裂带出露最好、规模最大、新构造活动最强烈的段落,历史上曾发生过25次M_S≥5地震。由于地处我国东部经济相对发达地区,区域人口稠密,沂沭断裂带及周边地区的地震危险性分析具有强烈的社会需求。受太平洋板块俯冲影响,日本2011年3月11日发生了M_W9.0巨震(本文简称为“日本3.11地震”),该地震后,沂沭断裂带及周边地区地震活动显著增强。由于郯庐断裂带与日本海沟同属一个地质构造系统,均受到太平洋板块俯冲的影响,该地震无疑对沂沭断裂带及周边地区的动力环境和地震潜势产生直接影响,使其地震危险性分析的需求更加紧迫。孕育地震的能量主要来源于地壳差异运动产生的应变能累积,提取地壳形变动态定量信息对地震危险性分析十分必要。基于GPS大地测量技术的高精度、大尺度地壳形变信息在区域构造背景和孕震环境研究方面发挥了重要作用,并被广泛应用于地震危险性分析。前人已通过华北地区GPS资料对沂沭断裂带及周边地区的地壳形变特征开展了诸多研究,但仍然存在以下科学问题有待解决:1)沂沭断裂带及周边地区处于欧亚板块、太平洋板块、北美板块的交汇区域,地壳动力环境复杂。太平洋板块俯冲产生的日本3.11地震无疑对该地区的动力环境产生直接影响。沂沭断裂带两侧地区分属华北平原地块和鲁东-黄海地块,引起日本3.11地震的板块间相互作用必定会在沂沭断裂带两侧地块有所体现,并构成影响该地区地震活动的动力环境。因此,日本3.11地震前后沂沭断裂带两侧地块间的相对运动如何演化及其对区域地震活动有何影响等问题值得深入探讨。2)日本3.11地震对我国华北地区造成了显著的同震形变,直接影响了沂沭断裂带及周边地区的地壳形变状态。日本3.11地震以后,该地区地震活动显著增强,发生了莱州M_L5.0地震及序列、乳山震群、长岛震群等显著地震事件。因此,日本3.11地震对沂沭断裂带及周边地区地壳形变的同震影响及其对区域构造应力、地震活动、地震潜势的影响有待深入分析。3)沂沭断裂带及周边地区受太平洋板块俯冲的直接影响,需要关注日本3.11地震后最新的构造活动特征及其反映的地球动力学过程,定量分析该地区最新的地壳形变特征及其对地震潜势的影响。围绕着上述科学问题,本文以沂沭断裂带及周边地区为研究区,基于该区域高密度、高精度GPS观测并结合跨断层水准、定点地球物理观测和区域地质构造、地震活动资料,开展了以下工作并取得了相关认识:1)基于高密度GPS观测构建了研究区高时-空分辨率地壳形变场。研究分析了区域地壳形变状态在日本3.11地震前、同震及震后不同时段的变化。通过窗口滑动的形式给出形变场的演化过程,提高其时间分辨率,据此获得了研究区高时-空分辨率的地壳形变状态。2)研究分析了研究区地壳动力环境及其对地震活动的影响。我们基于滑动块体模型,研究了日本3.11地震前后沂沭断裂带两侧地块相对运动与地震活动参数演化过程之间的时间相关性,并通过建立块体相对运动与地震能量释放的回归关系来描述地震应变能累积-释放过程,从时间上印证了活动地块间相对运动对区域地震活动的控制作用,为区域地震危险性分析提供了依据。3)基于112个连续GPS观测站获取了日本3.11地震对研究区造成的高空间分辨率同震形变场,结合定点地球物理观测及地震b值反映的应力/应变特征并基于地震矩张量叠加分析讨论了日本3.11地震对研究区构造应力、地震活动和地震潜势的影响。结果表明:同震形变场对断裂带产生了南段拉张、北段挤压的不同同震作用,在鲁东隆起和鲁西断块产生了显著的剪应变,改变了这些区域的应力特征并积累了地震矩,上述区域在日本3.11地震以后的地震活动增强可能与此相关。4)研究分析了日本3.11地震以来研究区的地壳形变特征、沂沭断裂带的活动特征及其地震危险性。日本3.11地震以来胶东半岛隆起区和鲁西断块隆起区具有较高的地震矩累积率,与此相应,上述区域同期具有明显的地震矩释放。沂沭断裂带现今构造活动较弱,处于低滑动速率状态。日本3.11地震的同震滑动调节对沂沭断裂带走滑方向应变能具有释放作用,震后倾滑拉张对倾滑方向应变能具有释放作用,均有利于延缓沂沭断裂带的地震潜势。但是由于日本3.11地震对北段的同震挤压有利于其闭锁,对应变能释放作用较小,闭锁程度仍然较高,加上该段上次强震离逝时间较长,地震危险性相对较高。