基于GPS观测研究中国东北地区现今地壳形变特征

基于中国东北和俄罗斯远东东南部2012—2017年的GPS观测数据, 利用包含年周期、 半年周期、 线性项和阶跃项的函数模型拟合GPS站坐标时间序列, 得到ITRF2014下的速度场, 并进一步转换到欧亚参考框架下得到相对欧亚板块的速度场。 基于多尺度球面小波方法解算应变率场, 并分析了其空间分布特征, 同时研究了各GPS站对2011年日本东北M_W9.0大地震的震后松弛响应特征和背景形变场特征。 结果表明: ① 若不扣除日本东北大地震的松弛效应, 相对欧亚板块中国东北主体上表现为东南方向运动, 在依兰—伊通断裂和嫩江断裂带之间, 地壳表现为逆时针旋转, 其他区域向东南方向运动, 方向一致性较好, 在敦化—密山断裂东侧速度大小明显增加。 敦化—密山断裂和依兰—伊通断裂两侧拉张量分别为3.96±0.04 mm/a和0.71±0.05 mm/a, 两条断裂的剪切运动不明显。 总体上, 面应变率显示出NW—SE向的拉张和NE—SW向的挤压, 面应变率显示出依兰—伊通断裂南端、 嫩江断裂带北端和俄罗斯远东东南部呈挤压状态。 在依兰—伊通断裂、 敦化—密山断裂南侧以及俄罗斯远东东南部最大剪应变率相对较大。 ② 各GPS测站对2011年日本东北M_W9.0大地震震后松弛的响应整体上表现为东南向运动, 松弛形变量随震中距增加而减小。 松弛效应的面应变率总体上表现为NW—SE向的拉张和NE—SW向的挤压, 面应变率显示出依兰—伊通、 敦化—密山断裂南端、 嫩江断裂带北端以及俄罗斯远东地区具有挤压特征, 其他地区表现为拉张特征。 中国与俄罗斯远东边界南端存在一个明显的最大剪应变率高值区。 ③ 扣除日本东北M_W9.0大地震引起的松弛变形后, 总体上面应变率仍然表现为NW—SE向的拉张和NE—SW向的挤压, 面应变率最大值仍然位于依兰—伊通断裂和敦化—密山断裂南端、 第二松花江断裂带以及俄罗斯远东和中国边界最南段。 在依兰—伊通断裂、 敦化—密山断裂南端, 中国与俄罗斯远东边界南端的最大剪应变率高值区仍然存在, 表明这些地区应变积累较快, 并且一直在持续。