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高扬,吴中海等-JSG:新的研究结果揭示藏南伸展变形差异性和强震危险性
  印度板块与欧亚大陆的持续陆陆碰撞作用造就了全球陆内构造变形最强烈的活动造山带——青藏高原造山带。但约10-8Ma以来,青藏高原中-南部发生了重要构造转变,由之前的近南北向挤压导致的逆冲-褶皱变形转为了近东西向伸展变形,形成独特的近南北向正断层系统,藏南一系列近南北向裂谷是高原内部正断层作用的典型产物(图1)。藏南裂谷正断层作用的时空特征不仅是约束高原内部伸展变形成因及动力学机制的关键,而且由于藏南裂谷是高原主要的控震构造带,其强震活动与城镇和工程安全密切相关,因而其强震危险性也备受关注。
   
  图1 (a)藏南8个主要的近南北向裂谷;(b)聂拉木-措勤裂谷的空间展布及其主要正断层分布;(c)聂拉木-措勤裂谷南段佩枯错段的主要近南北向正断层及其活动时代。(藏南8个主要裂谷及名称:COR:错那-沃卡裂谷,YGR:亚东-谷露裂谷,DXR:定结-申扎裂谷,GTR:岗嘎-当惹雍错裂谷,NCR:聂拉木-措勤裂谷,ZTR:仲巴-塔若错裂谷,JGR:江曲藏布-改则裂谷,BWR:普兰-文布当桑裂谷。)
  全长近400km的聂拉木-措勤裂谷是藏南8个近南北向裂谷之一,研究该裂谷晚第四纪正断层活动特征与古地震事件,有助于更好地认识藏南裂谷伸展变形的空间变化和区域强震危险性等。近期,中国地质科学院地质力学研究所活动构造研究团队以聂拉木-措勤裂谷南段约110km长的佩枯错段为研究对象,综合野外地质地貌调查、小型无人机低空摄影测量、古地震探槽分析和AMS-14C测年等结果,在详细厘定该区主要近南北向正断层的空间分布和活动时代基础上(图1),定量限定了佩枯错地堑区主要晚第四纪活动正断层(岗彭庆断裂)的晚第四纪垂直滑动速率与伸展变形强度,获得了岗彭庆断裂全新世期间的古地震期次、年龄和复发间隔,进而揭示了藏南裂谷晚第四纪伸展变形空间差异性。
   
  图2 藏南裂谷带晚第四纪正断层垂直滑动速率和伸展速率的空间差异性
  (a)藏南裂谷带已有的正断层垂直滑动速率数据;(b)根据正断层滑动速率推算的聂拉木-措勤裂谷佩枯错段的近东西向伸展变形速率;(c)藏南裂谷带不同裂谷间的近东西向伸展变形速率差异性
  
  研究结果表明,岗彭庆断裂晚第四纪垂直滑动速率为0.4±0.1 mm/yr至0.6±0.1 mm/yr,对应的跨聂拉木-措勤裂谷南段晚第四纪伸展速率为0.2±0.1 mm/yr至0.4±0.1 mm/yr。古地震探槽揭示出全新世期间曾发生过两次导致地表发生错动(Mw≥6.8地震)的古地震事件,分别发生在距今约13.6-10.8 kyr和7-6 kyr,最近一次古地震事件的离逝时间大于6kyr,已超过两次古地震的平均复发间隔,指示沿岗彭庆断裂未来可能发生Mw≥6.8地震。新的研究结果表明,相比于藏南规模最大的亚东-谷露裂谷(全长约500km),聂拉木-措勤裂谷南段正断层表现出了相对更低的垂直滑动速率和更弱的伸展变形强度,并显示出了相对更长的强震复发间隔(约6kyr)。与其它藏南裂谷的对比进一步证明,藏南裂谷晚第四纪伸展变形强度存在明显的空间差异性(图2),主要表现为不同裂谷和同一裂谷的不同段落都存在伸展变形强度和强震复发过程的差异性。
  该项研究成果最近发表于构造地质学领域国际权威SCI期刊Journal of Structural Geology(Gao, Yang, Li, Meng, Wu, Zhonghai*, Zhang, Keqi, Zuo, Jiameng, Tian, Tingting, Wang, Shifeng,  2024. Late Quaternary normal faulting along the western boundary fault of Peiku Co graben in southern Nyalam-Coqen rift: Implications for extensional deformation in southern Tibet and seismic hazard. Journal of Structural Geology, 181, 105087. https://doi.org/10.1016/j.jsg.2024.105087),第一作者为高扬博士,通讯作者为吴中海研究员。成果得到了国家自然科学基金(41571013,U2002211)、西藏自治区第一次全国自然灾害综合风险普查项目(XZLX-BMC-2021-307,XZLX-BMC-2022-053)和中铁第一勘察设计院科研项目(CZ-20-05)的联合资助。