楊攀新

（中國(guó)地震局地質(zhì)研究所，北京100029）

（作者電子信箱，楊攀新：77061423＠qq.com）

青藏高原的隆升和變形機(jī)制，一直以來(lái)是國(guó)內(nèi)外地學(xué)工作者關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。20世紀(jì)70年代，通過(guò)對(duì)美國(guó)Landsat衛(wèi)星遙感影像的解譯，奠定了青藏高原構(gòu)造基本框架。但是大規(guī)模對(duì)青藏高原形成和演化進(jìn)行詳細(xì)研究還是在近30年，通過(guò)大量的地球物理深部探測(cè)資料，人們?cè)噲D解開(kāi)印度板塊和歐亞板塊的碰撞演化過(guò)程，并提出了相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)模型，最終都?xì)w結(jié)為連續(xù)和非連續(xù)變形2種模式，這2種模式集中爭(zhēng)論的焦點(diǎn)是青藏高原變形與斷裂的關(guān)系。不連續(xù)變形認(rèn)為，多數(shù)變形被斷裂活動(dòng)和塊體逃逸而吸收；而連續(xù)變形認(rèn)為，變形是被塊體內(nèi)類似塑性變形，以比較均勻的模式而吸收，這樣斷裂的作用就相對(duì)不明顯了。20世紀(jì)末至今，隨著GPS資料的逐漸豐富，能夠比較精確地了解現(xiàn)今高原運(yùn)動(dòng)軌跡，通過(guò)對(duì)速度場(chǎng)的分析，人們同樣提出了不同的觀點(diǎn)來(lái)證實(shí)以上2種觀點(diǎn)的正確性。但是可靠的地質(zhì)資料仍然是鑒定2種模式的重要試金石。由于環(huán)境和氣候惡劣等原因，獲取斷裂活動(dòng)翔實(shí)的資料依然非常困難，現(xiàn)有大多可信度比較高的數(shù)據(jù)均在高原的邊緣斷裂，而高原內(nèi)部這類資料還相對(duì)缺乏。

本論文選擇青藏高原中南部的格仁錯(cuò)斷裂為主要研究對(duì)象，它一般被認(rèn)為是青藏高原向東逃逸塊體的南部邊界斷裂（喀喇昆侖—嘉黎斷裂）的一部分?？觥卫钄嗔咽乔嗖馗咴心喜恳粭l規(guī)模宏大的斷裂帶，總長(zhǎng)度約2 000km。斷裂帶由最西端的喀喇昆侖斷裂、最東端的嘉黎斷裂和兩者之間沿班公湖—怒江縫合帶附近發(fā)育的一系列斷裂組成。斷裂帶的形成、結(jié)構(gòu)、活動(dòng)性質(zhì)及活動(dòng)速率對(duì)研究青藏高原隆升、側(cè)向擠出和東西向伸展等科學(xué)問(wèn)題有至關(guān)重要的作用。因此，該斷裂帶成為研究青藏高原問(wèn)題關(guān)注的熱點(diǎn)之一。其中，東西兩端的喀拉昆侖和嘉黎斷裂相對(duì)獨(dú)立，且線性延伸清晰，在斷裂的形成年代、結(jié)構(gòu)和第四紀(jì)活動(dòng)方式等研究方面取得了豐富的研究成果。而高原中部斷裂的研究這幾年也相對(duì)較多，但是對(duì)某一條斷裂進(jìn)行系統(tǒng)的研究還不多見(jiàn)，而格仁錯(cuò)斷裂是該構(gòu)造帶高原內(nèi)部現(xiàn)象最好，規(guī)模最大的一條右旋走滑斷裂。作者歷時(shí)5年，先后3次80余天進(jìn)入該區(qū)域，對(duì)該斷裂進(jìn)行了認(rèn)真詳細(xì)的野外考察和地形地貌測(cè)量，以及探槽開(kāi)挖等基礎(chǔ)工作，收集了較為豐富的與斷裂活動(dòng)性相關(guān)的構(gòu)造地貌的第一手?jǐn)?shù)據(jù)。并通過(guò)室內(nèi)對(duì)高原內(nèi)部沿班公湖—怒江縫合帶兩側(cè)的地貌特征進(jìn)行遙感和DEM 數(shù)據(jù)分析，取得以下主要認(rèn)識(shí)：

（1）格仁錯(cuò)斷裂的展布和幾何分段。斷裂帶為由一組北西走向的雁列斷裂組成，總長(zhǎng)度接近250km。根據(jù)野外實(shí)地考察斷裂對(duì)冰水沖積扇、沖積階地、沖溝及山脊位錯(cuò)等判斷，北西向斷裂以右旋為主，兼有張性正斷分量，但在不同段落斷裂結(jié)構(gòu)及活動(dòng)性質(zhì)有所不同。根據(jù)斷裂結(jié)構(gòu)和活動(dòng)性差別，并考慮受南北向申扎—定結(jié)地塹活動(dòng)的影響，可將斷裂帶劃分成3個(gè)不同段落。西北段與班公湖—怒江縫合帶相接，南至張奶錯(cuò)附近被北東向吳如錯(cuò)斷裂截?cái)?，總體地貌上表現(xiàn)為寬闊的谷地，斷裂行跡不甚明顯，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的走滑性質(zhì)，主要以張性正斷性質(zhì)為主；中段是指張乃錯(cuò)—格仁錯(cuò)之間，為斷裂主體部分，地貌表現(xiàn)為較寬的河湖帶，現(xiàn)象也最為明顯，雖然斷裂活動(dòng)以右旋走滑為主，但張性正斷活動(dòng)也較強(qiáng)；東南段斷裂發(fā)育在格仁錯(cuò)南岸，地貌上為快速?zèng)_填的狹窄河谷帶，并受裂谷向東擴(kuò)展的影響，整體沉降接受充填，斷裂活動(dòng)性質(zhì)總體表現(xiàn)不強(qiáng)。據(jù)此地貌特點(diǎn)推測(cè)斷裂帶是由深部產(chǎn)狀直立的右旋走滑性質(zhì)，由于拉張作用淺部變?yōu)楸闭蠈捓瓤诘呢?fù)花狀構(gòu)造模式。

（2）格仁錯(cuò)斷裂中段活動(dòng)速率、單次地震位錯(cuò)和最大震級(jí)確定。收集區(qū)域湖相階地、冰磧物年代數(shù)據(jù)，并結(jié)合自己獲得的年齡樣品數(shù)據(jù)，建立了研究區(qū)年齡標(biāo)尺，大致框定各種地貌單元的形成年代。根據(jù)斷裂錯(cuò)動(dòng)不同時(shí)代的第四紀(jì)地層形成的沖溝、湖相階地、陡坎等地貌，根據(jù)采集年齡樣品測(cè)試結(jié)果和區(qū)域年齡標(biāo)尺，確定了斷裂最新活動(dòng)單次地震引起的水平位移和垂向位移分別為4.0m 和0.6m 左右，活動(dòng)速率分別為4～5mm／a和0.6mm／a。根據(jù)位移和震級(jí)關(guān)系，估算該斷裂具有發(fā)生7.5級(jí)地震的能力。

（3）格仁錯(cuò)斷裂中段地震復(fù)發(fā)周期的確定。通過(guò)對(duì)格仁錯(cuò)斷裂沿線的探槽開(kāi)挖和天然剖面的清理可知，根據(jù)錯(cuò)斷地層年齡和地震崩積楔年代測(cè)試結(jié)果，綜合分析單次地震事件的位錯(cuò)量與斷裂活動(dòng)速率的關(guān)系，判斷斷裂中段復(fù)發(fā)周期約為1 000a左右，斷裂單次垂向位錯(cuò)約為0.6m。

（4）南北向張性斷裂系活動(dòng)速率和伸展量估算及其與格仁錯(cuò)斷裂活動(dòng)的關(guān)系。利用ETM 遙感影像與30m 分辨率的ASTER DEM 數(shù)據(jù)，構(gòu)建申扎—定結(jié)裂谷北段遙感影像三維數(shù)字高程模型，結(jié)合野外地質(zhì)地貌調(diào)查結(jié)果，對(duì)裂谷地貌特征進(jìn)行總體分析。并根據(jù)對(duì)主要斷裂的產(chǎn)狀和活動(dòng)性野外調(diào)查與活動(dòng)斷裂展布的遙感解譯結(jié)果，認(rèn)為裂谷是由一條東傾的鏟式主要斷裂和一系列同傾向和反傾向的次級(jí)斷裂組成的半地塹構(gòu)造?；诎氲貕q模式，將裂谷簡(jiǎn)化成簡(jiǎn)單的書斜式模型，根據(jù)地塹的沉降量和地塹寬度值，計(jì)算地塹系的滑脫面深度在9.2～20km 之間，伸展量為4.0～8.7km。與地塹中地震震源深度也多集中于10km 左右、最大深度不超過(guò)20km 非常接近。最后探討地塹的形成機(jī)制，在印度板塊的擠壓作用下，高原上地殼與下地殼發(fā)生應(yīng)力解耦，上地殼在重力作用下，向南向東發(fā)生滑脫，形成東傾的半地塹構(gòu)造。

（5）提出藏中南部班公湖—怒江縫合帶兩側(cè)區(qū)域構(gòu)造動(dòng)力學(xué)模型。根據(jù)30m 分辨率的ASTER DEM 分析區(qū)域地貌特點(diǎn)，表明沿班公湖—怒江縫合帶兩側(cè)，以縫合帶為長(zhǎng)軸，長(zhǎng)約1 000km，短軸長(zhǎng)300km 范圍區(qū)域呈現(xiàn)明顯的負(fù)地形的地貌特點(diǎn)，集中分布大量的高原湖泊；地球物理深部探測(cè)資料證實(shí)，縫合帶可能是藏南區(qū)域的熱通道，表現(xiàn)為較高的熱流值；并證明研究區(qū)中下地殼塑性物質(zhì)發(fā)生隆起變形。綜合認(rèn)為研究區(qū)域由于中下地殼存在熱隆升，導(dǎo)致區(qū)域表現(xiàn)為區(qū)域拉張環(huán)境，與周邊斷裂表現(xiàn)出的不僅僅存在東西向的拉張，南北向也同樣存在拉張一致。另外，格仁錯(cuò)右旋走滑速度較小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到作為邊界斷裂的速度，而可能只是對(duì)東西向拉張的調(diào)節(jié)。它與青藏高原向東逃逸關(guān)系不大，其動(dòng)力源與深部熱隆升關(guān)系密切。