青藏高原东北缘垂向速率场显示祁连-拉脊山弧形造山带正在持续隆升

在远场印度-欧亚板块碰撞的影响下,青藏高原持续向东及东北扩展,其扩展前缘——青藏高原东北缘受到相对稳定的鄂尔多斯地块阻碍而持续增长。区域存在多条大型活动断层,如祁连-海原、西秦岭、东昆仑等断裂带,在过去100年时间段内发生多个破坏性地震。尽管前人已在此处开展了大量深入研究,但这些断层现今的运动学特性及地震危险性仍然不清楚或存在争议。

青藏高原东北缘垂向速率场显示祁连-拉脊山弧形造山带正在持续隆升
(a)区域地形、断层迹线概况,(b)区域高分辨率垂向形变速率场,(c)断层闭锁分布情况

针对以上问题,中国地震局兰州地震研究所活动构造研究组葛伟鹏、硕士研究生吴东霖以及合作者在过去五年时间内,利用欧空局Sentinel-1卫星雷达影像获取到研究区2014-2020年期间升降轨视线向形变速率场,并联合GNSS水平速率场计算出高分辨率的区域三维形变速率场;同时,通过块体负位错模型反演得到区域内主要断层(包括香山-天景山断裂、海原断裂带、六盘山断裂、拉脊山断裂和西秦岭北缘断裂带)的滑动速率亏损和闭锁分布情况。

高精度高分辨率三维速度场结果表明:青藏高原相对于鄂尔多斯地块在以~10mm/yr的速率向东北运动,且存在大范围的南北向右旋剪切,沿着海原断层表现出2-4 mm/yr的横向剪切,断层西段(托莱山-冷龙岭-金强河段)、拉脊山断裂一带正在快速隆升,这可能说明青藏高原东北缘祁连山东部、拉脊山一带存在活跃的弧形造山运动。块体反演结果表明:海原断裂西段、六盘山断裂南段、拉脊山断裂中段以及西秦岭北缘断裂中西段断层闭锁程度较高,其地震危险性较高。同时。结合中强地震分布与闭锁分布状态对比,发现多数强震孕育在断裂滑动段到闭锁段转换部位。

该研究是首次使用毫米级高精度高分辨率大地测量学结果识别出青藏高原东北缘地震高风险区,并被Mw6.1级积石山地震验证,该研究成果对未来地震危险性评价提供重要参考依据。

(作者:葛伟鹏)

论文信息: Dong-Lin Wu, Wei-Peng Ge*, Shao-Zhuo Liu, Dao-Yang Yuan, Bo Zhang, and Cong-Min Wei. (2024). Present-day 3D Crustal Deformation of the Northeastern Tibetan Plateau from Space Geodesy. Geophysical Research Letters, 51, e2023GL106143. https://doi.org/10.1029/2023GL106143

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