利用GPS和水準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析東昆侖斷裂帶東部及其鄰區(qū)構(gòu)造變形特征

陳長(zhǎng)云 占偉 鄭智江 唐毅

摘要：基于1999—2016年GPS數(shù)據(jù)和1980—2010年區(qū)域精密水準(zhǔn)數(shù)據(jù)，獲取了東昆侖斷裂帶東部及其鄰區(qū)主要斷裂的滑動(dòng)速率和區(qū)域構(gòu)造變形特征。結(jié)果表示：東昆侖斷裂帶自西向東的走滑速率衰減非常明顯，走滑速率從西大灘—東大灘和阿拉克湖段的約10 mm/a向東到塔藏段衰減至約2 mm/a，速率自西向東每100 km下降梯度約1 mm/a;東昆侖斷裂帶阿拉克湖段、托索湖段、下大武段和塔藏段均表現(xiàn)出一定的弱擠壓特征?？玑航瓟嗔哑拭骘@示區(qū)域擠壓變形自西向東由龍日壩斷裂至龍門山斷裂帶有逐漸減弱的特征。區(qū)域最大主應(yīng)變方向?yàn)镋-NEE向，最大剪切應(yīng)變高值區(qū)位于阿拉克湖段和托索湖段交匯區(qū)域以及巴顏喀拉塊體的龍日壩斷裂中段區(qū)域。分析東昆侖斷裂帶東部及其鄰區(qū)主要斷裂間的構(gòu)造轉(zhuǎn)換關(guān)系認(rèn)為，岷山地區(qū)的隆起變形主要是因?yàn)榘皖伩瓑K體自西向東的運(yùn)動(dòng)受到了華南塊體的阻擋，而非東昆侖斷裂帶向東延展引起的構(gòu)造轉(zhuǎn)換。

關(guān)鍵詞：東昆侖斷裂帶;滑動(dòng)速率;構(gòu)造轉(zhuǎn)換;全球定位系統(tǒng)數(shù)據(jù);水準(zhǔn)數(shù)據(jù)

中圖分類號(hào)：P315.241 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1000-0666（2022）01-0036-12doi：10.20015/j.cnki.ISSN1000-0666.2022.0005

0 引言

印度板塊、太平洋板塊、菲律賓板塊與歐亞板塊的相互作用及歐亞板塊內(nèi)部的地球動(dòng)力作用，造就了中國(guó)大陸不同類型的活動(dòng)構(gòu)造，控制著中國(guó)大陸強(qiáng)震的空間展布格局（Molnar，Tapponnier，1975）。青藏高原現(xiàn)今構(gòu)造地貌特征是50～60 Ma以來印度板塊和歐亞板塊碰撞的結(jié)果（Tapponnier et al，2001），其中最顯著的特征之一就是巨大的晚第四紀(jì)活動(dòng)斷裂十分發(fā)育，它們的運(yùn)動(dòng)變形特征在調(diào)節(jié)歐亞板塊與印度板塊匯聚和青藏高原隆升過程中起著十分重要的作用。東昆侖斷裂帶即為青藏高原中北部一條大型左旋走滑斷裂帶，以左旋走滑運(yùn)動(dòng)為主，總體走向270°～290°，全長(zhǎng)約2 000 km（青海省地震局，1999）。

斷層活動(dòng)速率特別是晚第四紀(jì)以來的滑動(dòng)速率是斷層最新運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)，也是分析區(qū)域變形特征的重要參數(shù)。前人對(duì)于東昆侖斷裂帶中西段（約98°E以西）運(yùn)動(dòng)變形特征的認(rèn)識(shí)基本是一致的，斷裂帶西段具有較為均一的10～12 mm/a的左旋滑動(dòng)速率（青海省地震局，1999;任金衛(wèi)等，1993;Van der Woerd et al，2000），而斷裂帶東段的滑動(dòng)速率相對(duì)西段變低，由托索湖段附近的6～7 mm/a（Harkins et al，2010;Kirby et al，2007）下降至瑪曲附近的2～5 mm/a（Harkins et al，2010;Kirby et al，2007;何文貴等，2006;李陳俠等，2011）。東昆侖斷裂帶東段（瑪沁—瑪曲）滑動(dòng)速率相對(duì)于中西段較低的原因是斷裂的滑動(dòng)速率分解到了南北兩側(cè)的分支斷裂帶上（李陳俠等，2009）。對(duì)東昆侖斷裂帶在瑪沁—瑪曲段以東的運(yùn)動(dòng)變形特征有3種主要觀點(diǎn)：①東昆侖斷裂帶過瑪曲向東延伸，終止于若爾蓋盆地附近（Kirby et al，2007）;②東昆侖斷裂帶過了瑪曲向東延伸，與塔藏?cái)嗔?、龍日壩斷裂、岷江斷裂、虎牙斷裂交?huì)（徐錫偉等，2008;Ren et al，2013;張軍龍等，2014;李陳俠等，2016），轉(zhuǎn)換為岷山和龍門山近EW向的地殼縮短（Chen et al，1994）;③東昆侖斷裂帶部分左旋走滑變形越過西秦嶺構(gòu)造區(qū)繼續(xù)向NE向擴(kuò)展，并且可能影響了整個(gè)華北地區(qū)的構(gòu)造格局（Zhang et al，1995），其中成縣—太白斷裂、文縣斷裂和康縣—略陽(yáng)斷裂是東昆侖斷裂帶晚新生代向NE向擴(kuò)展的主要通道。

東昆侖斷裂帶東部第四紀(jì)和現(xiàn)今構(gòu)造變形主要受NW向的東昆侖斷裂帶東段、白龍江、臨潭—宕昌等斷裂帶，NE走向的龍門山、禮縣—羅家堡、成縣—太白、龍日壩等斷裂帶和近SW走向的岷江、虎牙斷裂3組構(gòu)造所控制。不同走向的活動(dòng)斷裂、不同性質(zhì)的晚新生代構(gòu)造和不同斷裂的位移速率分布為研究走滑斷裂尾端活動(dòng)特征及其在大陸內(nèi)部構(gòu)造變形中所起的作用提供了理想的研究對(duì)象。本文通過總結(jié)基于多源資料獲取的東昆侖斷裂帶東部地區(qū)主要斷裂滑動(dòng)速率，同時(shí)利用中國(guó)地殼運(yùn)動(dòng)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)所獲得的觀測(cè)資料，獲得了區(qū)域主要斷裂的GPS觀測(cè)水平走滑和垂向縮短速率，通過對(duì)比地質(zhì)滑動(dòng)速率與GPS速率，研究其所反映的斷層活動(dòng)特征及構(gòu)造關(guān)系，旨在為東昆侖斷裂帶所在的巴顏喀拉塊體東北端的變形模式提供定量依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)資料

本文基于多年觀測(cè)的GPS數(shù)據(jù)和區(qū)域精密水準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析東昆侖斷裂東部地區(qū)（圖1）地殼變形特征、主要斷裂的運(yùn)動(dòng)特征以及各斷裂間的相互作用。所用GPS速度場(chǎng)（圖2）來源于Wang和Shen（2020）基于中國(guó)地殼運(yùn)動(dòng)觀測(cè)網(wǎng)獲取的相對(duì)于歐亞參考框架下的1999—2016年中國(guó)大陸地殼運(yùn)動(dòng)速度場(chǎng)結(jié)果，共計(jì)343個(gè)GPS測(cè)站，包括連續(xù)站點(diǎn)55個(gè)、流動(dòng)站點(diǎn)288個(gè)，具體處理流程參考Wang和Shen（2020）的研究。

中國(guó)大陸近20年的GPS連續(xù)觀測(cè)，使得基于空間大地測(cè)量技術(shù)獲得高精度垂直形變場(chǎng)成為現(xiàn)實(shí)（Liang et al，2013），但是由于目前GPS測(cè)量仍以流動(dòng)觀測(cè)為主，獲取的觀測(cè)結(jié)果仍然以高精度水平運(yùn)動(dòng)為主（Zhang et al，2004;Shen et al，2005;Gan et al，2007，2021;葛偉鵬等，2013），大尺度范圍內(nèi)的垂向運(yùn)動(dòng)分量精度相對(duì)較低，重復(fù)高水準(zhǔn)測(cè)量依然是獲取大尺度、高精度地殼垂直運(yùn)動(dòng)的主要方法。精密水準(zhǔn)測(cè)量的垂向觀測(cè)精度非常高，但是數(shù)據(jù)處理過程中存在維持參考基準(zhǔn)難度較大和誤差傳遞與積累過快的問題。GPS連續(xù)站獲得的高精度垂向運(yùn)動(dòng)結(jié)果可以作為水準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理的約束。通過融合GPS連續(xù)觀測(cè)獲取的高精度垂向運(yùn)動(dòng)，一方面可以有效解決單一水準(zhǔn)觀測(cè)資料存在的速率參考基準(zhǔn)缺失問題，另一方面可大大改善速率誤差傳遞及積累過快的問題（黃立人等，2012）。

本文使用的水準(zhǔn)資料為1980、1990和2010年代的3期復(fù)測(cè)數(shù)據(jù)，為了確定水準(zhǔn)平差的起算基準(zhǔn)、抑制水準(zhǔn)誤差隨測(cè)網(wǎng)尺度增大而快速增大的現(xiàn)象，數(shù)據(jù)處理過程中以與區(qū)內(nèi)水準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)測(cè)的GPS連續(xù)站高精度垂向運(yùn)動(dòng)作為約束。將GPS資料的坐標(biāo)時(shí)間序列解算作為垂向運(yùn)動(dòng)信息提取的基礎(chǔ)，為了保持多期數(shù)據(jù)解算結(jié)果的自洽性，采用統(tǒng)一策略對(duì)全球IGS站和中國(guó)大陸GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合解算，數(shù)據(jù)處理采用GAMIT/GLOBK軟件，獲取了ITRF2014框架下的測(cè)站坐標(biāo)時(shí)間序列，基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換估計(jì)平移量、旋轉(zhuǎn)量和尺度因子等7個(gè)參數(shù)，以減小未模型化非潮汐大氣壓荷載造成的基準(zhǔn)扭曲。解算過程中為了保持多期觀測(cè)數(shù)據(jù)解算結(jié)果的自洽性，選用了全球均勻分布的77個(gè)IGS站作為框架點(diǎn)，對(duì)測(cè)站坐標(biāo)水平向誤差超過5 mm或垂向誤差超過20 mm的結(jié)果進(jìn)行剔除。最后以ITRF2014框架下的GPS垂直運(yùn)動(dòng)結(jié)果為約束，采用赫爾默特平差方法（Wu et al，2021）獲得相對(duì)于ITRF2014框架的垂直速度場(chǎng)結(jié)果（圖2）。

2 地殼形變場(chǎng)變形特征分析

GPS水平速度場(chǎng)的空間差異性主要反映在運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的差異性和運(yùn)動(dòng)方式的差異性上（王雙緒等，2013），1999—2016年?yáng)|昆侖斷裂帶東部及其鄰區(qū)水平運(yùn)動(dòng)速度場(chǎng)（圖2）顯示，其運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的差異性主要表現(xiàn)在：①高原內(nèi)部GPS速率明顯大于周緣GPS速率;②塊體邊界帶兩側(cè)的GPS速率呈現(xiàn)明顯的階躍變化，如巴顏喀拉塊體和華南塊體的交匯區(qū)域。其運(yùn)動(dòng)方式的差異性主要體現(xiàn)在GPS速度場(chǎng)運(yùn)動(dòng)方向自西向東由北東、北東東逐漸轉(zhuǎn)向近東西方向，再轉(zhuǎn)向南東的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

水平運(yùn)動(dòng)速度場(chǎng)空間分布的不一致性是地殼形變的直接反映，而應(yīng)變場(chǎng)是地殼形變的主要參數(shù)，是描述區(qū)域形變的重要指標(biāo)，該指標(biāo)不受參考框架的影響，并且能從不同分辨率反映區(qū)域變形特征（孟國(guó)杰等，2009）。利用GPS資料進(jìn)行應(yīng)變分析，可以監(jiān)測(cè)研究區(qū)應(yīng)變場(chǎng)隨著時(shí)間和空間的變化過程（任金衛(wèi)，2002）。本文利用1999—2016年的GPS速度場(chǎng)（Wang，Shen，2020），采用最小二乘配置獲得東昆侖斷裂帶東部及其鄰區(qū)的主應(yīng)變率場(chǎng)（圖3）。圖3顯示東昆侖斷裂帶東部主要受NEE向的主壓應(yīng)變或NNW向的主張應(yīng)變控制。其中，GPS主應(yīng)變場(chǎng)顯示沿東昆侖斷裂帶自西向東，盡管各斷裂段所受主壓應(yīng)變的方向基本一致，均為NEE向，但是主壓應(yīng)變的量值變化較為明顯，北西段斷裂所受主壓應(yīng)變明顯大于南東段，并且以NEE向主壓應(yīng)變?yōu)橹鳎蠔|段斷裂NEE向擠壓明顯減弱，NNW向拉張作用增強(qiáng)。最大剪切應(yīng)變率的結(jié)果表明（圖3），1999—2016年研究區(qū)的剪切變形的高值區(qū)主要位于阿拉克湖段、托索湖段交匯區(qū)域，以及巴顏喀拉塊體的龍日壩斷裂中段區(qū)域。

1980—2010年?yáng)|昆侖東部地區(qū)較大時(shí)空尺度垂直形變速度場(chǎng)（圖2）顯示總體上呈現(xiàn)差異性的隆升運(yùn)動(dòng)，隆升相對(duì)較快的區(qū)域包括龍門山地區(qū)、西秦嶺—六盤山地區(qū)。高原內(nèi)部的隆升速率較邊緣地區(qū)低，部分區(qū)域表現(xiàn)為沉降運(yùn)動(dòng)。

2008年汶川地震以來，在巴顏喀拉塊體中東部發(fā)生了一系列中強(qiáng)地震，包括2010年玉樹7.1級(jí)地震、2013年蘆山7.0級(jí)地震和岷縣—漳縣6.6級(jí)地震、2017年九寨溝7.0級(jí)地震和2021年瑪多7.4級(jí)地震。其中岷縣—漳縣6.6級(jí)地震、九寨溝7.0級(jí)地震和瑪多7.4級(jí)地震發(fā)生在巴顏喀拉塊體的東北邊界及其附近地區(qū)（圖3）。圖3顯示瑪多地震位于最大剪切應(yīng)變率局部高值區(qū)邊緣;岷縣—漳縣地震位于最大剪切應(yīng)變率局部高、低值過度區(qū)域;九寨溝地震位于最大剪切應(yīng)變高值區(qū)內(nèi)部。從三維運(yùn)動(dòng)特征來看（圖2），瑪多地震位于隆升和沉降過渡區(qū)域，其北側(cè)和東側(cè)區(qū)域?yàn)槁∩\(yùn)動(dòng)，西側(cè)和南側(cè)為沉降運(yùn)動(dòng);九寨溝地震和岷縣—漳縣地震所處區(qū)域均為隆升運(yùn)動(dòng)。

3 基于GPS資料斷層運(yùn)動(dòng)特征分析

剖面投影方法是一種簡(jiǎn)單有效的研究構(gòu)造形變場(chǎng)的方法，通過投影得到的GPS站點(diǎn)速度分量剖面能夠直觀反映由于斷層發(fā)生走滑（擠壓或拉張）運(yùn)動(dòng)造成的站點(diǎn)速率隨著站點(diǎn)與斷層之間距離的變化情況。為了分析東昆侖斷裂帶東部各分段運(yùn)動(dòng)變形特征、更加清晰地獲取斷裂帶兩側(cè)GPS站點(diǎn)速度所表現(xiàn)出的空間特征，筆者對(duì)不同斷裂段進(jìn)行GPS剖面分析，GPS剖面范圍及GPS站點(diǎn)分布情況見圖2。對(duì)斷裂帶兩側(cè)站點(diǎn)速度分別沿剖面方向投影和沿垂直于剖面方向投影，由剖面兩側(cè)站點(diǎn)速度平均值之差估算斷層的滑動(dòng)或張/壓速率，并且利用誤差傳播定律計(jì)算速率誤差。

圖4為橫跨東昆侖斷裂帶東段的平行于斷裂的GPS速度剖面，灰色方框內(nèi)的點(diǎn)為參與水平速率估算選用的GPS站點(diǎn)。其中左旋走滑速率在阿拉克湖段為（10±1.1）mm/a，托索湖段為（6.0±0.6）mm/a，下大武段為（6.5±0.8）mm/a，瑪沁—瑪曲段為（4.7±0.9）mm/a，若爾蓋段為（3.1±0.8）mm/a，塔藏段為（2.4±0.8）mm/a。東昆侖斷裂帶自阿拉克湖段向東至塔藏段全長(zhǎng)約650 km，左旋走滑速率由（10±1.1）mm/a降至（2.4±0.8）mm/a，速率自西向東每100 km下降梯度約為1.2 mm/a。

圖5為橫跨東昆侖斷裂帶東段的垂直于斷裂的GPS速度剖面。垂直于斷層的GPS速度分量表明東昆侖斷裂帶阿拉克湖段、托索湖段和下大武段表現(xiàn)出擠壓運(yùn)動(dòng)特征，其他段張壓特征不明顯，其中阿拉克湖段擠壓縮短速率為（0.7±0.5）mm/a、托索湖段擠壓縮短速率為（1.3±0.4）mm/a，下大武段左旋走滑速率為（0.7±0.5）mm/a。東昆侖斷裂帶北側(cè)為柴達(dá)木塊體，南側(cè)為巴顏喀拉塊體。柴達(dá)木塊體西段擠壓特征明顯，過青海南山北緣斷裂向東擠壓特征基本消失;而巴顏喀拉塊體內(nèi)部表現(xiàn)出明顯的張性特征，且自西向東張性特征明顯增強(qiáng)，主要表現(xiàn)在達(dá)日斷裂和阿壩斷裂的運(yùn)動(dòng)特征上，拉張速率為2～3 mm/a。跨斷層剖面所反映的塊體內(nèi)部存在明顯的拉張作用與GPS應(yīng)變率場(chǎng)分布特征是一致的。

4 討論

4.1 東昆侖斷裂帶東部及其鄰區(qū)斷裂的晚第四紀(jì)活動(dòng)特征

東昆侖斷裂帶東部及其鄰區(qū)各斷裂之間的構(gòu)造關(guān)系比較復(fù)雜，前人的研究給出了該區(qū)主要斷裂的運(yùn)動(dòng)學(xué)定量結(jié)果。對(duì)于區(qū)域主要控制斷裂東昆侖斷裂帶，一些學(xué)者通過河流階地及斷錯(cuò)地貌結(jié)合年代學(xué)結(jié)果分析得出：西大灘—東大灘段全新世晚期滑動(dòng)速率為10～12 mm/a（任金衛(wèi)，1993;青海省地震局，1999;Van der Woerd et al，2000）;托索湖段滑動(dòng)速率為6～7 mm/a（Harkins et al，2010;Kirby et al，2007）;下大武段滑動(dòng)速率為6～7 mm/a（青海省地震局，1999）;瑪沁—瑪曲段全新世以來的滑動(dòng)速率為3～5 mm/a（青海省地震局，1999;何文貴等，2006;Kirby et al，2007）;若爾蓋段的滑動(dòng)速率為1～3 mm/a（付俊東，2012）;塔藏?cái)嗔讶率烙倚瑒?dòng)速率為0.8 mm/a，逆沖速率約為0.3 mm/a（Ren et al，2013）?；陬愃频姆椒ǎ铌悅b等（2016）獲得阿萬(wàn)倉(cāng)斷裂晚第四紀(jì)以來的平均左旋水平滑動(dòng)速率為3 mm/a;垂直滑動(dòng)速率為0.07 mm/a;劉興旺等（2015）獲得迭部白龍江斷裂左旋走滑速率為（1.3±0.1）mm/a，垂直滑動(dòng)速率為（0.39±0.04）mm/a;俞晶星等（2012）獲得了光蓋山—迭山斷裂晚第四紀(jì)以來的垂直滑動(dòng)速率為（0.49±0.08）～（1.15±0.28）mm/a，左旋走滑速率為（0.51±0.13）mm/a;韓竹軍等（2001）得到禮縣—羅家堡斷裂的左旋走滑速率為0.95 mm/a;賈偉等（2012）得到的康縣—略陽(yáng)斷裂全新世以來左旋走滑速率從0.68 mm/a增大至1.48 mm/a;Zheng等（2016）獲得成縣—太白斷裂的左旋走滑速率為（0.71±0.18）mm/a，逆沖速率為（0.43±0.13）mm/a。徐錫偉等（2008）通過衛(wèi)星影像解譯和野外考察得出龍日壩斷裂北東段晚更新世以來平均右旋滑動(dòng)速率為（5.4±2.0）mm/a，垂直運(yùn)動(dòng)速率約為0.7 mm/a。最新的地震調(diào)查結(jié)果認(rèn)為龍日壩斷裂上長(zhǎng)期地質(zhì)滑動(dòng)速率大于4.0 mm/a（Ren et al，2013）。第四紀(jì)以來，岷江斷裂為具有左旋走滑位移的逆斷裂，晚更新世以來具有強(qiáng)烈的活動(dòng)性，斷層左旋水平滑動(dòng)速率等于或大于1 mm/a，根據(jù)階地的海拔高度變化推測(cè)其垂直滑動(dòng)速率等于或大于1 mm/a（鄧起東等，1994）。周榮軍等（2006）根據(jù)涪江一、二級(jí)階地位錯(cuò)和洪積扇位錯(cuò)及階地面年齡，推測(cè)橫跨虎牙斷裂的左旋走滑速率為1.4 mm/a，垂直運(yùn)動(dòng)速率為0.3 mm/a。

4.2 斷裂地質(zhì)滑動(dòng)速率和基于GPS剖面計(jì)算的斷裂滑動(dòng)速率的分布特征

東昆侖斷裂帶作為高原內(nèi)部大型走滑斷裂，其活動(dòng)習(xí)性和滑動(dòng)速率分布特征是高原的變形模式的直接反映。圖7為總結(jié)了前人研究的東昆侖斷裂帶地質(zhì)滑動(dòng)速率和基于GPS跨斷層剖面所確定的平行于斷裂的走滑速率和垂直于斷裂的張壓速率。圖中不同斷裂段，基于GPS獲取的斷層滑動(dòng)速率和基于地質(zhì)方法獲取的斷層滑動(dòng)速率一致性相對(duì)較好，說明兩者是可以相互補(bǔ)充的。東昆侖斷裂帶阿拉克湖段的相關(guān)研究較少，本文基于跨斷層GPS獲取的滑動(dòng)速率彌補(bǔ)了該處的滑動(dòng)速率缺失問題。

總體來看，東昆侖斷裂帶自西向東的走滑速率衰減是非常明顯的，從西大灘—東大灘和阿拉克湖段約為10 mm/a，向東到塔藏段衰減到約2 mm/a。東昆侖斷裂帶并不是一條純走滑斷裂，阿拉克湖段、托索湖段、下大武段和塔藏段均表現(xiàn)出一定的弱擠壓特征。斷裂東部尾端及其北東方向的次級(jí)斷裂均表現(xiàn)出逆沖左旋走滑的特征。巴顏喀拉塊體內(nèi)部的次級(jí)斷裂除虎牙斷裂外，均表現(xiàn)出右旋走滑兼有逆沖的運(yùn)動(dòng)特征。

4.3 滑動(dòng)速率所反映的區(qū)域變形分配特征

規(guī)模巨大的斷裂往往是由多條小型斷裂通過不同的幾何結(jié)構(gòu)和活動(dòng)形式組合，并在多次的斷裂活動(dòng)后逐漸貫通形成的。斷裂帶滑動(dòng)速率的分布特征直接反映了斷裂及其兩側(cè)鄰區(qū)一定范圍內(nèi)的地殼變形（Stein et al，1988;Alexander et al，1994）。東昆侖斷裂帶滑動(dòng)速率在阿拉克湖段以西均為10 mm/a，向東到托索湖段降為6～7 mm/a，擠壓速率為（1.3±0.4）mm/a，缺失的滑動(dòng)速率一部分轉(zhuǎn)為斷裂的逆沖運(yùn)動(dòng)，另一部分推測(cè)轉(zhuǎn)換到托索湖段和下大武段之間的中鐵斷裂上;下大武段和托索湖段滑動(dòng)速率相近;過下大武段后的瑪沁—瑪曲段的滑動(dòng)速率降為3～5 mm/a，缺失的速率轉(zhuǎn)換到阿萬(wàn)倉(cāng)斷裂上（李陳俠等，2016）;過瑪沁—瑪曲段后的若爾蓋段的滑動(dòng)速率略小于瑪沁—瑪曲段;過若爾蓋段后為東昆侖斷裂帶的尾端塔藏段，滑動(dòng)速率一部分轉(zhuǎn)為塔藏?cái)嗔训哪鏇_運(yùn)動(dòng)。

岷山隆起帶處于東昆侖斷裂帶塔藏段南側(cè)，西邊以南北向岷江斷裂為界，東邊以南北向虎牙斷裂為界。關(guān)于岷山隆起的原因主要有兩種認(rèn)識(shí)，一是認(rèn)為岷山隆起是由東昆侖斷裂帶尾端轉(zhuǎn)化作用形成（Chen et al，1994;Kirby et al，2000;Van der Woerd et al，2000），其理論依據(jù)是斷裂段之間的相互轉(zhuǎn)換是通過拉分或擠壓的階區(qū)、雁列斜接、尾端散開等形式進(jìn)行的，特別是走滑斷裂端部的位移分布是通過拉分的盆地或是隆起的山脈來調(diào)整和降低的（Keller et al，1982;Deng et al，1986）。另一種是認(rèn)為青藏高原內(nèi)部的軟流圈物質(zhì)向NE和SSE向流動(dòng)（Royden et al，2008;Clark et al，2000，2005），驅(qū)動(dòng)巴顏喀拉塊體東緣上地殼沿中上地殼低阻層?xùn)|向運(yùn)移，受到阻擋作用，軟弱的岷山隆起帶發(fā)生地殼褶皺變形并向東逆沖推覆從而形成高聳的岷山山脈，岷江斷裂與虎牙斷裂的走滑運(yùn)動(dòng)加速了岷山的隆起（閔剛等，2017）。本文分析東昆侖斷裂帶東部及其鄰區(qū)斷裂之間滑動(dòng)速率轉(zhuǎn)換關(guān)系認(rèn)為，岷山地區(qū)的隆起變形主要是巴顏喀拉塊體自西向東的運(yùn)動(dòng)受華南塊體的阻擋所致，而不是東昆侖斷裂帶向東延展引起的構(gòu)造轉(zhuǎn)換。

甘東南地區(qū)位于東昆侖斷裂帶若爾蓋段和塔藏段以北的區(qū)域，區(qū)內(nèi)構(gòu)造變形復(fù)雜，主要發(fā)育了NW和NE走向的兩組活動(dòng)斷裂，共同組成“V”型構(gòu)造體系。NW走向的斷裂主要包括臨潭—宕昌斷裂、光蓋頭—迭山斷裂和白龍江斷裂;NE走向的斷裂主要包括禮縣—羅家堡斷裂、成縣—太白斷裂、康縣—略陽(yáng)斷裂和康縣斷裂。兩組斷裂的運(yùn)動(dòng)變形主要受控于東昆侖斷裂帶和西秦嶺北緣斷裂帶兩大活動(dòng)斷裂。圖7b、c給出了總結(jié)前人研究結(jié)果的甘東南地區(qū)主要斷裂的滑動(dòng)速率。對(duì)于斷裂滑動(dòng)速率等運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)所反映的區(qū)域構(gòu)造變形特征，甘東南地區(qū)組成“V”型斷裂體系的兩組斷裂，通過各條斷裂相對(duì)較低的滑動(dòng)速率（包括走滑和逆沖），以及斷裂之間隆起山脈及不同時(shí)代盆地的變形，共同承擔(dān)了自東昆侖斷裂帶向西秦嶺北緣斷裂帶過渡過程中運(yùn)動(dòng)分量的吸收和轉(zhuǎn)換（Zheng et al，2013）。從區(qū)域構(gòu)造的幾何特征及運(yùn)動(dòng)學(xué)特征分析認(rèn)為東昆侖斷裂帶的向北擠壓和向東的運(yùn)動(dòng)是甘東南地區(qū)構(gòu)造應(yīng)力集中的主要?jiǎng)恿?，但是考慮到東昆侖斷裂帶過瑪沁—瑪曲段后的若爾蓋段的滑動(dòng)速率略小于瑪沁—瑪曲段，分析認(rèn)為區(qū)內(nèi)主要斷裂滑動(dòng)速率并不是由東昆侖斷裂帶轉(zhuǎn)換而來，而是由于區(qū)內(nèi)主要斷裂承擔(dān)了東昆侖斷裂帶向北東推擠和擴(kuò)展到西秦嶺北緣斷裂帶的過渡作用，青藏高原向北東擴(kuò)展過程中兩大斷裂體系的相互作用是區(qū)內(nèi)主要斷裂運(yùn)動(dòng)變形的動(dòng)力來源。

5 結(jié)論

本文基于1999—2016年GPS數(shù)據(jù)和1980—2010年區(qū)域精密水準(zhǔn)數(shù)據(jù)，獲取了研究區(qū)內(nèi)主要斷裂滑動(dòng)速率，在與基于地質(zhì)資料獲取的滑動(dòng)速率對(duì)比的基礎(chǔ)上，分析了東昆侖斷裂帶東部及其鄰區(qū)的構(gòu)造變形特征，得到以下結(jié)論：

（1）東昆侖斷裂帶自西向東的走滑速率衰減是非常明顯的，走滑速率從西大灘—東大灘和阿拉克湖段的約10 mm/a，向東到塔藏段衰減到約2 mm/a;東昆侖斷裂帶阿拉克湖段的相關(guān)研究較少，本文基于GPS數(shù)據(jù)計(jì)算出該段的滑動(dòng)速率約為（10±1.1）mm/a。東昆侖斷裂并不是一條純走滑斷裂，阿拉克湖段、托索湖段、下大武段和塔藏段均表現(xiàn)出一定的弱擠壓特征。跨岷江斷裂剖面顯示近南北向的岷江斷裂以逆沖擠壓運(yùn)動(dòng)為主，同樣存在擠壓變形自西向東由龍日壩斷裂至龍門山斷裂逐漸減弱的特征。在岷江斷裂兩側(cè)各300 km的剖面內(nèi)，整體擠壓速率約6.9 mm/a，其中龍日壩斷裂擠壓速率約3.8 mm/a，占比超過50%。

（2）區(qū)域最大主應(yīng)變方向?yàn)镋-NEE向，整體上主壓應(yīng)變率大于主張應(yīng)變率，且量值明顯表現(xiàn)出區(qū)域上的差異性;最大剪切應(yīng)變高值區(qū)位于阿拉克湖段與托索湖段交匯區(qū)域，以及龍日壩斷裂中段區(qū)域，與跨斷層剖面給出的逆沖運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈的斷裂段結(jié)果一致。

（3）基于水準(zhǔn)資料獲取的垂直形變場(chǎng)顯示區(qū)域整體處于隆升階段，但東昆侖斷裂帶東部及鄰區(qū)抬升速率小于其北側(cè)的西秦嶺北緣斷裂帶和岷江斷裂以南的區(qū)域。

（4）從滑動(dòng)速率衰減特征來看，東昆侖斷裂帶滑動(dòng)速率自西向東到塔藏段已經(jīng)衰減至約2 mm/a，結(jié)合區(qū)域變形特征分析，認(rèn)為岷山地區(qū)的隆起變形主要是巴顏喀拉塊體自西向東的運(yùn)動(dòng)受華南塊體的阻擋所致，而非東昆侖斷裂帶向東延展引起的構(gòu)造轉(zhuǎn)換。東昆侖斷裂帶過瑪沁—瑪曲段后的若爾蓋段的滑動(dòng)速率略小于瑪沁—瑪曲段，分析認(rèn)為甘東南地區(qū)主要斷裂滑動(dòng)速率并不是由東昆侖斷裂帶轉(zhuǎn)換而來，而是由于區(qū)內(nèi)其承擔(dān)了東昆侖斷裂帶向北和東推擠和擴(kuò)展到西秦嶺北緣斷裂帶的過渡作用，青藏高原向北東擴(kuò)展過程中兩大斷裂體系的相互作用是區(qū)內(nèi)主要斷裂運(yùn)動(dòng)變形的動(dòng)力來源。

論文繪圖使用了GMT軟件（Wessel et al，2013）;審稿專家對(duì)本文提出了寶貴的意見，在此一并表示感謝。

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Analyzing the Tectonic Deformation Characteristics of the Eastern Part of theEast Kunlun Fault and Its Adjacent Areas Using GPS and Leveling Data

CHEN Changyun，ZHAN Wei，ZHENG Zhijiang，TANG Yi

（The First Monitoring and Application Center，China Earthquake Administration，Tianjin 300180，China）

Abstract

Based on the GPS data in the period of 1999—2016 and the regional precision leveling data from 1980 to 2010，the slip rates and regional tectonic deformation characteristics of the major faults in the eastern part of the East Kunlun Fault and its adjacent regions are obtained.The attenuation of slip rate from west to east along the East Kunlun Fault is very obvious：from～10 mm/a in the Xidatan-Dongdatan section，and the Arak Lake section eastward to～2 mm/a in the Tazang section，with a rate decrease gradient of～1 mm/a every 100 kilometers from west to east;the Arak Lake，the Tuosuo Lake，the Xia Dawu and the Tazang sections show certain weak extrusion characteristics.GPS profiles across the Minjiang Fault show that the regional extrusion deformation gradually weakens from the west of the Longriba Fault to the east of the Longmenshan Fault.The maximum main strain direction is N-NEE;the high value of the maximum shear strain is located in the intersection area of the Arak Lake and the Tuosuo Lake，and the middle part of the Longriba Fault in the BayanHar block.The analysis of the tectonic transformation relationship between the eastern part of the East Kunlun Fault and its adjacent regions shows that the uplift and deformation in the Minshan area is mainly caused by the west-to-east movement of the BayanHar block blocked by the South China block due to the continuous collision of the Indo-European plate，rather than the tectonic transformation caused by the eastward extension of the East Kunlun Fault.

Keywords：the East Kunlun Fault;slip rate;tectonic transformation;GPS data;leveling data