大地测量与地球动力学

青藏高原东南缘三维地壳形变特征与地震活动

郝梅煊 ¹ , 潘正洋 ¹^,* , 王武星 ¹ , 刘琦 ¹ , 赵国强 ¹

大地测量与地球动力学 | 地壳运动 2025,45(3): 244-251

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大地测量与地球动力学 |地壳运动 2025 , 45 (3) : 244 -251

青藏高原东南缘三维地壳形变特征与地震活动

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郝梅煊，硕士生，主要研究方向为GNSS与地壳变形，E-mail: 2283915924@qq.com

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郝梅煊¹, 潘正洋¹^,*, 王武星¹, 刘琦¹, 赵国强¹

作者信息

1 中国地震局地震预测研究所, 北京市复兴路63号, 100036

通讯作者:

潘正洋，博士，副研究员，主要研究方向为地震构造形变与岩石圈变形，E-mail: panzhengyang@ief.ac.cn

PAN Zhengyang, PhD, associate researcher, majors in seismic tectonic deformation and lithospheric deformation, E-mail:panzhengyang@ief.ac.cn

作者简介:

郝梅煊，硕士生，主要研究方向为GNSS与地壳变形，E-mail: 2283915924@qq.com

Three-Dimensional Crustal Deformation Characteristics and Seismicity in the Southeastern Margin of Qinghai-Xizang Plateau

Meixuan HAO¹, Zhengyang PAN¹^,*, Wuxing WANG¹, Qi LIU¹, Guoqiang ZHAO¹

Affiliations

1 Institute of Earthquake Forecasting, CEA, 63 Fuxing Road, Beijing 100036, China

HAO Meixuan, postgraduate, majors in GNSS and crustal deformation, E-mail: 2283915924@qq.com

出版时间: 2025-03-15 doi: 10.14075/j.jgg.2024.04.157

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摘要

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联合青藏高原东南缘地区最新的水平与垂直GPS速度场，基于球面小波多尺度分析的应变求解方法，考虑区域地震矩与应变分布的权重关系，得到青藏高原东南缘三维地壳应变特征，并分析区域形变特征与地震活动的关系。结果表明：1)研究区面应变与垂直应变特征具有一致性。高面应变与低垂直应变主要集中在青藏高原腹地和金沙江北部区域，低面应变与高垂直应变主要集中在喜马拉雅东构造结与龙门山断裂。两者在空间上呈反比分布，说明GPS观测得到的水平速度与垂直速度具有耦合性，即对于该区域地壳形变与地震危险性研究，必须考虑垂向运动因素；两者在量级上也存在较好的一致性，进一步说明该区域的地壳变形可以近似认为是连续均质的弹性行为。2)应变速率类型与震源机制解具有一致性。由GPS解算得到的青藏高原东南缘应变类型可以很好地匹配该区域震源机制解。正断层震源机制主要分布在金沙江地带，逆冲断层震源机制主要分布在龙门山断裂与喜马拉雅东构造结区域，走滑断层震源机制主要集中在鲜水河-小江断裂带等走滑剪切作用显著的断裂带附近，说明由GPS观测得到的应变特征可以较好地描述该区域构造应力场特征。结合该区域应力应变空间分布特征和地震层析成像等结果，认为龙门山断裂与喜马拉雅东构造结处于挤压应变状态。

关键词

GPS速度 / 三维地壳形变 / 青藏高原东南缘 / 生长扩展 / 地震活动

Abstract

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We combine the latest horizontal and vertical GPS velocity fields in the southeastern margin of Qinghai-Xizang plateau, based on the strain solving method of spherical wavelet multi-scale analysis, consider the weight relationship between regional seismic moment and strain distribution, obtain the three-dimensional crustal strain characteristics of the southeastern margin of Qinghai-Xizang plateau, and analyze the relationship between regional deformation characteristics and seismicity. The results show that: 1) There is a consistency between surface strain and vertical strain in the study area. The high surface strain and low vertical strain are mainly concentrated in the central Qinghai-Xizang plateau and northern Jinshajiang regions, while the low surface strain and high vertical strain are mainly concentrated in the Eastern Himalayan Syntaxis and Longmenshan regions. The spatial inverse distribution relationship between surface strain and vertical strain shows that the horizontal velocity and vertical velocity obtained by GPS observation in this region are coupled, which indicates that vertical motion is also an indispensable consideration for the study of crustal deformation and seismic risk in this region. There is a good agreement between surface strain and vertical strain in terms of magnitude, which further indicates that the crustal deformation in this region can be approximated as a continuous and homogeneous elastic behavior. 2) There is a consistency between the type of strain rate and focal mechanism solution. The strain types obtained from GPS data in the southeastern margin of Qinghai-Xizang plateau can be well matched with the focal mechanism solution in this region. The source mechanism of normal fault is mainly distributed in Jinshajiang region, thrust fault is mainly concentrated in Longmenshan and Eastern Himalayan Syntaxis regions, and strike-slip fault is mainly distributed near the fault zone with significant strike-slip shear such as Xianshuihe-Xiaojiang fault, indicating that the strain characteristics obtained from GPS observation can better describe the tectonic stress field characteristics in this region. Combined with the spatial distribution characteristics of stress and strain in this region and seismic tomography results, we believe that the Longmenshan fault and Eastern Himalayan Syntaxis are in compressive strain state.

Key words

GPS velocity / 3D crustal deformation / southeastern margin of Qinghai-Xizang plateau / growth and expansion / seismicity

引用本文

郝梅煊, 潘正洋, 王武星, 刘琦, 赵国强. 青藏高原东南缘三维地壳形变特征与地震活动. 大地测量与地球动力学, 2025 , 45 (3) : 244 -251 . DOI: 10.14075/j.jgg.2024.04.157

Meixuan HAO, Zhengyang PAN, Wuxing WANG, Qi LIU, Guoqiang ZHAO. Three-Dimensional Crustal Deformation Characteristics and Seismicity in the Southeastern Margin of Qinghai-Xizang Plateau[J]. Journal of Geodesy and Geodynamics, 2025 , 45 (3) : 244 -251 . DOI: 10.14075/j.jgg.2024.04.157

正文

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青藏高原东南缘地震活动强烈，历史上曾发生多次7级以上地震。对该区构造变形和地震活动进行研究，可以更好地理解大陆内部地震的发生过程和断层动力学行为，有助于更好地评估区域内地震与地质灾害风险。

求解应变场往往需要借助插值方法或者利用模型来实现，如Delaunay三角剖分方法、最小二乘配置方法、连续张力样条插值方法等。但这些方法都假定GPS速度场的南北向速度与东西向速度相互独立，仅仅是对二维区域运动学特征的数学表达。部分模型已加入更多物理特性的考虑，如Block模型假定块体内部的形变基本一致，大部分形变都汇聚在块体边界(断裂和缝合带等)。其主要思想是利用Okada位错公式^[1]模拟得到弹性块体的区域应变场，求解断层滑动速率与闭锁深度，模拟断层与块体的应变汇聚分布。虽然此类模型可以得到相对真实的形变速度场，但需要的约束条件比较复杂，在部分地质条件仍有待考察与勘测的区域，得到的结果不尽一致，并且对于一些倾滑断层缺少垂直方向的约束，其对于滑动速率与闭锁深度的解释仍然存在很大争论。

鉴于以上研究，解析三维速度的运动图像成为地壳形变场研究的重点工作。本文联合水平与垂直运动速度场，利用Tape等^[2]的球面小波方法研究青藏高原东南缘三维应变场。本研究可以更好地认识该区域地壳形变特征和强震孕育环境，为地震危险性分析工作提供理论依据。

1 地质构造背景

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研究区范围为21°~34°N、97°~105°E，位于四川盆地、喜马拉雅东构造结之间(图1)。按照张培震等^[3]对活动地块的分类方法，该区域包括川滇块体、巴颜喀拉块体、滇西与滇南块体等二级地块。此外，该地区分布有一系列大型断裂，自北向南分别为龙门山、鲜水河、安宁河、则木河、小江、南汀河等断裂。这些断裂根据走向分为2类，一类是走向近NW的走滑断裂带，如全长约1 200 km左旋走滑的鲜水河-小江断裂带，构成川滇地块的东边界；全长约1 000 km右旋走滑的红河断裂，其与近NS走向的金沙江断裂共同构成川滇地块的西边界。第二类是走向近NE的断裂带，如龙门山断裂，其与岷江断裂构成巴颜喀拉块体的东边界，全长约600 km；龙日坝断裂，其可能吸收了部分青藏高原东向挤出的构造应力，间接导致龙门山断裂的低挤压速率^[4]；南汀河断裂，其是滇西与滇南块体内部规模最大的一条NE向走滑活动断裂，以左旋走滑为主。基于区域内水平滑动速率与地震活动性的对比^[5]，除这些大型断裂带之外，区域内还存在部分二级断裂带，如理塘断裂、楚雄-建水断裂等。Zheng等^[6]认为次级断裂也会分担部分主断裂的构造活动，这可能也是部分强震未发生在主要断裂及其周缘区域的原因之一。

2 数据与方法

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2.1 GNSS速度与震源机制解

为得到更全面的区域三维地壳运动图，本文综合前人获得的青藏高原东南缘GPS速度场进行形变研究。首先，筛选出文献[7]中垂直速度场与文献[8]中水平速度场的共同站点，删除水平速度误差≥1.5 mm/a和垂直速度误差≥2.0 mm/a的GPS站点，最终获得272个GPS站点(图2)，其中水平速度场以欧亚板块为参考框架，垂直速度场以ITRF2014为参考框架。利用GAMIT软件将以欧亚板块为参考框架的水平速度场转换到ITRF2014参考框架下，差椭圆表示95%的置信水平。

为更好地分析研究区地震活动与构造变形特征的关系，绘制震源机制解及其三角分类图(图3)，其中震源机制解数据来自GCMT目录1976—2023年数据，分类方法参考文献[9-10]。区域内走滑机制的地震有130个，主要分布在走滑断裂附近，如东南缘中部的鲜水河断裂、则木河断裂及其东南缘南部边界、南汀河断裂附近；正断机制的地震有46个，主要分布在东南缘中部的金沙江断裂与红河断裂附近；逆冲机制的地震有49个，主要分布在东南缘东北部的龙门山断裂附近，少数在东南缘西部。

2.2 多尺度球面小波方法

由观测得到的速度场依赖于参考系，难以用来描述块体内部与断裂周缘的变形，而应变则不受参考框架限制，可以更好地限定区域构造变形。本文利用Tape等^[2]的多尺度球面小波方法对转换后的GPS速度进行应变计算。该方法主要是基于小波分析理论，可使用球形小波基函数根据台站分布密度自动估计应变模式，并且能够有效检测观测的粗差。其中，球面小波定理是从无限平面空间演变为有限球面空间，球形小波基函数是通过平移和缩放从其母函数推导而来。通过基函数扩展来估计平滑场，并使用平滑约束稳定反演。

在半径为R的球体上定义的速度场可写为：

(1)

$v(\theta, \varphi)=v_r(\theta, \varphi) \hat{r}+v_\theta(\theta, \varphi) \hat{\theta}+v_{\varphi}(\theta, \varphi) \hat{\varphi}$

式中，$\hat{r}$表示垂直方向；$\hat{\theta}$表示南方向；$\hat{\varphi}$表示东方向。根据在N个不规则分布站点进行的一组测量来估计场v(θ, φ)，坐标为(θ_i，φ_i)，i=1，2，…，N。这些测量值可表示为：

(2)

$v_i=\left(v_r^i, v_\theta^i, v_{\varphi}^i\right)$

(3)

$v_i=\left[v_r\left(\theta_i, \varphi_i\right), v_\theta\left(\theta_i, \varphi_i\right), v_{\varphi}\left(\theta_i, \varphi_i\right)\right]$

对场v(θ, φ)进行分析，场函数允许在不同空间尺度上对速度场进行解耦。得到估计的速度场后，计算其应变率张量D，表达式为：

(4)

$\begin{array}{l}{\bf{D}} = \left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{\frac{{\partial {v_r}}}{{\partial r}}}&{\frac{1}{{2R}}\left( { - {v_\theta } + \frac{{\partial {v_r}}}{{\partial \theta }} + r\frac{{\partial {v_\theta }}}{{\partial r}}} \right)}\\{{D_{12}}}&{\frac{1}{R}\left( {{v_r} + \frac{{\partial {v_\theta }}}{{\partial \theta }}} \right)}\\{{D_{13}}}&{{D_{23}}}\end{array}} \right.\\\left. {\begin{array}{*{20}{c}}{\frac{1}{{2R}}\left( { - {v_\varphi } + \frac{1}{{\sin \theta }}\frac{{\partial {v_r}}}{{\partial \varphi }} + r\frac{{\partial {v_\varphi }}}{{\partial r}}} \right)}\\{\frac{1}{{2R}}\left( { - {v_\varphi }\cot \theta + \frac{1}{{\sin \theta }}\frac{{\partial {v_\theta }}}{{\partial \varphi }} + \frac{{\partial {v_\varphi }}}{{\partial \theta }}} \right)}\\{\frac{1}{R}\left( {{v_r} + {v_\theta }\cot \theta + \frac{1}{{\sin \theta }}\frac{{\partial {v_\varphi }}}{{\partial \varphi }}} \right)}\end{array}} \right]\end{array}$

式中，D为对称阵；R为地球半径；

$\frac{\partial v_\theta}{\partial \theta}, \frac{\partial v_\theta}{\partial \varphi}, \frac{\partial v_{\varphi}}{\partial \theta}, \frac{\partial v_{\varphi}}{\partial \varphi} $

为速度梯度张量；D₁₁为

$ \frac{\partial v_r}{\partial r}$

；D₁₂为

$ \frac{1}{2 R}\left(-v_\theta\right.\left.+\frac{\partial v_r}{\partial \theta}+r \frac{\partial v_\theta}{\partial r}\right)$

；D₁₃为

$ \frac{1}{2 R}\left(-v_{\varphi}+\frac{1}{\sin \theta} \frac{\partial v_r}{\partial \varphi}+r \frac{\partial v_{\varphi}}{\partial r}\right)$

；D₂₂为

$\frac{1}{R}\left(v_r+\frac{\partial v_\theta}{\partial \theta}\right) $

；D₂₃为

$ \frac{1}{2 R}\left(-v_{\varphi} \cot \theta+\frac{1}{\sin \theta} \frac{\partial v_\theta}{\partial \varphi}\right.\left.+\frac{\partial \mathcal{v}_{\varphi}}{\partial \theta}\right)$

；D₃₃为

$ \frac{1}{R}\left(v_r+v_\theta \cot \theta+\frac{1}{\sin \theta} \frac{\partial v_{\varphi}}{\partial \varphi}\right)$

。此处计算来自Tape等^[2]的程序支持文档，即引用Dahlen等^[11]的理论。

按照Tape等^[2]有关小波变换的方法，q表示具有相应空间尺度的小波顺序，因此q值的合理选取对于区域应变计算十分重要。前人基本都使用Tape等^[2]提出的按照区域站点密度进行选择的方法^[12]，本文选用Maurer等^[13]的L曲线计算方法选择q值。由于小波方法的参数化，未定义明确的L曲线，结果为点而不是线，具体计算公式如下：

(5)

$M_d \geqslant 2 G H A_s\left|\dot{\varepsilon}^{\max }\right|$

(6)

$\chi^2=\frac{\left(V_{\mathrm{s}}^{\mathrm{Mod}}-V_{\mathrm{s}}^{\mathrm{GPS}}\right)^2+\left(V_{\mathrm{e}}^{\mathrm{Mod}}-V_{\mathrm{e}}^{\mathrm{GPS}}\right)^2+\left(V_{\mathrm{u}}^{\mathrm{Mod}}-V_{\mathrm{u}}^{\mathrm{GPS}}\right)^2}{\left(\delta_{\mathrm{s}}\right)^2+\left(\delta_{\mathrm{e}}\right)^2+\left(\delta_{\mathrm{u}}\right)^2}$

式(5)、(6)分别代表地震矩与数据不匹配量，假设剪切模量G为30 GPa，发震深度H为18 km，A_s为表面积，最大主应变率

$\left|\dot{\varepsilon}^{\max }\right|=\max\left\{\left|\dot{\varepsilon}_1\right|, \left|\dot{\varepsilon}_2\right|, \left|\dot{\varepsilon}_1+\dot{\varepsilon}_2\right|\right\} $

。为量化建模数据和GPS数据之间的一致性，计算卡方函数χ²，其中，

$ V_{\mathrm{s}}^{\mathrm{GPS}}, ~ V_{\mathrm{e}}^{\mathrm{GPS}}, ~ V_{\mathrm{u}}^{\mathrm{GPS}}$

和

$ V_{\mathrm{s}}^{\mathrm{Mod}}, V_{\mathrm{e}}^{\mathrm{Mod}}, ~ V_{\mathrm{u}}^{\mathrm{Mod}}$

分别为GPS和建模数据沿纬度、经度和垂直方向的速度分量，δ_s、δ_e和δ_e为GPS数据的不确定性^[14]。

计算q取值3~10的结果，具体见图4。由图可知，除q=4外，其余点随着q值增大逐渐形成类似双曲线的形态；q≥9之后，计算结果不再变化。q=4的异常情况与Maurer等^[13]的计算结果相同，原方法认为是数据本身的误差，故此处未作讨论；q=7时离拐点最近，即权重平衡(trade-off)点，因此本研究以q=7作为允许的最大小波尺度。后续计算均在q=7的前提下进行。

2.3 应变计算方法

选定q值后，就可以计算应变率张量。应变率张量可以进一步用于计算各种应变分量，如第二应变不变量、面应变率、垂直应变率和最大剪切应变率。

面应变为水平方向上的应变，计算公式为：

(7)

$\dot{\varepsilon}_1=\frac{\left(\dot{\varepsilon}_{11}+\dot{\varepsilon}_{22}\right)}{2}+\sqrt{\left(\frac{\dot{\varepsilon}_{11}-\dot{\varepsilon}_{22}}{2}\right)^2+\left(\dot{\varepsilon}_{12}\right)^2}$

(8)

$\dot{\varepsilon}_2=\frac{\left(\dot{\varepsilon}_{11}+\dot{\varepsilon}_{22}\right)}{2}-\sqrt{\left(\frac{\dot{\varepsilon}_{11}-\dot{\varepsilon}_{22}}{2}\right)^2+\left(\dot{\varepsilon}_{12}\right)^2}$

(9)

$A=\dot{\varepsilon}_1+\dot{\varepsilon}_2$

式中，A为面应变率；$\dot{\varepsilon}_{11}$为D₂₂；$\dot{\varepsilon}_{22}$为D₃₃；$\dot{\varepsilon}_{12}$为D₂₃。垂直应变率为D₁₁。剪切应变率计算公式为：

(10)

$B=\dot{\varepsilon}_1-\dot{\varepsilon}_2$

式中，B为剪切应变率。第二应变不变量计算公式为：

(11)

$C=\sqrt{\dot{\varepsilon}_1^2+\dot{\varepsilon}_2^2+\dot{\varepsilon}_3^2}$

式中，C为第二应变不变量；$\dot{\varepsilon}_{3}$为垂直应变率。

3 结果

收起

从GPS水平速度场可以看出(图2(a))，从北向南沿鲜水河断裂至红河断裂以南，速度逐渐变小，并且这种衰减变化为连续分布。此外，GPS速度在整个区域表现为顺时针旋转趋势，说明青藏高原向东南扩展时，明显受到相邻四川盆地和华南地块等相对比较坚硬地块的阻挡作用，导致青藏高原东南缘地区物质的挤出与块体的旋转。旋转内边界以怒江断裂为界，并向南延伸至龙陵-瑞丽断裂，外边界为鲜水河-小江断裂带。具体到不同块体与断层，其实际水平运动特征各有差异。如小江断裂带两侧呈现出不同的运动趋势，断层左侧以走滑运动为主，断层两侧仍有较大的相对运动幅度，说明断层左侧走滑运动仍在发展中。从图2(b)可以看出，由北至南，垂直速度的下降趋势逐渐增大，但与水平运动相比仍很小。垂直速度最大值集中在龙门山断裂附近，最小值在金沙江断裂附近。

另外，从面应变(图5(a))和垂直应变(图5(b))可以看出，在红河断裂南部、金沙江断裂西部和北部具有较大的面应变拉张(约(20~40)×10^-9/a)，说明这些区域存在明显扩张。龙门山断裂和东构造结面应变为负值(约-20×10^-9/a)，说明该区域存在明显挤压。这可能是因为该区域在青藏高原向东扩展以及四川盆地阻挡作用下，导致中间区域的地壳拉张与龙门山断裂的地壳缩短；而喜马拉雅东构造结的强烈挤压变形，与印度板块向东南俯冲的结果是相符的^[6]。此外，垂直应变与面应变对应较好，龙门山断裂、理塘断裂和小江断裂等区域的垂直应变与面应变趋势基本一致。金沙江断裂东北部与北部垂直应变量级在(-5~10)×10^-9/a左右，显示可能存在重力垮塌^[15]，面应变在该区域表现出的强烈拉张特征也可印证这一点。龙门山断裂与喜马拉雅东构造结区域呈现出明显隆升(约(5~10)×10^-9/a)，这也与面应变表现的地壳缩短相对应。

剪切应变结果显示，鲜水河-小江断裂带剪切应变明显大于其他区域，这与该断裂带强烈的走滑剪切特征一致，也在一定程度上反映出鲜水河-小江断裂带与金沙江断裂作为川滇菱形地块东西边界在区域应变分异中具有重要作用。图5(d)为第二应变不变量，可以被认为是区域应变的总量^[16]，也凸出鲜水河-小江断裂带和金沙江断裂的作用。2个断裂带的总应变值高达约60×10^-9/a，导致这些断裂带上7级以上地震频发。

为更直观地对比此次应变结果与地震活动的关系，将应变速率与震源机制类型绘制成图进行分析(图6)。Kreemer等^[16]对应变类型进行定义，刻度范围从-1(压缩的)到1(拉伸的)，计算公式为：

(12)

$E=\left[\frac{A}{\max \left(\left|\dot{\varepsilon}_1\right|, \left|\dot{\varepsilon}_2\right|\right)}\right]$

式中，E为应变类型。

4 讨论

收起

4.1 面应变与垂直应变对地壳运动的响应

综合面应变与垂直应变结果可知，喜马拉雅东构造结与龙门山断裂存在明显的地壳缩短，并伴随一定隆起，这些与区域地质构造背景一致，地震资料与地质调查结果也可说明该区域的挤压构造条件^[17-18]。相比之下，青藏高原腹地一直延伸到金沙江断裂附近，面应变表现为明显拉张，垂直应变显示出一定的沉降。这些应变特征反映出高原物质在重力势能作用下发生明显运移^[19]。这种运移围绕喜马拉雅东构造结进行一定的旋转，在一定程度上也说明了喜马拉雅东构造结在区域应变分配中的影响，即印度板块北东向俯冲对于区域运动具有重要的支配作用^[20-21]。在喜马拉雅东构造结和龙门山断裂，以及金沙江断裂与鲜水河-小江断裂带之间的川滇菱形地块区域，应变量值明显偏小，这可能是将该地块视为一个独立构造单元的原因之一。此外，红河断裂及其周围断裂区域应变值均偏小，这与该断裂的活动性质有关，地质构造资料显示，该断裂自全新世以来滑动速率较低，是一条活动较弱的断裂^[22]。

4.2 地震分布与应变率的关系

从图6可以看出，应变类型与震源机制分布非常一致。金沙江区域应变整体为剪切与拉张类型(介于0~1之间)，与实际的震源机制结果较为一致；沿龙门山断裂一带的震源机制解以逆冲或逆冲兼走滑为主，应变均为压缩与剪切类型(介于-1~0之间)；鲜水河-小江断裂带整体上为剪切应变类型(在0值附近)，这与震源机制所反映的结果一致，即沿鲜水河-小江断裂带为走滑性质的断裂活动，说明应变结果能够较好地对应地震分布。此外，鲜水河-小江断裂带也是压缩与拉张区域的分界线^[23]，其东部的龙门山断裂为压缩区，这是由于地壳物质在向东南方向挤压的过程中，受到四川盆地对其东扩的阻力，从而导致上地壳绕东喜马拉雅山进行顺时针旋转(图2(a))，从而产生显著的压缩应变^[24]；其西部为拉张应变类型，主要动力来源于印度板块向北运动过程中产生的剪切拉伸作用，且走滑断层对于调节青藏高原的块体运动与地壳隆起十分关键，因此该处由于剪切拉伸作用形成的走滑断层还揭示了区域内川滇地块的地壳走向与延伸作用^[25]。在最西部，即喜马拉雅东构造结区域，应变又转为压缩类型，这可能是由印度板块向东北方向俯冲所致。

4.3 区域构造动力学机制

GNSS水平速度场与应变结果显示，研究区的一阶变形特征为高原物质沿东南缘作顺时针旋转，由鲜水河断裂北边的东西向挤压转变为红河断裂南边的南北向挤压。青藏高原到印度支那地块之间地形的变化也会促使上述偏转，这种应变的偏转反映出与周围块体的相互作用^[26]。垂直速度和应变结果也可验证这种水平运动特征。但在鲜水河和小江断裂附近区域，垂直速度存在不同程度的隆起，面应变也存在该现象，这可能与下地壳流或区域地幔物质上涌有关，地震资料也显示在该区域存在2个明显的低速带^[27-28]，从而导致沿鲜水河断裂向南物质的增厚以及垂向速度的增加。该区域在印度板块向北推挤的过程中，物质沿鲜水河-小江断裂运移，在这个过程中受到相邻块体的阻挡以及大型走滑断裂的走滑剪切作用，导致该区域相对于周围块体作顺时针旋转运动，同时在青藏高原腹地向东南方向扩展过程中，发生一定程度的重力垮塌，导致金沙江断裂附近区域形成正断层。

5 结语

收起

1) 面应变与垂直应变分析表明，高面应变区对应低垂直应变区，低面应变区对应高垂直应变区。上述现象说明，水平速度与垂直速度具有良好的耦合性，两者变化虽然在数值上无法完全对应，但变化趋势密切相关，说明不只水平速度可以用来描述区域地壳运动，垂直速度也能反映部分特征，从而有助于地震危险性分析。更进一步来说，2种应变的量级一致，从地壳物质均衡等方面分析，说明该区域的地壳应变可近似认为是连续的弹性变化。

2) 结合应变类型与震源机制可知，无论是正断层、逆冲断层还是走滑断层，其分布都与应变类型对应较好。喜马拉雅东构造结与龙门山断裂区域为逆冲断层，鲜水河-小江断裂带区域为走滑断层，金沙江断裂区域为正断层。这可能是因为印度板块向北推挤，物质向东南方向运移，同时受到重力扩展与地幔流的影响。

3) 结合区域应力应变空间分布特征与地震层析成像等结果，认为龙门山断裂与喜马拉雅东构造结处于挤压应变区域，这主要是因为印度板块向东北方向推挤并受到四川盆地的阻挡作用；两者之间区域的应变特征表明高原物质的重力扩展以及沿鲜水河-小江断裂系统的走滑剪切、垂直隆升与地壳增厚作用明显，可能与下地壳流或区域地幔物质上涌联合区域重力势能作用有关。

基金

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中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(CEAIEF2024030101)
中国地震局地震预测研究所基本科研业务费专项(CEAIEF20240201)

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文献

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2025年第45卷第3期

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doi: 10.14075/j.jgg.2024.04.157

接收时间：2024-04-08
首发时间：2026-10-30
出版时间：2025-03-15

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收稿日期：2024-04-08

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作者信息

1 中国地震局地震预测研究所, 北京市复兴路63号, 100036

通讯作者:

潘正洋，博士，副研究员，主要研究方向为地震构造形变与岩石圈变形，E-mail: panzhengyang@ief.ac.cn

PAN Zhengyang, PhD, associate researcher, majors in seismic tectonic deformation and lithospheric deformation, E-mail:panzhengyang@ief.ac.cn

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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