青藏高原东南缘持续隆升和扩张，陆内变形，块体挤出，物质顺时针旋转逃逸，处于旋转和挤压前端的川滇菱形块体前缘因其强烈的构造活动和频繁的地震活动而备受关注。小江与红河断裂作为川滇菱形块体的活动边界，二者之间的交切关系及对菱形块体前缘构造活动变形特征的影响也一直处于争论之中。近年来，川滇菱形块体的东边界强震频发，加速块体旋转，并持续向南挤压，川滇菱形块体前缘的构造活动和大震危险性值得进一步关注。因此，研究川滇菱形块体前缘现今应力状态和构造交切活动特征，对理解现今青藏高原东南缘构造格局和运动模式具有重要科学意义，从而为地震重点监视防御区划分和地震风险评估提供参考依据。

流体是深部活动信息的载体，并沿活动断层迁移至地表。流体对孔隙度的变化响应非常灵敏。在地震活动、应力积累和断裂活动的构造区中，特别是在大型断裂相交处，当裂缝发育程度发生变化时，流体的物理和化学特征会发生变化。从流体化学角度揭示对应力状态、构造活动、流体物质来源及深浅流体运移演化与断裂切割连通关系是构造地球化学的研究热点。

图1  (a) 青藏高原东南部及邻近地区构造简图。(b) 研究区区域地质图、断层分布和温泉采样点。SYB：川滇菱形块体；SCB：华南地块；ICB：印支地块；XJF：小江断裂；RRF：红河断裂；QJF：曲江断裂；SJF：石屏-建水断裂。

研究团队通过多次系统地野外流动观测取样（图1），分析研究川滇菱形块体前缘主要断裂沿线流体地球化学空间分布、混合和循环演化特征以及流体的成因。结合地质、地球物理、GPS研究成果，探究小江断裂和红和断裂交汇区构造活动与流体地球化学之间的关系，揭示当前的构造应力状态。取得了以下认识：

图2  研究区温泉流体地球化学空间分布特征。 (a) ³He/⁴He(Rc/Ra)比值与电阻率；(b) HCO3⁻浓度与最大剪切应变率；(c) Ca²⁺浓度与面应变率；(d) TDS值、地震和热储温度场。

温泉水和气体呈空间耦合分布，在红河断裂、曲江、石屏建水断裂沿线观察到明显偏高的离子浓度和³He/⁴He值(Rc/Ra：0.21-0.62Ra)，多学科综合研究表明，红河断裂是超壳断裂，曲江、石屏建水断裂下方有幔源物质侵入地壳（图2-3），活动断裂是幔源流体流动的通道。

图3  研究区温泉气同位素值组成关系。

流体化学特征的空间分布差异、构造活动和地表形变特征，共同揭示现今菱形块体前缘强烈的挤压应力向小江断裂西侧转移，集中在的曲江、石屏建水断裂上，水-岩作用增强，深源气体释放比例增加，同时浅部气体组分贡献增加（图3），我们解释为沿走滑逆冲断裂强烈挤压破坏，裂缝发育所致。

图4 研究区温泉水Piper图和δ²H与Cl⁻的关系图。

边界断裂带流体化学作用强度表明红河断裂边界作用要强于小江断裂南段（图2）。两条断裂交汇处流体的不混合特征（图4）表明断裂之间缺乏利于流体运移的通道。川滇菱形块体前缘强的流体地球化学活动性，并结合印支地块内较低的³He/⁴He值、较低的剪切应变、稳定的热储温度场和极低的历史地震活动性，揭示现今小江断裂可能没有切穿红河断裂继续向南运动（图2、图5）。红河和小江交汇部位未来地震活动仍值得关注，应加强流体地球化学的连续观测。

图5  川滇菱形块体前缘构造特征三维示意图。

上述研究成果近期以“Geochemical characteristics of thermal springs and insights into the intersection between the Xiaojiang fault and the Red River fault, southeastern Tibet Plateau”为题发表在国际地学期刊《Geochemistry, Geophysics, Geosystems》。中国地震局地震预测研究所硕士研究生、云南省地震局工程师邵维晔为本文的第一作者，中国地震局地震预测研究所李营研究员为唯一通讯作者，合作作者包括中国地震局地震预测研究所陈志研究员、路畅助理研究员，云南省地震局赵慈平研究员、李其林副研究员、冉华和番绍辉工程师，云南财经大学王云副教授，中国地震局地震预测研究所和中国地质大学（北京）联合培养博士研究生刘兆飞，以及中国地震局地震预测研究所硕士研究生高梓涵和罗一力。本研究得到云南省重点研发计划(202203AC100003)，云南省地震局地震科学青年基金项目(No. 2022K10)，国家自然科学基金项目(No. 42073063)和中国地震局地震预报研究所专项基金项目(No. CEAIEF20230301)联合资助。

论文信息：Shao, W., Liu, Z., Li, Y.*, Chen, Z., Lu, C., Zhao, C., Wang, Y., Li, Q., Gao, Z., Luo, Y., Ran, H., Fan, S. (2024). Geochemical characteristics of thermal springs and insights into the intersection between the Xiaojiang fault and the Red River fault, southeastern Tibet Plateau. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 25, e2023GC011431. https://doi.org/10.1029/2023GC011431

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