预测所研究生刁洋洋发表青藏高原东北缘构造变形机制与高原应力格局相关研究成果

青藏高原东北缘作为青藏高原向大陆扩展的前缘部位,是研究大陆内部活动地块变形、断裂位移转换和强震孕育机制的关键区域。尽管前人已对该区域地壳形变、活动构造和断层滑动速率开展了大量研究,但是块体旋转和内部变形如何调控主要活动断裂滑动速率的空间分异,以及区域应力—应变耦合关系如何影响区域应变积累和强震危险性,仍然有待进一步厘清。基于此,综合利用震源机制解、GNSS速度场,系统研究区域现今构造应力场与滑动不稳定性、应变场与地壳运动变形特征、主要断裂滑动速率及其地震危险性。

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图1 青藏高原东北缘历史地震分布及断裂带空间分布

研究构建的青藏高原东北缘区域包含24个块体的精细模型,揭示了海原断裂、东昆仑断裂和阿尔金断裂滑动速率的分段衰减和区域块体差异旋转特征。更新后的块体模型还为解释共和盆地及邻区的构造变形提供了新的运动学约束。

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图2 青藏高原东北缘三条大型走滑断裂滑动速率空间分布

通过系统梳理前人地质学和大地测量研究获得的断层滑动速率,研究发现,海原断裂、东昆仑断裂和阿尔金断裂的运动特征:滑动速率沿断裂走向呈现出类似“刹车”的端部衰减现象。

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图3本研究结果与前人大地测量反演结果和地质滑动速率结果对比图

本研究基于大地测量资料获得的滑动速率反演结果与前人结果具有较好的一致性,进一步证实了这一特征。这种沿走向的滑动速率衰减表明,大型走滑断裂的运动在其端部并非简单终止,而是通过构造转换及块体内部变形等方式实现运动的调整与分配。

在此基础上开展青藏高原震源机制数据库整合及应力场特征研究。新生代时期印度/欧亚板块的碰撞和持续挤压,造就了全球最壮观的地质事件—青藏高原的形成。作为大陆变形的典型构造,其大陆变形过程一直存在争议。地震震源机制解通过断层面走向、倾角、滑动角等参数,不仅可以确定断层的类型还为理解区域的变形机制和应力状态提供约束(Gephart and Forsyth, 1984; Hardebeck and Michael, 2006)。

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图4 青藏高原及邻区网格化应力场与次级活动地块应力状态

本研究收集青藏高原区域震源机制解,通过去重等质量控制,最终形成7759个震源机制解组成的数据库。以活动地块动态跟踪工作组划分的青藏高原活动地块2.0模型为基础,对该模型中的24个次级地块进行应力场细化研究。通过联合迭代反演方法给出分辨率为1.0° × 1.0°的青藏高原及邻区网格化应力场与24个次级活动地块应力状态,细化在印度板块推挤背景下青藏高原向东北与东南方向应力分异特征。

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图5 青藏高原24个次级活动地块边界滑动趋势分布

在此基础上,研究进一步搜索24次级活动地块边界带周边震源机制,反演应力场并计算断层滑动趋势。该指标综合考虑现今应力状态与断层走向、倾角等几何条件,反映断层在当前应力作用下发生滑动或再活动的有利程度。滑动倾向越高,说明断层产状与区域应力场的匹配程度越高,越接近有利滑动状态。

上述研究从地壳运动、断层滑动速率、应变积累和构造应力等不同尺度,系统刻画了青藏高原东北缘及整个高原现今构造变形特征,为认识大型走滑断裂运动分配、区域应力传递及活动地块相互作用提供了新的观测约束,也为重点活动断裂地震危险性分析提供了基础。下一步将进一步融合高分辨率GNSS、InSAR等多源大地测量资料,深化对重点断裂不同区段闭锁、蠕滑及应变积累过程的研究,探索断层运动状态、应力—应变演化与强震孕育之间的关系。

上述研究成果相继发表在期刊《地球与行星物理论评》、《Earth, Planets and Space》、《Geophysical Journal International》。上述研究得到中央级公益性科研院所基本科研业务费专项面上与重点项目(CEAIEF20230206、CEAIEF2024030101)的联合资助。

论文第一作者为预测所2023级硕士生刁洋洋,导师为邵志刚研究员、潘正洋副研究员。通讯作者为中国地震局地震预测研究所潘正洋副研究员。

论文信息:

1. 刁洋洋,潘正洋,邵志刚等(2026).青藏高原东北缘地震活动与地壳变形研究展望.地球与行星物理论评(中英文),1-21. doi: 10.19975/j.dqyxx.2025-012.

2. Diao, Y., Pan, Z., Shao, Z. (2026) Multi-Block Modeling of Crustal Deformation and Fault Slip Rates Across the Northeastern Tibetan Plateau. Earth, Planets and Space. https://doi.org/10.1186/s40623-026-02420-z.

3. Diao, Y., Pan, Z., Shao, Z., Wang, W., Li, M., Hao, M. (2026) The stress pattern and slip tendency in the Tibetan Plateau and adjacent regions under a new active-tectonic block framework. Geophysical Journal International.doi:10.1093/gji/ggag311.


撰稿人:刁洋洋

审稿人:潘正洋