12月6日，國際著名學(xué)術(shù)期刊《自然?通訊》（Nature Communications）再次在線發(fā)表了地球科學(xué)學(xué)院構(gòu)造地質(zhì)學(xué)科陳漢林教授團(tuán)隊(duì)和國際合作者關(guān)于大型褶皺沖斷帶長期地形生長與瞬時地震隆升形態(tài)差異的協(xié)調(diào)機(jī)制的最新研究成果。該論文第一作者為學(xué)院2020年12月份畢業(yè)的博士畢業(yè)生張欲清（現(xiàn)中國石油勘探開發(fā)研究院博士后），通訊作者為學(xué)院陳漢林教授和石許華研究員。

地形隆升塑造了地表景觀和地貌，并深刻影響區(qū)域氣候變化與生物多樣性。因此，地形的長期生長過程與瞬間地震隆升之間的關(guān)系，一直以來是地球動力學(xué)研究的焦點(diǎn)。盡管大量研究認(rèn)為，反復(fù)的地震活動是高聳地貌形成的主要原因。但在全球范圍的褶皺沖斷帶（如喜馬拉雅前陸、伊朗扎格羅斯、青藏高原北緣）內(nèi)，長期地形生長與瞬間地震隆升之間的形態(tài)經(jīng)常呈現(xiàn)出較大偏移（簡稱“地形偏差”）。例如，2015年在青藏高原西北緣的皮山構(gòu)造帶（圖1）發(fā)生的6.4級地震產(chǎn)生的同震地形隆升與該構(gòu)造帶長期的褶皺地形（由地表河流階地變形指示）高點(diǎn)之間表現(xiàn)出5 公里左右的水平位置偏差（圖2）。這種長時間和地震瞬間之間的“地形偏差”迫使學(xué)界尋找地震同震變形之外的其他可能機(jī)制（如震間滑移）來解釋不同時空尺度的地形隆升與造山過程。

圖1.皮山地區(qū)地質(zhì)特征、地表地貌與地質(zhì)剖面圖。（a）皮山構(gòu)造帶地質(zhì)圖，（b）皮山構(gòu)造帶河流階地地貌圖（據(jù)Ainscoe et al. 2017修改），（c）區(qū)域高程剖面，（d）皮山構(gòu)造帶地質(zhì)剖面。

圖2.皮山構(gòu)造帶運(yùn)動學(xué)過程與地表變形關(guān)系。（a）地表河流階地，2015年皮山6.4級地震同震與震后變形剖面分布（據(jù)Ainscoe et al. (2017)修改）；（b）皮山?jīng)_斷帶幾何樣式與斷層活動性。

該研究成果選取青藏高原西北緣西昆侖山前的皮山構(gòu)造帶為研究實(shí)例，通過高分辨率的反射地震勘探資料解釋、生長地層與河流階地變形的識別和運(yùn)動學(xué)模擬（圖3），發(fā)現(xiàn)這種“地形偏差”是皮山構(gòu)造帶深部雙重構(gòu)造內(nèi)逆沖斷層復(fù)雜運(yùn)動學(xué)過程所造成，而與具體的斷層滑移機(jī)制（同震或者震后）無關(guān)，從而揭示了褶皺沖斷帶內(nèi)長期地形生長與瞬間地震隆升之間的形態(tài)呈現(xiàn)出較大偏移的機(jī)制，對認(rèn)識造山帶的長期地形生長機(jī)制具有重要意義。

圖3.雙重逆沖斷層系統(tǒng)的生長地層與階地褶皺模擬。（a-b）兩條斷層同時活動的生長地層模型與參照模型，（c-d）兩條斷層同時活動的階地褶皺模型與參照模型。

該研究獲國家自然科學(xué)基金企業(yè)聯(lián)合創(chuàng)新基金（U22B6002）等資助，12月21日國家自然科學(xué)基金委員會在基金委網(wǎng)站“資助成果”一欄中對成果進(jìn)行了系統(tǒng)的報道。

論文詳見：Zhang, Y., Chen, H.*, Shi, X.*, Almeida, R., Walker, R., Lin, X., Cheng, X., Deng, H., Chen, Z., and Hu, X., 2023, Reconciling patterns of long-term topographic growth with coseismic uplift by synchronous duplex thrusting: Nature Communications, v. 14, no. 1. https://doi.org/10.1038/s41467-023-43994-6