印度板块与欧亚大陆自约 55 Ma 前发生陆陆碰撞以来，逐渐塑造出全球最宏伟的构造高原——青藏高原(Molnar and Tapponnier, 1975; Yin and Harrison, 2000)。整个高原隆升体系横跨数千公里，持续进行的地壳加厚与伸展活动，形成大型走滑断裂网络及内部的一系列近南北走向裂谷，被普遍视为研究大陆动力学、岩石圈流变以及地震孕育机制的天然实验室。然而，尽管几十年来积累了大量地质、地球物理与地球化学观测，一个核心问题始终没有获得统一答案：在如此尺度宏大的大陆碰撞带中，构造变形究竟是在整个高原岩石圈连续分布，还是主要集中在少数大型断裂带之上？20 世纪后半叶提出的两类经典模型奠定了这一争论的理论基础。一类以薄黏性板模型为代表，强调岩石圈在重力势能差与板块汇聚双重驱动下发生连续、类流体式的区域变形(England and McKenzie, 1982; England and Houseman, 1988)。在这一框架中，高原被视作在区域尺度上缓慢流动的黏性体，其内部变形速度梯度与应变主要由边界条件和岩石圈整体强度控制。另一类模型则更加突出大型走滑断裂与块体边界的重要性，认为这些构造单元像“骨架”一样主导高原内部物质的侧向迁移，并推动构造块体向东或东南逃逸(Tapponnier et al., 1982; Tapponnier et al., 2001)（图1）。
图1 青藏高原演化的连续变形与块体挤出模型。（a）和（b）引用自England and Houseman (1986)，分别显示了青藏高原实际地形和薄黏性板模拟均匀变形的高原地形。（c）和（d）显示了物理实验模拟的块体挤出（图片来源）
随着 GNSS 技术在 1990 年代后期逐步应用于高原构造研究，这两种观点均获得了一定程度的支持。观测结果显示，印度板块持续向北挤压欧亚大陆，而高原内部则普遍发生近东西向伸展，并伴随向东的整体位移趋势(Ge et al., 2015; Wang and Shen, 2020; Zhang et al., 2004)。然而，由于GNSS台站在高原腹地分布稀疏，速度场在空间上的连续性不足，使得应变是否集中在断裂带附近、断裂之间是否存在显著的连续变形、以及不同断裂对整体构造格局的相对重要性，始终难以定量评估。
进入 21 世纪后，卫星雷达干涉测量（InSAR）技术迅速发展，尤其是欧空局Sentinel-1 (哨兵1号)星座卫星（由发射于2014年Sentinel-1A及2016年的Sentinel-1B组成）提供的长时间序列、高重复轨道、高分辨率（5x20m）雷达观测数据，为构建高质量雷达干涉影像对，进而提取大尺度连续地表形变速度场带来了革命性机遇。这种观测能力使研究者能够在大陆尺度上以公里级分辨率刻画地表形变，从而为检验大陆变形机制提供关键观测约束。Wright et al. (2026)正是在这一技术飞跃背景下，对青藏高原进行了迄今空间范围最广、最连续的大地测量综合分析。
Wright et al. (2026)整合 2016–2024 年期间覆盖青藏高原及其周缘的 200 余个 Sentinel-1 升、降轨观测数据，利用先进的时间序列 InSAR 处理算法生成高精度视线向速度场(Lazecký et al., 2020; Morishita et al., 2020)，并通过 GNSS 与水准测量约束参考框架与三维运动分量，最终反演得到 1 km 分辨率的三维地表速度场及连续应变率分布图（图2）。在多数地区，速度不确定度被控制在 2 mm/yr 以内，这一精度足以解析断裂带附近的速度突变、高原内部的缓慢伸展以及盆地—高原过渡区的细微差异。与以往主要依赖 GNSS点状观测的研究相比，该成果在空间连续性与细节刻画方面实现质的飞跃，使高原内部此前模糊的构造边界、应变集中区与扩散区首次以清晰图像呈现出来。
图2 本研究获得的青藏高原高分辨速度场。（A）背景颜色为通过InSAR获得的高分辨东向速度场，点线为GNSS台站测得的相对稳定欧亚大陆速度矢量。（B）和（C）展示了沿图（A）中a-a’和b-b’剖面的东向速度。其中彩色点为剖面15km范围内InSAR观测结果，黑色短竖线为剖面周围100km内GNSS观测结果，黑色实线是含深大断裂的数值模拟结果，黑色虚线是不包含深大断裂的数值模拟结果
新的高分辨率应变场揭示的最重要特征之一，是高原内部最高剪切应变几乎完全沿昆仑、阿尔金、海原和鲜水河等几条主要走滑断裂分布，而大量次级断裂并未表现出显著的现代活动信号（图3）。断裂之间的广大区域虽然仍在持续变形，其应变水平明显高于稳定克拉通，却远低于这些主控断裂带。这一空间格局在定量上表明，高原变形并非在无数构造单元之间平均分配，而是由少数关键断裂承担了大部分剪切变形，从而在大陆尺度上塑造了现代速度场的总体形态。换言之，高原表现为一种“连续介质 + 嵌入式深大断裂”的混合构造体系。
图3 本研究估计的现今剪应变分布
同时，作者在经典薄黏性板动力学模型(England and McKenzie, 1982; Houseman and England, 1986)中显式引入断裂不连续界面，并用“断裂阻力系数”描述断裂在多个地震周期尺度上的平均强度(Fang et al., 2024)。通过反复试算，使模型预测的速度场与观测结果在区域尺度上达到最佳匹配（图4），从而推断不同构造单元的有效黏度以及主要断裂的相对强度。在模拟中，岩石圈整体被做为一个薄黏性板，青藏高原强度整体偏弱，其南部和中部地区尤为显著，而几条大型走滑断裂普遍表现出极低的摩擦强度，对应其下方存在贯穿岩石圈的深部韧性剪切带。这意味着，这些断裂并非仅局限于上地壳的脆性破裂带，而是在更深层次上形成长期活动的低强度结构通道。进一步的简化力学模型揭示了，深大断裂弱化如何在高原尺度上“牵一发而动全身”地放大构造效应的力学机制。结果表明，昆仑断裂的强度直接控制高原中南部地区东西向伸展的空间范围：只有当昆仑断裂强度极弱时，重力作用导致的东西向伸展才能广泛分布于高原内部。将这一动力学结果与地质年代学证据相结合，研究者注意到昆仑断裂在中新世被激活的时间，与高原内部一系列南北向裂谷开始形成的时期高度一致(Duvall et al., 2013; Lee et al., 2011; Staisch et al., 2020)。据此，论文提出一种新的演化图景：大型走滑断裂在构造演化过程中逐渐成熟并弱化，从而在中新世触发或放大了高原内部的构造重组与伸展格局。
图4 含断层薄黏性板动力学数值模拟得到的东向速度场
该项研究应用GNSS、InSAR及水准观测提供的地表变形可能对岩石圈深部的变形过程缺乏有效约束，因此在讨论整个岩石圈的变形行为时应对解的不唯一性加以重点关注。同时其数值模拟研究因为使用的是简单的二维薄黏性板动力学模拟方法，无法模拟深度上分层的岩石圈结构发生的三维变形过程，而针对青藏高原可能存在的中下地壳流(Royden et al., 1997)以及可能存在的岩石圈变形过程深度解耦行为(陈凌 et al., 2025)都无法进行有效约束和讨论。中新世的热结构、地形和边界条件可能与现在不同；同时断裂强度随时间演化尚缺乏直接约束，这些限制在将现有研究结论外推时都需要非常小心。
该研究在大陆碰撞带尺度上将高分辨率空间大地测量观测与动力学模型紧密结合，定量证明少数岩石圈尺度的深大断裂能够调控整个区域的现代变形。这一结果为长期存在的“连续介质”与“块体模型”之争提供了综合性的物理框架，表明两者并非对立，而是共同组成大陆变形的多尺度结构体系。应变高度集中于主断裂带的发现，对地震危险性评估具有直接启示意义。这要求在构建区域地震危险性模型时，必须更加重视这些深大断裂在岩石圈尺度上的力学特性，而非仅依据浅表构造几何进行评估。对断裂下方低黏度剪切带的定量估计，为热弱化、晶粒细化和流体参与等断裂演化机制提供了现实尺度约束，也为理解地震孕育区与深部韧性层之间的耦合关系提供新的研究方向。这些结果将推动未来将地球物理成像、岩石学与动力学模拟更加紧密结合，从而揭示断裂系统在整个岩石圈中的形成与演化过程。
主要参考文献
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（撰稿：梁晓峰、李绍阳、褚杨/岩石圈演化学科中心）
