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活动断层（又称“活断层或活动断裂”）是指在最新地质时期持续活动，并且未来仍将活动的断层，第四纪活动断层则特指在距今约2.6 Ma以来多次发生地表错动，现在仍在或未来仍可能发生活动的断层（Willis，1923; Machette，2000; 吴中海，2019）。因此，恢复一个地区的第四纪活动断层图像有助于揭示区域岩石圈或地壳最新地表变形样式及其机制。印度与欧亚板块新生代期间的持续陆陆碰撞过程造就了全球平均海拔最高、变形最为强烈且规模巨大的陆内活动造山系统——喜马拉雅-青藏高原造山带（Dewey et al.，1988; Molnar and Lyon-Caen，1989; 许志琴等，2006）。20世纪70~80年代，基于遥感解译、震源机制和地表调查等发现，青藏高原虽处于近南北向强烈挤压作用下，但自中新世晚期或上新世以来，不同于高原主要边缘的褶皱或逆冲断层作用，包括藏南、藏北的青藏高原中南部已转为以近东西向伸展变形为主的构造环境，发育了众多以近南北向正断层和北东向与北西向走滑断层为主的第四纪活动断层（Tapponnier and Molnar，1977; Molnar and Tapponnier，1978; Ni and York，1978; Verma and Reddy，1988），而且大致以班公湖-怒江缝合带为界，藏南与藏北的伸展变形方式与机制等可能存在差异性（图1）。其中藏南以发育相对连续且规模较大的近南北向裂谷伸展构造为特征（Armijo et al.，1986; 卞爽等，2021），而包含羌塘地块在内的藏北可能是近南北向正断层与北东向、北西向走滑断层共存，并通过挤出-伸展作用来调节内部变形（Rothery and Drury，1984; Ratschbacher et al.，2011）（图1）。但上述变形究竟更符合“块体变形”还是“连续变形模式”仍存争议（Tapponnier and Molnar，1977; Molnar and Tapponnier，1978; Armijo et al.，1986; Taylor et al.，2003; Zhang et al.，2004; Thatcher，2007; Ratschbacher et al.，2011）。因此，关于青藏高原内部近东西向伸展变形的方式、机制及其与高原隆升的成因联系等一直是地学界关注的焦点（Molnar and Lyon-Caen，1989; Yin et al.，1999; Kapp and Guynn，2004; Yin and Taylor，2011）。
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由于恶劣的高寒环境和交通条件等限制，对高原内部第四纪活动断层和相关强震活动等的调查研究更多集中在其东、南部地区，尤其是藏南的亚东—谷露裂谷和青藏公路/铁路沿线等区域（Armijo et al.，1986; 吴中海等，2006，2009; 哈广浩和吴中海，2021）。而针对人迹罕至的藏北高原，已有研究和认识主要来自天然地震数据和遥感解译结果。虽然部分资料显示阿里北部地区存在活动的正断层和走滑断层，但一直缺乏相对详细的第四纪活动断层图像，而且调查研究程度非常薄弱，仅对少量走滑断层做过影像判读和地质解释（Taylor et al.，2003），导致对该区的活动断层仍知之甚少，这很大程度上限制了对该区活动构造变形样式及其机制的深入理解。2019年9~10月，笔者在参加“西藏改则县、措勤县1∶5万地质灾害详细调查项目”野外调查期间，对阿里北部及改则至阿鲁错一带进行了活动断层及相关灾害的路线考察，并沿阿鲁错地堑系南段的昆楚克错地堑西侧边界发现了正断层活动证据及新鲜的同震地表破裂等。基于新的发现，笔者进一步通过详细的活动断层遥感解译，并综合地质和地震等资料，获取了阿里北部西羌塘地块内部相对精细的活动断层分布图像（图2），并据此剖析了该区的活动构造变形特征，深入讨论了其变形机制问题，希望新的研究有助于更好地认识藏北高原西部的第四纪伸展变形特征、机制以及相关的孕震构造等问题。
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1 研究区背景
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西藏阿里北部平均海拔5500 m左右，属于青藏高原中部的藏北高原区且大部分为无人区。区域地质资料显示（潘桂堂和丁俊，2004），该区主体属于龙木错-双湖缝合带南侧的南羌塘地块西部区域，其中基岩区以出露石炭纪—二叠纪夹火山岩的沉积地层为主，部分区域有渐新统的火山岩和中新统—上新统的紫红色或砖红色砂砾岩、泥岩地层，局部有白垩纪和三叠纪的中酸性侵入岩体和基性岩脉（图3）。在高山谷地、宽阔河谷或湖盆、断陷盆地中，主要充填了不同类型的上新世地层和第四纪松散沉积物，尤以中更新世以来的冰川-冰水沉积与冲-洪积以及晚更新世以来的湖相沉积等为主。
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图1 青藏高原的活动断层基本格局与研究区位置
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Fig.1 The basic pattern of active faults around the Tibetan Plateau and study site
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图2 阿里北部地区的主要活动断层与地震
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Fig.2 Major active faults and earthquakes around northern Ngari in Tibet
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（a）—研究区的主要第四纪活动断层、M≥4.0历史地震和震源机制解;（b）—震源机制解的现今水平最大主应力方向（N/P轴）（即水平挤压方向）和最小主应力方向（T轴）（即水平伸展方向）统计图;（c）—震源机制解的震源破裂节面统计结果（注:震源机制解数据见表1，地震数据源自美国地质调查局（USGS）地震目录https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/search/）
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(a) —The major Quaternary active faults, historical M≥4.0 earthquakes and focal mechanism solutions in the study area; (b) —a statistical plots of the present horizontal direction of maximum principal stress (N/P axis) (horizontal compression direction) and minimum principal stress direction (T-axis) (horizontal extension direction) from the focal mechanism solutions; (c) —a statistical plots of focus rupture surfaces from focal mechanism solutions (note: focal mechanism solution according to table1, the seismic data from the U.S. geological survey (USGS) earthquake directory, https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/search/)
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地貌上，研究区地处高寒且极为干燥的羌塘高原北部，以极高山-高山、盆谷地貌为主，发育内流河湖水系，而且不同规模湖泊星罗密布，既包含了鲁玛江东错、龙木错、阿鲁错、美马错、结则茶卡、清澈湖-骆驼湖等多个中-大型湖泊，也有昆楚克错、窝尔巴错、独立石湖、恰贡错、小盆湖、温泉湖、万泉湖、托和平错、四家湖、夏碱湖、长条湖、喀湖错、查木错、鸭子湖和布木错等众多中-小湖泊（图2a）。其中大部分湖泊海拔集中在4700~5200 m左右，而湖盆周缘是平均海拔5800 m以上高山-极高山和5200~5600 m左右的相对低缓山地。前者常见极大陆型现代冰川发育，冰舌末端海拔多在5400~5500 m左右，其中地势最显著的是窝尔巴错西南的散尔多山、美马错-阿鲁错西侧的阿鲁（或称“阿汝”）雪山，以及恰贡错北部的土则岗日雪山（主峰海拔6356 m），它们的最高峰海拔皆在6300 m以上，其中美马错西侧的角果若峰（6404 m）海拔最高。
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综合西藏阿里地区已有的活动断层资料可知，前人研究更多集中在藏北高原南北两侧的大型边界走滑断裂带上，主要是北东向龙木错-郭扎错左旋走滑断裂带和北西-北西西向的喀喇昆仑右旋走滑断裂带（Wright et al.，2004; Chevalier et al.，2012，2017; Wallis and Searle，2019）。在阿里北部的羌塘地块内部，已有成果主要是1∶100万遥感解译和1∶400万或更小比例的区域性活动断层编图资料，但受解译精度和调查程度限制，资料给出的区域活动断层图像相对粗略（Tapponnier and Molnar，1977; Ni and York，1978; Rothery and Drury，1984; Armijo et al.，1986; 邓起东，2007; 徐锡伟等，2016），而且只有少量研究涉及到个别相对明显或规模较大走滑断层的第四纪活动性与变形特征等（Taylor et al.，2003; Han et al.，2019）。比较有代表性的是，Taylor et al.（2003）综合遥感解译和地质判读，首次在西羌塘地块识别且分析了布木错与先且错共轭走滑系的存在及其第四纪活动性，并将其归为大致沿高原内部班公湖-怒江缝合带分布的系列开口向东的V型共轭走滑断层系统的一部分，认为该断层系统构成了羌塘活动地块的南界，起着调节高原内部物质近东西向伸展及向东挤出的重要作用（Yin，2000; Taylor et al.，2003; Yin and Taylor，2011）。Han et al.（2019）在解译阿里北部布嘎尔错及邻区主要活动断层基础上，结合地表调查，沿全长约150 km的北西向布嘎尔错断裂新发现了其晚第四纪右旋走滑活动的地表证据，以及沿该断裂发育的可能是MW 7.0地震造成的长约50 km同震地表破裂，并经综合分析后认为西羌塘地块内部的活动构造变形具有弥散式变形特点，而不再是完整的刚性块体。虽然已有研究曾不同程度涉及本区，并为认识羌塘地块的活动构造变形特征提供了重要参考，但因缺乏相对完整、精细的活动断层图像，使得关于该区第四纪伸展变形的方式、特征及机制等仍存在较大争议。在变形方式与特征方面，焦点问题是羌塘地块内部在调节近东西向伸展过程中，究竟是以正断层作用还是走滑断层作用为主（Tapponnier and Molnar，1977; Ni and York，1978; Armijo et al.，1986; Yin，2000; Ratschbacher et al.，2011），亦或两者同等重要（Rothery and Drury，1984; 吴中海和周春景，2018），以及两种变形方式在空间分布上有何特点，是否存在成因联系等。在变形机制方面，主要存在弥散变形和刚性块体变形之争，以及相关的动力学成因问题（Molnar and Tapponnier，1978; Taylor et al.，2003; Zhang et al.，2004; Thatcher，2007）。
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图3 阿鲁错地堑系中南段及邻区地质构造图（地质资料引自潘桂堂和丁俊，2004，活动断层为本文解译）（位置见图2a）
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Fig.3 A geological structure map of the middle-southern Aru Co graben system and its adjacent areas (geological data from Pan Guitang and Ding Jun, 2004; active faults are interpreted in this study) (site in Fig.2a)
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F1—阿鲁错地堑系主边界正断层（F1-1—阿鲁错-美马错地堑西缘正断层; F1-2—昆楚克错地堑西缘正断层; F1-3—喀湖错地堑西缘正断层）; F2—阿鲁山西麓正断层; F3—阿汝地堑正断层（F3-1—断层西支; F3-2—断层东支）; F4—布木错断裂; F5—长条湖断裂; F6—托和平湖断裂（F6-1—断层北支; F6-2—断层南支）
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F1—Main boundary normal fault of the Aru Co graben system; F1-2—western boundary normal fault of the Kunchuke Co grabe; F1-3—western boundary normal fault of the Kahu Co graben) ; F2—normal fault along the western Aru Mountain; F3—normal fault along the Aru Co graben (F3-1—western segment; F3-2—eastern segment) ; F4—Bumu Co fault; F5—Changtiaohu fault; F6—Tuohepinghu fault (F6-1—northern segment; F6-2—southern segment)
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已有的活动断层研究成果显示（Armijo et al，1989; Taylor and Yin，2009; Ratschbacher et al.，2011; 吴中海和周春景，2018; Han et al.，2019; 李海兵等，2021），西藏阿里北部主体属于青藏高原中部的近东西向伸展变形区（图1）。该伸展变形区的北界是北东东至近东西走向、左旋走滑的龙木错-郭扎错断裂带与东昆仑断裂系，南界是北西至北西西向右旋走滑的喀拉昆仑断裂带与格仁错-崩错断裂系，区内主要以发育北东向与北西向的走滑断层和近南北向正断层为特征（图1）。已有地震记录显示（据中国地震台网和国家地震科学数据中心的地震目录），研究区近百年来的M≥4.0地震活动较为频繁（图2），主要集中在鲁玛江东错-阿鲁错及其周边地区和东鸭子湖周缘，其中的最大地震是1955年1月29日的革吉县纳屋错东MW 6.5地震和1961年6月4日的日土县鲁玛江东错的M 6.5地震（西藏地震史料汇编，1982）。震源机制解及统计结果显示（图2），该区的发震构造主要是北东向和北西向两组走滑断层和近南北向正断层，与该区的伸展构造环境相一致。初步综合研究区的地貌特征和第四纪构造特点可知，区域上第四纪伸展变形导致的局部断陷或凹陷过程，为区内众多湖泊的发育提供了有利的构造空间，而且高原内部较大规模的湖盆发育部位往往都不同程度地与正断层控制下的地堑、半地堑，或走滑断层控制下的局部拉分盆地等相关，而湖盆与山脉之间上千米的地势强烈反差，正是对区域上因显著构造活动而导致的断块差异升降运动的反映。因此，高原内部的现今地貌明显受到了第四纪构造变形的显著影响，或者说高原内部的现今地貌特点是对区域上第四纪构造活动的重要反映。
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2 阿里北部的主要活动断层系统及其特征
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为了获得研究区相对完整、精细和准确的活动断层图像，笔者在前人资料基础上，结合新编的《中国及毗邻海区活动断裂分布图（1∶500万）》（吴中海和周春景，2018），进一步利用Google Earth影像（亚米级分辨率）和源自SRTM（Shuttle Radar Topography Mission）的90 m分辨率DEM数据（http://srtm.csi.cgiar.org/SELECTION/inputCoord.asp），基于线性盆山边界与沟谷、断层三角面、堑-垒构造、穿过晚第四纪地貌面（包括冲洪积扇面和阶地面等）的断层崖和断错水系等典型的活动断层影像及构造地貌标志（Armijo et al.，1986; Keller and Pinter，2002; Taylor and Yin，2009），对阿里北部地区，重点是阿鲁错及其邻区进行了详细的活动断层解译，并结合区域地质图、历史地震数据和震源机制解等资料，对主要断层的最新活动性进行了鉴别。
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2.1 活动断层的区域发育特点
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第四纪断层解译与活动性分析结果表明，阿鲁错及邻区以发育弥散式分布的近南北向正断层，以及几何学与运动学上呈现出共轭特点的北西向右旋走滑断层和北东向走滑走滑断层系统为主要特征，而且其中的第四纪活动断层具有高密度发育特点，但正断层的发育数量和密度都明显高于走滑断层（图2a）。初步统计显示，在长宽约210 km范围内（面积约44100 km2），至少可解译出第四纪活动断层70~80条（注:这里以断裂带中的独立段落作为单条断层进行统计），其中遥感影像上错动晚第四纪地质-地貌体证据相对确切的晚第四纪活动断层至少30~35条，占到近一半。据此估算，该区的第四纪活动断层发育密度达到平均每100 km2约2条，晚第四纪活动断层密度达平均每120~150 km2至少1条。其中单条正断层的长度多在十几千米至数十千米不等，走滑断层长度多在几十千米至一百多千米左右，绝大部分规模中等或偏小，这些特征无疑属于典型的弥散式变形特点（图2a）。
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2.2 近南北向正断层系统
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根据活动断层的厘定结果可知，阿里北部的第四纪正断层活动主要以形成“堑-垒”构造和地堑-半地堑式断陷盆地为特征，控制了该区大部分高耸山地或雪山以及相邻湖盆的发育，而且大部分正断层在平面上常呈锯齿状形态沿盆山边界发育，少量表现为盆地内部的次级断裂。正断层走向主要存在北西向、北北东和近南北向三组，以近南北向为主（图2a，图4）。其中规模最大的是整体呈北西-北北西走向的阿鲁错地堑系，其次是在块体内部或零散分布，或局部集中式弥散分布，或依附于走滑断层的近南北向正断层。
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2.2.1 阿鲁错地堑系
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从区域上看，阿鲁错地堑系的规模最大，主要由地堑西缘的北西-北北西向正断层控制。它在Ni和York（1978）完成的青藏高原主要活动断层解译图（1∶100万）中被最早标示出来，并在后期的一些活动断层解译结果中都有体现（Rothery and Drury，1984; Armijo et al.，1986; 邓起东，2007; Taylor and Yin，2009），但一直对其缺乏详细分析或调查。笔者的综合解译及构造地貌分析发现，该地堑系整体走向N140°E，全长至少220 km，从北到南主要包含了4个呈左阶斜列分布的次级地堑—半地堑该地堑系，分别为清澈湖半地堑、美马错-阿鲁错半地堑、昆楚克错半地堑、喀湖错地堑和查木错谷地等（图2a，图3）。其中单个地堑或谷地的长度从8 km到80 km不等，宽度集中在10~16 km，具有长/宽比大（集中在约3.5~6.1之间）的狭长状半地堑形态特点。另从遥感及地貌来看，该地堑系还有可能进一步向东南延伸，经近南北向的先遣乡盆地至改则县南部物玛乡北西的达热布错地堑一带，然后被最近新发现的（哈广浩等，2019），具有晚第四纪活动性的北西走向具右旋走滑性质的别若则错断裂所截。如果如此，该地堑系全长将达到近320 km，并横穿整个南羌塘地块。
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沿阿鲁错地堑系及其主边界断裂，遥感影像上可见非常典型的第四纪和晚第四纪正断层活动现象。最典型的是阿鲁错西侧的阿鲁山地垒构造（图4），该地垒东、西两侧均发育有北西-北北西走向的阿鲁山东麓正断层和阿鲁山西麓正断层，并分别控制了美马错-鲁玛错和野马滩两个半地堑式断陷盆地，而中部地垒区对应北西向阿鲁雪山，发育了该区海拔最高的角果若峰（6404 m）。另外，从该雪山与两侧盆地间的高差、地形陡峭度及断陷盆地发育规模还可看出，阿鲁山东麓正断层的第四纪活动强度应明显高于西麓正断层。再如，在阿鲁错西南山前，可见主边界正断层构成了基岩山地与盆地内晚更新世—全新世（Q3-4）冲积扇的截然边界，并发育错动Q3冲积扇的断坎（图5a）; 在清澈湖西南山前，可见主边界正断层穿过中更新世（Q2）冰水台地及晚更新世—全新世冰水扇形成线性很好的断崖与断坎地貌（图5b）。这些标志都指示该地堑系主边界断层是以正断层作用为主的晚第四纪活动断裂。
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整体上看，阿鲁错地堑系主边界正断层在空间上具有明显的沿北西向左阶雁列分布特点，指示区域上沿该方向应存在右旋剪切作用。分析区域地质资料也可发现（潘桂堂和丁俊，2004），跨过阿鲁错地堑西缘主边界断层的地质体边界存在右旋错动现象。其中两处比较明显，一是在美马错西侧，早—中二叠世地层被右旋错动约3.0 km; 二是在昆楚克错西南，花岗岩体右旋错动了约1.6 km（图3）。虽然这种右旋走滑变形不一定与第四纪期间的正断层活动同期，但可以证明区域上曾沿北西向断裂发生过右旋走滑变形。
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另外值得一提的是，2016年7月17日和9月21日，阿里地区日土县的先后两次大规模冰崩灾害，就发生在阿鲁错断陷湖盆西侧，系阿鲁雪山冰川发生崩塌滑动所致，分别被称为“阿鲁（或阿汝）1号和2号冰崩”（图2a，图3），两次冰崩的堆积体合计达约1.3×108 m3（Tian et al.，2017）。其中1号冰崩形成了宽约5 km、长约8 km冰崩堆积体，造成了9人死亡，数百头牦牛失踪。此次冰崩灾害也是藏北高原迄今为止已知的最大规模冰崩灾害，而且世界罕见（Tian et al.，2017）。两次冰崩恰好出现在该地堑系中段阿鲁错地堑西缘主边界正断层的下盘侧（即抬升盘一侧）（图2a，图4）。因此，不难联想到该区显著的晚第四纪正断层作用与冰崩灾害孕育过程可能存在密切联系，因为阿鲁错地堑的晚第四纪正断层作用及相对频繁的历史强震活动，可为孕育2016年阿鲁冰崩灾害提供必要的内动力条件。
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图4 阿鲁错地堑系西侧的阿鲁山地垒构造及冰崩灾害影像特征（位置见图2）（遥感影像位置:北纬34°00′37.5″; 东经82°14′34.7″）
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Fig.4 The image characteristics of Aru Mountain horst structure and ice avalanche disaster on the west side of Aru Co graben system (site: 34°00′37.5″N, 82°14′34.7″E and see Fig.2)
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图5 阿鲁错地堑系西缘主边界正断层上的晚第四纪活动影像标志（位置见图2a）
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Fig.5 The image markers of late Quaternary normal faulting along the western boundary of the Aru Co graben system (site in Fig.2a)
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（a）—阿鲁错西南山前穿过盆山边界和晚更新世（Q3）扇体的断坎地貌，其中沿断坎的积雪很好地勾勒出了断层形迹（影像位置:北纬33°54′49.7″; 东经82°22′22.0″）;（b）—清澈湖西南山前穿过盆山边界和中更新世（Q2）冰水台地及晚更新世—全新世（Q3-4）冰水扇的断层崖与断坎地貌（影像位置:北纬34°21′54.9″; 东经81°46′45.4″）
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(a) —A fault scarp landform across the late Pleistocene (Q3) fan along the basin-range boundary in the southwestern piedmont of Aru Co, where the fault traces are well delineated by snow along the fault scarp (image location: 33°54′49.7″N; 82°22′22.0″E) ; (b) —fault scarp landforms across the middle Pleistocene (Q2) glaciofluvial platform and the late Pleistocene-Holocene (Q3-4) glaciofluvial fan along the basin-range boundary of southwestern Qingche Lake (image location: 34°21′54.9″N; 81°46′45.4 ″E)
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2.2.2 其他活动正断层
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除了阿鲁错地堑系这类空间规模较大，近乎达到了板内裂谷规模的正断层变形系统，区域上还发育很多规模和变形强度相对较小的近南北向正断层，并往往对应规模普遍较小的地堑-半地堑构造。根据它们的分布特点，可大致分为以下3类。
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（1）空间上相对零散分布的正断层，如鲁玛江东错东南侧的阿汝半地堑和野马滩地堑，约N144°E走向，规模中等，分别长65 km和35 km左右。在此类正断层中，部分断层尾端与区域上的走滑断层相接，显示两者可能存在一定的运动学联系。如阿汝半地堑的南端与北东向布木错左旋走滑断层的北东端相接，恰好处于后者的尾端拉张部位，但两者究竟是同生还是伴生关系，不能仅看几何关系，还需结合断裂规模及变形强度等综合分析。
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（2）局部密集成群分布的弥散式正断层，如在阿鲁错地堑系东部，大致沿东西向近平行分布的夏围湖-温泉地堑群，从西向东分别包括夏围湖地堑、临贡错半地堑、西鸭子湖与东鸭子湖半地堑、胃湖半地堑和温泉地堑等多个近南北向地堑，其中东鸭子湖地堑和温泉地堑的规模相对最大，长度达50 km左右，后者可能与其东南的万泉湖地堑相接形成规模更大的地堑系。但其他多属于中-小型地堑，长度多为18~40 km不等。以其中的的东鸭子湖地堑为例（图5），沿其东、西两侧山前地带，遥感影像上均可见断层三角面和错动晚第四纪冲洪积扇体的断坎等晚第四纪正断层活动迹象（图6a、b），而且在该地堑北部，沿倾向西侧的分支正断层可发现一条古地震破裂。该破裂垂直错动了全新世冲积扇面，并导致其西侧断陷形成沼泽湿地，这无疑指示断裂存在明显的全新世活动性（图5c）。
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（3）走滑断层带上或共轭走滑断层系中局部拉张作用下伴生的正断层，尤其是在V型共轭走滑断层的开口部位，由于其间的断块向东挤出，通常会在挤出断块的后缘因局部拉张而产生近南北向正断层及伴生三角形断陷区（图2a），或在两条走滑断层所夹持的断块内部发生局部伸展而出现相对分散的正断层，如最典型的布木错共轭走滑断层系（后述）。此类正断层因被局限在北东和北西向走滑断层之间，通常规模最小，长度多在5~20 km不等。
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2.3 共轭走滑断层系统
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第四纪活动断层厘定结果表明，研究区的走滑断层系统以由北东-北东东左旋走滑断层和北西向右旋走滑断层构成的“V”型共轭断层系为主要特点。其中规模最显著且晚第四纪活动性相对明显的至少有3组（图2a）:一是鲁玛江东错南部的北东向布木错断裂与北西向纳屋错断裂构成的布木错共轭走滑断层系; 二是阿鲁错东部的北西向长条湖断裂与北东向托和平湖断裂带共同构成的长条湖共轭断裂系; 三是鲁玛江东错西南部由北东向先且错断裂和北西向结则茶卡断裂构造成的先且错共轭走滑断层系。其中前两者的V型开口向东，而后者向西。另外，区域上还存在一些线性特征较明显，但规模较小，长度多在70~80 km的次级共轭走滑断层形迹，如鲁玛江东错南北两侧的北西向鲁玛江东错南缘断裂和北东向热白错断裂（图2a），但因晚第四纪地貌面上的地表错动现象不太明晰，暂将它们归为推测断层。这里主要基于高分辨率影像资料和新发现的古地震地表破裂现象等，重点分析布木错和长条湖两个共轭断层系的第四纪活动特征。
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2.3.1 布木错共轭走滑断层系
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该断裂系中的布木错断裂主要沿塔查普河—布木错—宅姆错一线的北东向谷地展布，全长约120 km，整体走向N65°E，纳屋错断裂则沿其南侧的错不杂—纳屋错一线的北西向谷地展布，全长约165 km，整体走向N134°E。两者呈“V”型交汇于布木错的西侧，锐角夹角约69°。遥感影像显示，两者的第四纪左旋走滑变形现象十分明显（图7a~c，图8a、b），而且沿布木错断裂存在时代不明，但地表形迹新鲜的同震地表破裂（图7c）。
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沿布木错断裂，在其东北段的曲查日东南山麓地带可见断层左旋错动一套高约40 m的中更新世冲洪积扇至少350±20 m，形成挡水突起导致邻侧水系发生左旋偏转（图7a）。在塔查普河东南侧的山麓地带，断层穿过晚更新世至全新世的冲-洪积扇面，可见扇缘沟错动和一系列扇面沟偏转现象，以及指示断层左旋走滑的菱形拉分断陷塘，而且河漫滩上存在新鲜的同震地表破裂形迹（图7b）。该地表破裂在布木错断裂中段的布木错—宅姆错之间北侧山麓地带最为明显，其形迹笔直且穿过了全新世扇体和河漫滩等最新地貌体，并发育菱形拉分断陷塘和断塞塘等典型的走滑变形标志（图7c）。从影像上追索发现，该地表破裂主要发育在宅姆错以东，长度至少70 km左右，规模不亚于前人发现的布嘎尔错断裂上的最新地震破裂（Han et al.，2019）。
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图6 东鸭子湖地堑及其第四纪正断层活动的影像特征（位置见图2a）
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Fig.6 Image characteristics of the East Duck Lake graben and related Quaternary normal faulting (site in Fig.2a)
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（a）—鸭子湖地堑的地表形态与剖面特征（影像位置:北纬34°28′42.1″; 东经82°53′03.5″）;（b）—鸭子湖地堑东缘边界正断层上的断层三角面和晚第四纪断坎地貌（影像位置:北纬34°29′55.7″; 东经82°51′25.1″）;（c）—鸭子湖地堑北部分支正断层上的古地震地表破裂形迹（影像位置:北纬34°32′51.4″; 东经82°53′03.5″）
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(a) —The surface morphology and profile characteristics of the Yazi Lake graben (image location: 34°28′42.1″N; 82°53′03.5″E) ; (b) —the triangular facet and late Quaternary fault scarp landform on the boundary normal fault along the eastern margin of the Yazi Lake Graben (image location: 34°29′55.7″N; 82°51′25.1″E) ; (c) —a paleoseismic surface ruptures along the northern branch of normal fault in the Yazi Lake Graben (image location: 34°32′51.4″N; 82°53′03.5″E)
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沿纳屋错断裂，除了可指示走滑断层性质的典型笔直线性沟谷地貌（图2a），在错不杂东南可见断层构成影像色调反差极大的两套不同基岩地层的界限，而且由于左旋错动地层导致水系跨断层偏转了约2.3 km（图8a），这指示了断层第四纪期间的持续活动性，而且也是沿该断裂所发现的最大水系偏转量，考虑到类似规模水系可能在整个第四纪期间一直存在，因而这一偏转量指示断层的长期平均走滑速率至少在1 mm/a左右，属于中等偏弱活动强度（吴中海和周春景，2018）。另在错不杂西侧山前地带，可见断层错动一系列晚更新世至全新世的冲-洪积扇体形成反向断坎，并导致一系列冲沟发生一致的左旋偏转（图8b），指示断层在晚第四纪及全新世期间仍在持续活动。
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由于布木错共轭走滑断裂系的第四纪及晚第四纪期间的持续走滑运动，在两者交汇区东侧形成了非常典型的三角形拉张断陷区——布木错断陷湖盆（图9a）。在该断陷区东侧发育有至少3条长度在4~7 km不等的小规模近南北向正断层，其中盆地内部的正断层构成了布木错湖泊东侧的线性边界，而山麓地带的正断层则错动了晚更新世洪积扇，形成了2~3 m和1~2 m不等的断层陡坎（图9b、c），指示这些正断层存在明显的晚第四纪活动性，应是运动学上与走滑断层作用相伴生的局部伸展构造。
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2.3.2 长条湖共轭走滑断层系
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该断层系南部的长条湖断裂全长约150 km，整体走向N124°E，北部的托和平湖断裂带全长约120 km，整体走向约N77°E，并包含了南、北两条次级断裂（图2a）。两者呈“V”型交汇于美马错东南的四家湖至长条湖一带，锐角夹角约47°，开口向东。
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图7 布木错断裂的晚第四纪左旋走滑标志与最新同震地表破裂（位置见图2a）
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Fig.7 Late Quaternary sinistral strike-slip markers and recent coseismic surface rupture along the Bumu Co fault (site in Fig.2a)
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（a）—断层左旋错动Q2扇体导致水系偏转现象;（b）—断层左旋错动Q3-4扇体与水系，并发育同震地表破裂和菱形拉分断陷塘;（c）—走滑断层上的同震地表破裂及走滑拉分断陷塘与断塞塘等现象
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(a) —The left-lateral deflection of river along fault was caused by the strike-slip offset of Q2 fans; (b) —the Bumu Co fault left-lateral displaces Q3-4 fan and drainage system and forms co-seismic surface rupture and rhomboid pull-apart depression; (c) —the co-seismic surface rupture, pull-apart depression and sag pond along the Bumu Co fault
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遥感图显示，托和平湖断裂主要沿托和平湖南、北两侧的北东向线性沟谷边缘展布，向北东被近南北向的万泉湖-温泉湖地堑系所截，向西南终止在北西向的美马错-阿鲁错地堑东侧。受到该区Google-Earth图像质量不佳所限，沿该断裂暂未发现错动晚第四纪地貌体的确切证据，但在长条湖北部可见其一条支流跨南支断层出现左旋偏转，而且沿该断裂有多个4≤M＜5的中等地震活动，指示其可能具有第四纪活动性，而北支断裂在晚第四纪地貌面上的行迹不太明显，可能与第四纪期间的活动性有所减弱有关。
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图8 纳屋错断裂的右旋走滑标志与晚第四纪活动证据（位置见图2a）
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Fig.8 The dextral strike-slip markers and evidences of late Quaternary activity alongthe Nawu Co fault (site in Fig.2a)
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（a）—断层第四纪活动形成的线性沟谷地貌及右旋错动基岩山地导致水系偏转约2.3 km的现象;（b）—断层右旋错动山前Q3-4冲洪积扇体形成的反向断坎及水系偏转等现象
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(a) —The linear valley landform and the drainage deflection of about 2.3 km caused by the right-lateral dislocation of the bedrock mountain along the Nawu Co fault during Quaternary; (b) —the right-lateral deflection of gullie, offset of Q3-4 alluvial fan and fault scarp caused by the late Quaternary deformation of the Nawu Co fault
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长条湖断裂的地表断层形迹相对更为明显，并可见其穿过晚第四纪地貌面。在六牛沟东南，断层构成了影像色调反差较大的不同岩层间界线，沿断层发育笔直的线性沟谷，而且在断层形迹发生右阶弯曲部位出现拉张断陷区（图10a），而且断层形迹穿过了晚更新世至全新世的冲-洪积扇面，不仅指示该断裂可能存在晚第四纪活动性，而且发育有疑似的古地震地表破裂（图10b），并至少可追索22~24 km。
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图9 布木错共轭走滑断层系交汇部位的拉张断陷作用
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Fig.9 The tension depression and normal faulting at the intersection of Bumu Co conjugate strike-slip fault system
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（a）—断层交汇部位的三角形拉张断陷区及其东部的近南北向正断层（位置见图2a）;（b）—布木错盆地东缘近南北向正断层错动Q3洪积扇的断坎地貌;（c）—布木错盆地东部山间近南北向正断层错动Q3洪积扇的断坎地貌
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(a) —The triangular tensioning depression and nearly S-N trending normal faults along the east side of this depression formed at the intersection of strike-slip faults (see Fig.2a) ; (b) —the 2~3 m high fault scarp on the Q3 alluvial fan along the eastern margin normal fault of the Bumu Co basin; (c) —the 1~2 m high fault scarp on the Q3 alluvial fan along the eastern margin normal fault of the Bumu Co basin
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综合断层错动晚第四纪地貌体及地表时代很新的同震地表破裂等证据可知，该区主要共轭走滑断层系统具有明显的晚第四纪或全新世活动性。另外可注意到，这些共轭走滑断层系统正对区域水平最小主压应力方向的共轭剪切破裂角为110°~135°，平均约120°的钝角，而且其平分线指向约为N15°E，与印度向欧亚板块方向的俯冲极性（约N18°E）基本一致。按照传统的库伦剪切破裂准则或安德森断层理论，在类似脆性材料的上地壳变形域，新生共轭剪切断层的剪切破裂角通常为约60°的锐角（Twiss and Moores，1992）。因此，高原内部这种共轭剪切破裂角为钝角的特点，不具有传统的安德森断层特点。这曾被解释为受最大有效力矩准则控制的低应变速率条件下的构造响应（郑亚东等，2009），或为夹持于刚性块体间具有塑性流动特性软弱物质在单向挤压作用下向两侧扩展变形的结果（Yin and Taylor，2011），或认为是早期的安德森型共轭剪切面经后期进一步递进压扁变形后导致共轭角进一步增大的结果（吴珍汉和江万，2000）。如果按照最后一种观点，则指示这些走滑断裂多是早期断层的复活或继承性活动，而非新生断裂，这也符合早期提出的青藏高原新生代构造应力场与变形先后经历了从近南北向挤压逆冲变形到侧向走滑变形，再到近东西向伸展变形的3阶段演化模式，而第四纪期间正处于最新的伸展变形阶段（Dewey et al.，1988）。
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图10 长条湖断裂第四纪右旋走滑变形的影像证据（位置见图2a）
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Fig.10 Image evidences of Quaternary dextral strike-slip deformation along the Changtiao Lake fault (site in Fig.2a)
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（a）—六牛沟东南部的断层形迹及其上的右阶弯曲部位的走滑拉分断陷;（b）—走滑断层穿过晚第四纪冲洪积扇面及其上疑似的同震地表破裂（注意沿断层反向断坎的积雪较好地勾勒出了地表破裂位置）
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(a) —The strike-slip fault trace and a pull-apart depression at right-step bend in the southeast of Liuniu river along the Changtiao Lake fault; (b) —the strike-slip fault offset the late Quaternary alluvial fan and inferred co-seismic surface rupture along the Changtiao Lake fault (note that the surface rupture is well delineated by snow along the reverse fault ridges)
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2.4 活动断层与地震关系
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活动断层作为区域主要控震构造，往往是中-强地震活动的主要危险源（吴中海，2019），因而地震活动本身也可反映断层运动特点。研究区的M≥4.0地震记录主要为公元1900年以来，特别是1950年以来的仪器地震记录，有明确记载的历史地震极为匮乏。为了揭示地震活动与活动断层的关系，笔者综合了该区不同来源的近百年地震数据（数据源自: 西藏自治区科学技术委员会和西藏自治区档案馆，1982; Verma and Reddy，1988; 中国地震台网和国家地震科学数据中心的地震目录❶; 美国地质调查局地震灾害工程的地震目录❷）。梳理结果显示（图2a，表1），该区近几十年内的中-强地震活动空间上主要集中在活动断层带或其附近，其中4.0≤M＜5.0地震具有相对弥散的分布状态（图2a），与该区活动断层的弥散式发育特点相吻合。但M≥5.0地震主要集中在北北西走向的阿鲁错地堑与阿汝地堑之间的区域（即阿鲁山地垒周边），尤其是M≥6.0强震，其次是近南北向的东鸭子湖地堑附近（图2a），表明这两个活动构造带是当前中-强地震相对活跃的区域。而且前者与阿鲁错冰崩灾害区相一致，进一步表明区域强震活动与冰崩灾害间存在密切的动力成因联系。
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注:Global CMT Catalog Search 数据网址:https://www.globalcmt.org/CMTsearch.html，数据搜索的时间范围: 1970年1月~2022年1月。
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综合研究区的震源机制解结果可知（图2a，表1），区内的中-强震地震活动皆以走滑断层和正断层作用为主。震源机制解的水平主应力方向统计结果显示，区域上平均的伸展变形方向约为N95°E，挤压方向约为N5°E（图2b），前者与区域上共轭走滑断层的锐角平分线指向（约为N100°E）基本一致，这进一步证实研究区在第四纪期间一直处于近东西向伸展变形环境。震源机制解的断层节面统计结果显示震源破裂与地表活动断层具有密切关系，并可证实地表的中-强震活动主要是区域第四纪活动断层作用的结果（图2c）。其中正断层地震的震源破裂面走向以北北西、北北东和近南北向为主，一部分出现在阿鲁错地堑系西侧的阿鲁雪山地垒及其邻区，一部分出现在东鸭子湖地堑东侧，显示出与区域正断层系统之间很好的对应关系，另有少量为北东走向，可能是继承先存构造形迹走向的缘故。走滑型地震的震源破裂走向以北东向和北西向为主，主要出现在布木错共轭走滑系统、长条湖断裂与阿鲁错地堑系交汇区和阿鲁雪山地垒区（注:该区震源机制解具多解性（表1））。总体上，震源机制解给出的震源应力场与第四纪活动断层作用方式完全一致，震源破裂走向也与地表活动断层基本吻合，只有两组走滑型破裂走向间近似直角的现象与地表共轭走滑断层系统的钝角特征存在偏差，这可能是现有震源机制解模型是基于传统库伦破裂理论的缘故。另需注意的是，因高原内部的地震台网稀疏，部分地震的定位精度误差较大，加上区域活动断层密度高，不能简单地根据震中位置将其与地表断层对应。因此，现有数据反映的主要是区域地震活动与活动断层的宏观对应关系，两者关系的更精细分析还需要结合地震精定位、余震分布和同震地表破坏调查等资料。
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除了仪器地震记录，沿区域上多条走滑断层和正断层新发现的同震地表破裂也同样反映了该区显著的第四纪活动断层作用。如沿近南北向正断层，东鸭子湖地堑的北部分支正断层上发育穿过全新世扇体的古地震破裂（图6），沿昆楚克错地堑西缘正断层发现新鲜同震地表破裂等（后述）。走滑断层上的同震破裂，除了前人沿布尔嘎错断裂发现的长约50 km的右旋走滑性质的同震地表破裂带（Han et al.，2019），此次沿布木错断裂带新发现了长约70 km左右现的同震地表破裂带，沿长条湖断裂存在长度在22~24 km左右的疑似同震破裂带。按照破裂长度与矩震级（MW）统计公式（Wells and Coppersmith，1994），两者的矩震级分别约为MW 7.3和MW 6.7。这些时代不明的地表破裂表明，藏北地区在最近地质历史时期曾发生相对频繁的大地震活动，而且具有发生MW 7.0以上大地震能力，因而区域上相对频繁的大地震活动显然可能对活断层周边的山地冰川稳定性造成潜在破坏，从而加速其失稳。
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3 阿鲁错地堑系主边界正断层及其南段的最新同震地表破裂
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3.1 阿鲁错地堑系的主边界正断层及其特征
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活动断层综合解译结果与跨断层的构造地貌特征显示，阿鲁错地堑系的主边界正断层主要位于地堑西缘，整体走向北西，全长近220 km。但其中北段更偏向北西走向，倾向北东，而南段转为北北西至近南北走向，倾向北东东方向。阿鲁错地堑系主边界正断层的变形方式存在较明显的分段性特点。沿阿鲁错至清澈湖的中-北段，变形相对集中，所形成的地堑规模大且跨断层的盆山高差大，因而该区的湖泊面积也相应较大。而沿昆楚克错至查木错的南段，变形相对分散，所形成的地堑规模变小，跨断层的盆山高差也相应降低，因而分布其中的也多为小型湖泊。
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从不同段落的主边界断层规模及跨断层的最大地势差来看，该地堑系中段的第四纪活动性最强，向南北两侧减弱。其中北段清澈湖地堑的西缘主边界断层长约54 km，跨断层的最大地势高差在1.1 km左右。中段美马错-阿鲁错地堑西侧主边界断层长度最大且连续好，总长约80 km左右，跨断层的最大地势高差在1.3 km左右。而在南段的昆楚克错地堑一带，主边界正断层分散为多个次级的北北西向和近南北向正断层，并控制了3~4个次级的小规模半地堑构造。其中最显著的是昆楚克错半地堑，其西缘的主边界正断层（这里将其命名为“昆楚克错断裂”）全长约30 km，昆楚克错是位于该断裂东侧地堑沉降中心的断陷湖。从昆楚克错地堑向东南方向，还发育一个规模进一步减小的次级地堑，是近南北向的喀湖错地堑，其西侧主边界正断层长约18 km，跨断层最大盆山高差仅约0.5 km。进一步向南，近南北向正断层行迹逐渐模糊，但仍可见一些分散而狭小的近南北向谷地发育，如查木错谷地等。这暗示近东西向伸展变形在阿鲁错地堑系的南端进一步分散为更小规模且地表不再明显的近南北向正断层作用，相应的地表变形强度也逐渐衰减和尖灭。
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3.2 昆楚克错断裂及其上的最新同震地表破裂
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3.2.1 昆楚克错断裂的正断层活动特征
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昆楚克错地堑处于阿鲁错地堑系走向由北西向北北西-近南北向发生转折的部位（图2a，3），因而阿鲁错地堑系西缘主边界正断层也在此处发生了明显的走向变化，并分散为东、西两支（图11a中的F1和F2），东支即为昆楚克错断裂（F1）。该断裂主要包含沿北北西方向呈左阶斜列分布的南、北两条分支断层（F1-1和F1-2）（图11a）。另从地貌上推测，在盆地内部靠近昆楚克错的西侧，还可能存在隐伏正断层（F1-3），并构成了西侧山麓冲洪积扇与东侧沼泽湿地间的线性边界（图11a、b）。
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昆楚克错断裂第四纪和晚第四纪正断层活动的地质-地貌标志非常明显（图11b、c）。遥感影像上，该断裂与其西侧的分支断层（F2）一起构成了发育有山地冰川的高山-极高山与平坦湖盆之间的截然边界，并在平面上具有较典型的锯齿状展布形态（图11a、b）。根据DEM的测量结果可知，跨F1-1断层的最大盆山高差约0.5 km，反映该正断层在第四纪期间具有持续活动性（图11c）。地表观察进一步发现，沿F1-1与F1-2皆发育有线性特征明显的断层三角面和垂直错动山前晚第四纪冲、洪积扇的断层崖等构造地貌，并在两者的斜列部位发育指示断层两盘差异升降的丘陵台地（图12a）。在F1-1断层中段的观察点1，见断层下盘抬升出露花岗岩体，而东侧断陷发育晚第四纪洪积扇，在紧邻断层的花岗岩中发育较密集且平行分布、产状为85°∠74°的R剪切破裂面，这一方面指示了山前断层的正断层性质（图12c、d），同时指示正断层的倾角应为60°左右。该点处同样发育错动了晚更新世扇体的断坎地貌，实测估算的垂直断距约6.8±2.7 m。在观察点2，可见断层错动山前的晚更新世冲积扇形成了垂直断距约3.0±1.0 m的断坎（注:根据激光测距仪实测剖面估算），该扇体构成拔河约6~7 m的T2阶地，因而推测为末次盛冰期扇体（图12e）。其中观察点1处的断距明显大于观测点1处的断坎，可能与该点的扇体年龄较老有关，推测可能为末次冰期早冰阶的扇体。据两处地表断坎推算，F1-1晚第四纪期间的平均垂直活动速率可能在0.1~0.3 mm/a之间，符合藏北地区的低滑动速率正断层特征（Blisniuk and Sharp，2003）。
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3.2.2 昆楚克错地震破裂
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地表调查发现，沿昆楚克错断裂的F1-1正断层中段存在新鲜的、总长约350~400 m的同震地表破裂（这里简称为“昆楚克错地震破裂”，将导致此次地表破裂的地震称为“昆楚克错地震”）（图11b）。该破裂穿越了由晚更新世至全新世洪-坡积砂砾石层构成的山前斜坡地带，沿斜坡带以发育形态完整的坡积裙地貌为主，而未见滑坡发育，而且破裂带平面展布的线性特征明显，不同于滑坡后缘的弧形围椅状的弧形展布形态，可以排除滑坡后缘的局部拉张裂缝（图13a~h）。更重要的是，该破裂明显处于山前断层三角面下部，或错动晚第四纪扇体的断坎下部平缓扇面上（图12d，图13a、b），显示出了与山前正断层地表位置的直接对应关系。因此，其应为昆楚克错断裂中F1-1正断层最新强震活动的地表遗迹。
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调查结果显示，昆楚克错地震破裂为典型的伴有走滑剪切分量的正断层型破裂，主要表现为雁列分布的断坎地貌（图14）。在平面形态上，地震破裂表现出锯齿状拉张破裂特点（图13c、g），空间上总体呈微凸向东的近南北向展布，并大致包含了6条呈雁列分布的次级破裂段（图14）。其中北段主要沿北北西向呈左阶雁列分布（图13d），而南段沿北北东向呈右阶雁列分布（图13g），指示沿北北西和北北东方向分别存在右旋和左旋剪切分量，并共同指示了约N80°E的伸展方向（图14），这与区域上震源机制解所反映的伸展方向基本一致。沿该破裂实测的10个垂直断距结果显示（图13c、e、h），在破裂的南、北两端，地表垂直位移仅约8~10 cm（图13c），最大垂直位移出现在地震破裂的近南端，约0.7~0.8 m（图13h），整个破裂的平均垂直位移约0.3~0.4 m。根据该地震破裂带的新鲜程度初步判断，其形成时间应该在百年之内，结合区域地震记录（表1），并按照就近原则，推断其可能是1955年革吉县纳屋错东MW6.5强震事件的结果（图2）（将另文详细讨论）。
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图11 昆楚克错地堑及主要活动断层的影像特征与构造剖面图
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Fig.11 The active faults image around the Kunchuke Co and structural sections across Kunchuke Co graben
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（a）—昆楚克错地堑及周边的主要活动正断层（位置见图3），F1—昆楚克错西缘正断层带（F1-1—主边界正断层北支; F1-2—主边界正断层南支; F1-3—盆地内部的推测隐伏正断层），F2—昆楚克错地堑西的分支正断层;（b）—昆楚克错地堑西侧山前-山麓地带正断层活动的影像标志;（c）—跨昆楚克错地堑地质剖面（岩石地层单元与图3对应）
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(a) —The main active normal faults around the Kunchuke Co graben (see Fig.3) , F1—Kunchuke Co boundary normal fault zone along the western margin of graben (F1-1—the northern branch of the main boundary normal fault; F1-2—southern branch of the main boundary normal fault; F1-3—inferred buried normal fault in the basin) , F2—branch normal fault at west of Kunchuke Co graben; (b) —remote sensing image markers of normal faulting along the mountain front and piedmont of the western Kunchuke Co graben; (c) —a geologic profile across the Kunchuke Co graben (the lithostratigraphic unit corresponding to Fig.3)
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4 讨论
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4.1 关于藏北高原活动构造变形方式的主要争议
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虽然已有的活动断层解译与调查、地震活动特征分析和GPS观测等研究都充分证明，在距今约10~8 Ma的晚中新世以来及第四纪期间，包括藏南、藏北在内的青藏高原中-南部区域大部分处于近东西向伸展变形过程中（Molnar and Tapponnier，1978; Armijo et al.，1986; Verma and Reddy，1988; Molnar and Lyon-Caen，1989; Zhang et al.，2004; Taylor and Yin，2009; Ratschbacher et al.，2011; Wang and Shen，2020）。但受到活动断层调查精度限制，对藏北高原的活动断层发育特征以及主要以何种方式来调节伸展变形等，仍存在不同认识，主要涉及3类代表性观点:① 认为藏北高原以发育北东东向和北西向走滑断层为主，仅有少量分散分布且相对短小或不显著的正断层存在，并可能是从属于走滑断层的次级或伴生构造（Tapponnier and Molnar，1977; Molnar and Tapponnier，1978; Armijo et al.，1986）。② 认为藏北与藏南类似，主要通过北东向、北西向和近南北向的多组正断层来调节近东西向伸展变形，而走滑断层作用不显著（Ni and York，1978）。③ 认为藏北高原的正断层和走滑断层都相对发育或同等发育，但对正断层与走滑断层是否存在密切的几何学或运动学联系，以及两者的成因关系存在争议（Rothery and Drury，1984; Yin et al.，1999，2000; Taylor and Yin，2009; Ratschbacher et al.，2011; 吴中海和周春景，2018），主要体现在以下3个方面。
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图12 昆楚克错断裂第四纪和晚第四纪活动的地表证据（位置见图11c）
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Fig.12 The surface evidences of Quaternary and late Quaternary normal faulting along the Kunchuke Co fault (site in Fig.11c)
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（a）—昆楚克错断裂中段第四纪正断层作用形成的断层三角面与阶梯状地貌现象;（b）—昆楚克错地堑南段西侧山前边界正断层的地貌特征（F1-2）;（c）—F1-1正断层中段下盘侧花岗岩中R剪切变形指示的正断层活动性质;（d）—F1-1正断层中段的阶梯状晚第四纪断坎（图11b中观察点1）;（e）—F1-1正断层中段的晚第四纪断坎（图11b中观察点2）
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(a) —The triangular facet and stepped-like landform formed by Quaternary normal faulting along the middle section of Kunchuke Co fault; (b) —geomorphic characteristics of normal faulting along the F1-2 of Kunchuke Co fault zone; (c) —the mountain front normal faulting indicated by R-shear deformation in footwall granite of the middle section of F1-1; (d) —late Quaternary stepped-like fault scarp along the middle section of the F1-1 (point 1 in Fig.11b) ; (e) —late Quaternary fault scarp in the middle section of F1-1 (point 2 in Fig.11b)
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（1）认为藏北的正断层活动强度及伸展方向都与藏南类似，但藏北与藏南的活动构造格局主要受到大致沿班公-怒江缝合带发育且开口向东的V型共轭走滑断层系统控制，从而大致以班公-怒江带为界表现出近似镜像对称关系，其中藏北的正断层或裂谷南端往往转为北东向的左旋走滑断层或与之相连接，其正断层作用主要受到北东向左旋走滑断层控制，而藏南主要受北西向右旋走滑断层控制（Yin et al.，1999，2000; Yin and Taylor，2011）。
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（2）认为相对藏南裂谷带，藏北高原的近南北向裂谷构造明显在空间分布上相对分散、更短小、连续性较差且变形强度弱，而且正断层可能与区域上的北东东向左旋走滑断层存在密切的运动学关系或成因联系，两者起着共同调节近东西向伸展变形的作用，并起到了平衡印度与欧亚板块间近南北向水平缩短变形的作用（Ratschbacher et al.，2011）。
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（3）基于活动断层编图发现，藏北高原的正断层相对藏南裂谷区，确实规模较小且连续性较差，但正断层和共轭式走滑断层在空间上都具有较典型的弥散式分布特征，两者可以是相对独立的构造，而并非必然存在直接的或密切的运动学关系（吴中海和周春景，2018）。
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图13 昆楚克错断裂中F1-1正断层中段的最新同震地表破裂带及其几何学与运动学特征（a~h）
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Fig.13 The latest co-seismic surface rupture zone and its geometric and kinematic characteristics along the middle of F1-1 in Kunchuke Co fault (a~h)
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4.2 藏北高原活动构造变形的主要特征
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西藏阿里北部位于藏北高原，属于南羌塘地块西部，因而其活动断层图像实际上是藏北羌塘地块内部最新构造变形样式的缩影（图2）。该区活动断层图像的主要特征是，以发育近南北向正断层系统和北西向与北东向走滑断层构成的共轭走滑断层系统为主，并具有高密度、弥散分布特点（图2），而且正断层的数量明显多于走滑断层，但在空间分布上存在一些区域差异。其中正断层作用或集中分布或弥散发育，但更多地集中在阿鲁错以北区域，而在靠近班公湖-怒江缝合线一侧以南区域，共轭走滑断层作用更显著。综合研究区的活动断层作用方式，可将羌塘地块内部最新的伸展变形归纳出3类基本样式:共轭走滑断层及其伴生正断层作用、弥散式正断层作用和剪切裂谷式正断层作用（图15a~c），主要特征如下。
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图14 昆楚克错地震破裂空间展布示意图（位置见图3和图11b）
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Fig.14 A sketch on spatial distribution of the Kunchuke Co co-seismic rupture (site in Fig.3 and Fig.11b)
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（1）共轭走滑断层与伴生正断层作用:此类变形的平面几何形态以开口向东或向西的V型共轭断层系为特点，开口方向严格对应区域伸展方向，在共轭断裂交汇部位常发育标志性的三角形断陷区，并在断层间的断块内常发育多条小规模近南北向正断层，长度通常在几千米至二三十千米不等，反映出近东西向挤出-伸展变形特点，其典型代表为布木错共轭走滑系（图15a）。此变形方式中的正断层明显属于共轭走滑断层作用下的伴生或派生构造，普遍规模小，因而可能多属于不卷入基底的上地壳局部构造。前人研究认为类似的变形方式主要沿高原内部的班公湖-怒江缝合带发育，如日干配错-格仁错共轭走滑断层系等，从而提出了沿班公湖-怒江缝合带可能存在开口一致向东的“V型共轭走滑断层系统”的观点（Taylor et al.，2003）。但存在于羌塘块体内部且开口向西的先且错共轭走滑断层系与长条湖共轭走滑断层系，以及北西向布嘎尔错右旋走滑断裂的厘定结果等（Han et al.，2019），表明类似的共轭走滑断层作用并不局限于班公湖-怒江缝合带，而是弥散分布于整个藏北地区，只是沿班公湖-怒江缝合带的走滑断层系统更为突出或规模更大。
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（2）弥散式正断层作用:此类变形以阿鲁错东北部的夏围湖-温泉地堑群为代表（图15b），该地堑群在空间上密集出现，整体走向为近南北向，东西向跨度可达150 km以上，单个地堑多属中-小型，长度20~50 km左右不等，地堑间的跨度10~50 km不等。此类地堑群通常是独立发育的，而不显示与区域走滑断层存在直接的运动学联系，因而是在区域上起着独立调节近东西向伸展变形的作用（图15b）。由于此类正断层规模相对偏小，推测其变形可能多数集中在上地壳尺度内。
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（3）剪切裂谷式正断层作用:此类变形具有集中变形特征，通常表现为规模较大且连续性较好，或断续延伸的地堑系，研究区内以阿鲁错地堑系为代表（图15c）。已有研究发现，类似的地堑系在藏北高原发育较普遍，如沿北东向雁列展布的懂错-安多地堑系（吴中海等，2009，2015），以及南羌塘东部的依布茶卡裂谷和Muga-Purou裂谷（或称“双湖裂谷”）等（Ratschbacher et al.，2011）。此类地堑系或裂谷通常包含多个雁列分布的地堑、半地堑，总长度可在一、二百千米左右至数百千米不等，一些在规模上甚至与藏南裂谷相当，整个地堑系长度也明显大于周缘的走滑断层，而且有时可限制邻侧走滑断层的发育，或穿切早期的北东或北向走滑断层形迹，显示出了独立于走滑断层的构造变形样式，并可能属于切穿了中-上地壳或延入下地壳甚至更深的深断裂，不可能是规模偏小的走滑断层局部拉分结果，显然不支持将其归结为区域走滑断层伴生构造的认识（Armijo et al.，1986; Yin and Taylor，2011），而应是独立调节高原内部近东西向伸展变形的变形样式。而它们沿北东或北西向雁列分布的特征，可能是与其发育过程中利用或迁就了早期的北东或北西向构造形迹的缘故，因其整体走向与区域伸展方向斜交，使得沿地堑系主边界断层带根部伴有明显的走滑剪切变形分量，从而导致了其雁列分布形态，但总的变形特征仍与区域上的近东西向伸展变形保持一致（图15c）。
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图15 阿里北部主要活动断层所反映出的羌塘地块内部3类活动构造变形样式
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Fig.15 Three class active tectonic deformation styles in Qiangtang block reflected by mainly active faults at northern Ngari
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上述3类代表性的第四纪构造变形方式反映藏北高原地区近南北向正断层与北西或北东向走滑断层之间存在两种基本关系。一是正断层与走滑断层之间存在直接或间接的运动学联系，主要作为走滑断层的伴生或附属构造出现，如出现在走滑断层尾端或斜列阶区拉张部位和共轭走滑断层锐角交汇部位的正断层，以及在共轭走滑断层所夹持断块内部零散分布的正断层，此类通常为中、小规模正断层，以布木错共轭断层系统中的近南北向正断层最为典型（图15a）。二是两者不存在直接的运动学成因关系，正断层作为独立于走滑断层的伸展构造出现，如夏围湖至温泉湖一带密集发育的近南北向正断层，以及具有裂谷式发育特征的阿鲁错地堑系都属于此类（图15b、c）。因此，根据阿里北部的第四纪活动断层变形特征，结合前人对藏北高原依布茶卡裂谷和双湖裂谷等的活动断层调查研究结果（Ratschbacher et al.，2011），以及新的区域活动断层编图成果（吴中海和周春景，2018），可以证明藏北高原在第四纪期间以广泛发育近南北向正断层系统为主，其次是共轭走滑断层系统，两者虽然局部存在一定的运动学关系，但在区域上主要是作为相对独立的活动构造变形样式共同起着调节高原内部近东西向伸展变形作用。
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4.3 藏北高原内部的活动构造变形符合弥散式连续变形模式
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藏北高原的活动断层发育特点涉及到青藏高原内部究竟以何种变形方式来调节近南北向地壳缩短的运动学问题，即 “刚性块体挤出模式”与“连续变形模式”这一长期争论的焦点问题（Tapponnier and Molnar，1977; Molnar and Tapponnier，1978; Armijo et al.，1986; Taylor et al.，2003; Zhang et al.，2004; Thatcher，2007; Ratschbacher et al.，2011）。
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阿里北部地区的第四纪构造变形虽然表现为3类显著不同的基本样式，但所指示的水平伸展方向是一致，表明它们都是区域性近东西向伸展变形的产物。不同区域变形方式的差异主要是因为受到先存的上地壳构造形迹牵制，或因上地壳物性差异等因素影响所致。如共轭走滑断层作用更多地集中在班公湖-怒江缝合带一线，如前人沿该缝合带发现的包括日干配错-格仁错共轭走滑断层系等在内的多个“V” 型共轭走滑断裂体系（Taylor et al.，2003）。这种区域上的构造变形差异还有两个显著特点。一是在共轭走滑断层发育的区域，近南北向正断层发育程度会明显减弱，反之亦然。二是当正断层弥散发育时，单条断层的规模变小且活动性会相对减弱，如夏围湖-温泉地堑群; 而当正断层集中发育时，形成规模较大的地堑系，如阿鲁错地堑系，其边界正断层的活动性也相应增强。这些特点反映出，藏北高原内部伸展变形的主要方式虽然在不同区域存在变化，或主要通过共轭走滑断层作用调节，或通过分散式或集中式的正断层活动来吸收，但伸展变形强度在空间上可能是相对均匀的，这一点显然与弥散式连续变形模式相吻合。同时，来自藏北高原双湖地堑、安多地堑和唐古拉山温泉地堑等主边界正断层滑动速率的定量研究结果表明，藏北正断层万年尺度的平均垂直滑动速率多集中在约0.2~0.5 mm/a（Blisniuk and Sharp，2003; 吴中海等，2006，2009），明显小于藏南裂谷带中主边界正断层上约1.5±0.5 mm/a的滑动速率。这种断层滑动速率上的差异也体现在地堑的规模和连续性等宏观特征方面。因为藏北高原的地堑或正断层相对藏南裂谷，明显连续性差、规模更小，而且跨断层的盆山最大高差也相对更小，这些都充分表明藏北高原大部分近南北向正断层的变形强度是弱于藏南裂谷带的，但这并不一定代表整个藏北高原内部的整体变形弱或必然弱于藏南，因为藏北高原的活动断层发育密度明显更高，而且还有相当一部分伸展变形是通过共轭走滑断层作用调节的。因此，藏南与藏北地区虽然在近东西向伸展变形方式方面存在明显的差异，但变形强度是否也存在差异还需要更多的定量数据来证明。
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西藏阿里西羌塘地块内部的弥散式第四纪活动断层图像和相对均匀的伸展变形特点证明，其最新构造变形不符合 “刚性块体挤出模型”所认为的块体内部变形弱或可忽略的认识（Tapponnier and Molnar，1977; Armijo et al.，1986），而更符合强调块体内部弥散式变形特征的“连续变形模式”（Zhang et al.，2004; Thatcher，2009; Han et al.，2019）。同时，最近在改则县中部沿北西向布嘎尔错断裂发现的长约50 km的右旋走滑性质同震地表破裂带表明，北西向右旋走滑断层作用在藏北高原的活动构造变形中同样起着重要作用（Han et al.，2019），因而也不支持之前提出的关于藏北高原内部变形主要由北东向左旋走滑断层主导的观点（Yin et al.，1999，2000; Yin and Taylor，2011），而应该是北东向与北西向走滑断层构成的共轭断层系统及正断层作用体系在共同起着调节藏北高原内部近东西向伸展变形的作用，并同时起到了吸收和调节青藏高原内部近南北向缩短的作用。
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5 结论
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基于阿里北部西羌塘地块内部的第四纪活动断层分布及发育特征，结合新发现的昆楚克错地堑西缘主边界正断层上的最新同震地表破裂，经综合研究后可获得以下主要结论。
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（1）阿里北部阿鲁错地堑系及邻区第四纪期间发育了具有高密度、弥散分布特点的，以近南北向正断层系统和由北西向与北东向走滑断层构成的共轭走滑断层系统为主的活动构造格局，其中的共轭走滑断层主要出现在靠近班公湖-怒江缝合线一侧的区域，正断层则更多集中在阿鲁错以北区域，数量明显多于走滑断层，并且大部分正断层不显示与区域走滑断层存在直接的运动学联系。
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（2）阿里北部西羌塘地块内部的第四纪活动断层作用可归纳为3类基本的变形样式:共轭走滑断层及其伴生正断层作用、弥散式正断层作用和剪切裂谷式正断层作用，而且大部分正断层和走滑断层是作为相对独立的构造共同调节着块体内部的近东西向伸展变形，指示藏北高原内部变形不符合“刚性块体挤出模型”，而更符合“连续变形模式”，并且不支持北东向左旋走滑断层主导藏北高原内部变形的认识。
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（3）阿鲁错地堑系是阿里北部规模最大的伸展断陷构造，其南段昆楚克错断裂上的最新同震地表破裂具典型的正断层性质，地表出露长度近400 m，最大垂直位移约0.8 m，推断是1955年革吉县纳屋错东MW6.5强震事件的结果。沿阿鲁错地堑系的显著第四纪正断层作用及相对频繁的历史强震活动可能是孕育2016年阿鲁冰崩灾害的关键内动力条件，提示在第四纪活动断层非常广泛的青藏高原中南部，工程或基础设施建设以及城镇规划等需重视活动断层带上的冰川稳定性及其灾害效应。
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致谢:西藏自治区地质调查院的王雨工程师和西藏自治区地质矿产勘查开发局地热地质大队的白玛多吉等对野外调查工作提供了必要帮助，审稿专家为论文改进提出了建设性的意见和建议，在此一并表示衷心感谢。
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注释
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❶ 中国地震台网和国家地震科学数据中心（http://data.earthquake.cn）.
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❷ 美国地质调查局地震灾害工程的地震目录（https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/search/）.
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摘要
藏北高原非常薄弱的活动断层调查研究程度和不完整的历史地震资料等,限制了对高原内部活动构造变形特征、机制以及孕震构造环境等的深入认识。通过综合地质、遥感和地震等资料对阿里北部羌塘地块内部进行详细的活动断层解译,结合沿阿鲁错地堑系南段昆楚克错地堑西侧边界正断层新发现的晚第四纪断裂活动证据和最新同震地表破裂等,对该区的活动断层几何图像及运动学特征等进行了深入分析。研究结果表明,阿里北部的西羌塘块体内部在第四纪以发育近南北向正断层系统和由北西向与北东向走滑断层构成的共轭走滑断层系统为特征,第四纪和晚第四纪活动断层都呈现出了高密度、弥散分布的特点,并可归纳为3类基本的活动构造变形样式:共轭走滑断层及其伴生正断层作用、弥散式正断层作用和剪切裂谷式正断层作用,其中大部分正断层与走滑断层主要是作为相对独立的构造类型来共同调节区域内近东西向伸展变形的,这些特征指示藏北高原内部变形更符合“连续变形模式”而非“刚性块体挤出模式”。同时发现,沿昆楚克错地堑西缘主边界正断层发育的最新地表破裂总长度仅约400 m,最大垂直位移约0.8 m,推测可能是1955年革吉县纳屋错东MW6.5强震事件的结果。基于新的研究结果,推断阿鲁错地堑的第四纪正断层作用及相对频繁的历史强震活动,可能是孕育2016年阿鲁冰崩灾害的关键内动力条件,这警示需重视高原腹地活动断层作用与冰川失稳灾害之间的内在成因联系。
Abstract
The poor investigation of active faults and incomplete data of historical earthquakes in the northern Tibetan Plateau limit the deep understanding to the internal active tectonic deformation mechanism and the characteristics of strong earthquakes. The active faults around northern Ngari area are interpreted in detail by integrated geological, seismic and remote sensing data, and the latest coseismic surface rupture been discovered by field surveying along the west boundary normal fault of the Kunchuke Co graben which is located in the southern segment of the Aru Co graben system. An in-depth analysis was carried out about the geometric images and kinematic characteristics of active faults around northern Ngari area, magnitude and formation time of surface rupture of Kunchuke Co based on new data. The results show that the active faults with high density and dispersive distribution are developed in the western Qiangtang block of northern Ngari area during the Quaternary period, which are dominated by the nearly south-north trending normal fault system and the conjugate strike-slip fault system composed of the NW and NE trending faults.The active tectonic deformation can be classified into three basic styles: conjugate strike-slip faulting and its associated normal faults, local diffuse normal faulting and normal faulting resulted from local rifting with shear component in western Qiangtang block. Most of normal faults do not have direct kinematic relationship with strike-slip faults, and they are mainly relatively independent active structures that jointly regulate the near east-west extensional deformation in western Qiangtang block. These characteristics indicate that the internal deformation of the central Tibetan Plateau is more consistent with the “Continuous deformation model” and not with the “rigid block extrusion model”. The latest surface rupture along the main boundary fault at the western edge of Kunchuke Co graben a typical normal fault rupture, with the surface length of nearly 400 m and the maximum vertical displacement of about 0.8 m, and maybe a small-scale surface rupture event caused by the MW 6.5 strong earthquake at east of Nawo Co in Gêgyai County in 1955. In addition, the Quaternary faulting and relatively frequent historical earthquake activity of Aru graben maybe key dynamic conditions to the 2016 giant twin glacier collapses. We suggest that the similar glacier collapses disaster risk should be taken seriously when important engineering or construction of infrastructure and urban planning are carried out around the Quaternary normal faults in central and southern Tibet.
