墨西哥俯冲前弧La Venta断裂带活动构造与古地震证据：揭示阿瓜德尔佩罗段全新世地震危险性

本研究针对俯冲带前弧区活动断裂地震危险性评估的关键科学问题，通过多学科交叉方法首次揭示了墨西哥Guerrero俯冲前弧La Venta断裂带阿瓜德尔佩罗(AdP)段的全新世活动性。研究人员综合运用LiDAR数字地形模型(DTM)、电阻率成像(ERT)和古地震探槽技术，结合OSL和14C测年，发现该断裂在9000年内发生2-3次地表破裂事件，最新事件发生于14世纪(约Mw 6.6-6.8)。该成果为墨西哥城、阿卡普尔科等人口密集区的抗震设防提供了重要依据，凸显了远离板块边界的板内断裂潜在危险性。

　　

在板块构造的宏伟画卷中，俯冲带前弧区犹如地球的"缝合线"，隐藏着许多尚未认知的地震风险。墨西哥的Guerrero俯冲带以活跃的地震活动闻名，但令人惊讶的是，远离主板块边界的上地壳断裂——如长达650公里的La Venta断裂(LVF)——其地震危险性长期被低估。这些断裂虽位移速率缓慢(<1 mm/年)，却可能孕育着足以摧毁城市的潜在"杀手地震"。更棘手的是，热带茂密植被和频繁飓风往往掩盖了这些断裂的地表痕迹，使得传统地质调查举步维艰。面对这一挑战，墨西哥国立自治大学领衔的国际团队开展了一项开创性研究，他们如同地质侦探般，运用尖端技术揭开了LVF断裂阿瓜德尔佩罗(Agua del Perro, AdP)段的全新世活动历史，相关成果发表在《Geomorphology》上。

研究团队采用了多尺度技术联合作战策略：通过无人机摄影测量和机载LiDAR(激光雷达)穿透植被获取1米分辨率数字地形模型(DTM)，结合野外地质填图识别微地貌变形；采用电阻率层析成像(ERT)揭示浅部断裂结构；开挖15米长的古地震探槽揭示断层活动历史；运用光学释光(OSL)和加速器质谱(AMS) ¹⁴C测年技术限定事件年代。特别从Las Pi?as村附近探槽中采集12个测年样品(7个OSL，5个¹⁴C)，建立了精确的年代框架。

4.1 地表变形特征
LiDAR数据揭示了AdP段33.5公里范围内一系列左旋走滑的地貌证据：12米水平错位的河道、构造脊(shutter ridge)以及5-7米高的断层陡坎。值得注意的是，2013年飓风"曼努埃尔"和2023年飓风"奥蒂斯"造成的滑坡使这些构造形迹更趋模糊，凸显了在热带环境识别活动断裂的特殊挑战。

4.2 地球物理证据
175米长的电阻率剖面显示断层两侧电阻率差异达三个数量级(100Ωm vs 3.5kΩm)，清晰勾勒出倾向南西的断裂带空间位置，为探槽选址提供了精准"导航"。

4.3 古地震探槽解析
探槽揭露了11套地层单元和3条次级断层(F1-F3)。关键发现包括：

• 单元C(190-560 CE)被垂直错断24.5厘米，伴随崩积楔(单元B1)发育
• 断层泥(单元Z)中测得84∠35°的擦痕，证实左旋走滑兼具正断分量
• 最年轻事件(E1)发生于1235-1495 CE，与历史记载的1469年地震可能对应

4.4 年代学框架
OSL测年显示最老变形事件(E3)可追溯至7075±430 BCE，而E2事件发生在3750 BCE至190-560 CE之间。引人注目的是，事件E1与Ramírez-Herrera等报道的1300 CE左右Guerrero地震空区8级巨震可能存在触发关系。

4.7 位移量与震级估算
采用Wells和Coppersmith(1994)与Malakar等(2023)的不同标度关系，估算出：

• 事件E1：Mw 6.6-6.8(水平位移50cm)
• 事件E2：Mw 6.4-6.6(水平位移80cm)
  累计位移显示长期滑动速率为0.1±0.02 mm/yr，但GPS观测到3-5 mm/yr的现今应变速率，暗示大部分应变可能通过慢滑移(SSE)释放。

这项研究首次确证了LVF断裂AdP段的全新世活动性，破解了三个关键科学问题：首先，揭示了俯冲带中等倾角(9-14°)仍能通过上地壳走滑断裂实现应变分配；其次，建立了3000-3500年的地震复发模型，填补了墨西哥前弧区断层行为认知空白；最重要的是，指出Acapulco、Chilpancingo等城市及La Venta大坝面临的潜在地震风险被系统性低估。特别值得关注的是，断裂延伸至Las Pi?as等村庄下方，而距墨西哥城仅200余公里——1985年该城曾因俯冲地震导致万人遇难，如今这项研究敲响了"双震源"风险的警钟。

研究团队特别强调，全球气候变化导致的极端天气事件加剧了活动断裂识别难度，这要求将LiDAR等遥感技术与传统地质调查深度整合。正如论文通讯作者Ramírez-Herrera指出："这项研究改写了我们对该区域地震危险性的认知范式——远离海沟的板内断裂同样能产生破坏性地震，这将对墨西哥建筑抗震规范修订产生深远影响。"该成果不仅为类似构造环境下的活动断裂研究提供了方法论范例，更启示我们需要重新审视全球俯冲带边缘区的综合地震风险评估体系。