墨西哥-美国边境地区墨西卡利谷地断层相互作用与地下变形：对地震危险性评估的启示

本研究通过分析墨西卡利谷地西北部的地震反射剖面，揭示了Imperial-Laguna Salada断裂带间包括Michoacán断裂在内的隐伏构造，首次提出Progreso断裂的存在，并探讨其与Dixieland断裂的相互作用对区域地震活动的影响。成果为SCEC Community Fault Model（CFM）和UCERF3地震危险性评估提供了关键约束，解决了该区域"lost slip"争议，对跨境地震防灾具有重要意义。

　　

在北美板块与太平洋板块的交界处，墨西卡利谷地与帝国谷地构成了一个独特的地震活跃区。这片横跨墨西哥与美国边境的狭长地带，既是圣安德烈斯断裂带（SAF）与加利福尼亚湾张扭体系的过渡区，又是科罗拉多河沉积物掩埋下的构造迷宫。2010年Mw 7.2级El Mayor-Cucapah地震的惨痛教训揭示：我们对这个区域断层网络的认知仍存在巨大空白。尤其令人担忧的是，Imperial断裂（IF）15-40 mm/yr的地质与大地测量滑移速率差异，以及被称作"lost slip"的未分配应变，直接关系到UCERF3地震预测模型的准确性。

针对这一科学难题，中国科研团队通过对PEMEX石油勘探数据的创新性再解读，结合地震活动性分析，系统研究了墨西卡利谷地西北部的隐伏构造。研究发现：传统认为的Michoacán断裂（MF）向北延伸至美国境内，其部分变形特征实际来自新发现的Progreso断裂；Dixieland断裂虽未跨越国境，但与MF的相互作用显著影响区域应变分配；Imperial与Michoacán断裂带间的次级构造可能标志着Cerro Prieto拉分盆地（CPB）的北界。这些发现为理解跨境断层系统的动力学行为提供了新视角，相关成果发表于《Tectonophysics》。

研究采用三大关键技术：1）重新处理CFE-L-3-3等工业地震反射剖面，识别500ms双程走时以下的深部构造；2）整合重力、航磁数据构建三维断层几何模型；3）将历史地震震源与断层结构进行空间相关性分析。

【构造背景】
区域构造解析显示，该区处于SAF右旋走滑体系向加利福尼亚湾扩张中心的过渡带。前人研究多集中于美国侧的Imperial断裂，而对墨西哥侧的Michoacán断裂及其关联构造认识模糊。

【数据分析】
通过OpendTect软件处理的地震剖面揭示：Imperial断裂西倾，沉积层厚度超过5km；在IF与MF之间识别出多组走向各异的次级断裂，部分对应地震活动线性条带。

【结果】
三维建模确认：1）Progreso断裂作为独立构造存在，解释了过去被归因于MF的局部变形；2）Jalapa断裂附近地震呈平行偏移分布，暗示可能的盲断裂活动；3）识别出多个沉积亚盆地，反映构造分异。

【讨论】
地震活动与断层空间分布高度吻合：Imperial断裂15mm/yr的地质滑移速率更符合大地测量数据，支持Lindsey和Fialko（2016）的修正模型。MF与Dixieland断裂的阶区变形机制，解释了"lost slip"的分配问题。

【结论】
该研究首次构建了墨西卡利谷地跨境断层的精细结构模型，证实应变分配具有分布式特征。成果直接输入SCEC CFM模型，修正了UCERF3对Imperial断裂35mm/yr滑移速率的高估，为美墨边境地震风险评估提供了关键约束。Progreso断裂的发现，重新定义了Cerro Prieto盆地北缘构造格局，对理解板块边界变形机制具有重要理论价值。