巴基斯坦西北喜马拉雅前陆活动构造动力学：基于地震与重力数据的联合解析

本研究针对巴基斯坦西北喜马拉雅前陆的构造活动机制问题，通过分析CES和PMD地震台网的7次中-小地震波形数据及TOPEX卫星重力数据，揭示了NW-SE走向的右旋走滑断层与NNW-SSE向最大水平应力（SHmax ）的耦合关系，提出该区变形受喜马拉雅逆冲带与Sargodha-Delhi基底脊相互作用控制，部分滑移通过盐层拆离面（Salt Range）以蠕滑形式释放。成果为理解印度-欧亚板块边界复杂变形提供了新视角。

　　

在印度板块与欧亚板块持续碰撞的背景下，喜马拉雅造山带前陆地区的构造变形机制一直是地学界关注的焦点。巴基斯坦西北部作为这一碰撞体系的西缘，其复杂的断层活动既反映了板块边界的应力传递，又受到局部地质结构的强烈调制。然而，该区域被厚层陆源砂覆盖，地表地质调查难以揭示深部构造特征，且历史地震记录匮乏，导致对潜在地震危险性的评估存在重大盲区。更关键的是，前人研究多集中于前陆中-北部以盐层为拆离面的薄皮构造（thin-skinned tectonics），而对南部NW Punjab地区基底参与的厚皮变形机制争议不断——究竟是印度板块弯曲形成的Sargodha-Delhi基底脊（flexural forebulge）主导，还是与西侧Chaman断裂系的R剪切（R-shears）相关？这一科学问题的解答，对理解喜马拉雅西缘应变分配模式至关重要。

针对上述挑战，中国地震局地震预测研究所联合巴基斯坦气象局等机构的研究团队，创新性地整合了本地宽频带地震波形与卫星重力数据。通过分析2005-2015年间CES和PMD台网记录的7次中-小地震（M_w
≥3.5），包括1982年Bhakkar 5.2级地震的余震序列，采用矩张量反演（moment tensor inversion）技术精确约束震源深度与断层几何，并结合TOPEX卫星重力数据解析基底结构。关键技术包括：1）基于Gilbert线性理论的波形反演确定断层面解；2）利用极性数据（polarity data）交叉验证历史地震机制；3）通过剩余重力异常（residual gravity anomaly）识别不同深度的断层样式差异。

结果部分揭示：

1. 震源机制特征：6次事件为浅部（5-27 km）走滑型，仅1次43 km深度的逆冲事件，所有断层走向NW-SE，与重力显示的基底线性构造一致。S_Hmax
   方向NNW-SSE，平行于板块会聚方向，支持区域变形受控于印度-欧亚碰撞。
2. 重力证据：正布格异常（Bouguer anomaly）呈NW-SE条带状分布，验证了Sargodha高基底的几何形态。浅部右旋走滑断层与深部逆断层的重力梯度差异，反映变形样式随深度转变。
3. 构造模型：走滑断层可能为喜马拉雅逆冲带与基底脊相互作用的产物，或作为Chaman断裂系的远端R剪切。总滑移量通过Salt Range盐层蠕滑（viscous decollement）与基底脆性变形共同调节。

讨论与结论指出：该研究首次通过多学科数据联合，证实NW Punjab存在以走滑为主的复合变形机制。浅部走滑事件可能源于基底脊对逆冲楔的侧向阻挡，而深部逆冲反映板块持续俯冲。这一发现修正了传统薄皮构造模型，提出前陆南部存在基底参与的"厚皮-薄皮混合变形"新模式。实际意义在于：1）为评估该区地震危险性提供了断层活动性参数；2）揭示Salt Range盐层在调节应变分配中的关键作用；3）暗示Chaman断裂系的影响可能向东延伸至前陆内部。论文发表于《Journal of Geodynamics》，为理解碰撞造山带三维变形机制提供了经典案例。