墨西哥Cuitzeo湖盆地地壳伸展机制：摩擦断层与岩浆侵入的协同作用及其构造意义

本研究首次通过整合GNSS大地测量数据与地质资料（8 Ma以来），定量解析了墨西哥Cuitzeo湖盆地现今地壳伸展的分配机制。研究发现该区域2.2 mm/yr的伸展速率中，55%由正断层摩擦作用（normal frictional faulting）承担，41%源自岩浆活动（11%火山喷发+89%停滞侵入），揭示了成熟伸展盆地中断层-岩浆系统的复杂互馈关系，为大陆裂谷带灾害评估提供新范式。

　　

在北美板块与科科斯（Cocos）板块的斜向俯冲背景下，墨西哥中部Cuitzeo湖盆地作为Trans-Mexican Volcanic Belt（TMVB）火山弧内一个形成于8 Ma的古老伸展盆地，其地壳变形机制长期存在争议。传统观点认为这类区域的地壳伸展主要由正断层活动主导，但近年研究发现岩浆侵入（dike intrusions）可能发挥重要作用。然而，定量划分断层活动与岩浆作用对伸展的贡献率仍具挑战性，这直接影响到对区域地震与火山灾害的准确评估。

为解决这一科学问题，由墨西哥米却肯大学（Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo）Martha Gabriela Gomez-Vasconcelos领衔的研究团队，首次将TLALOCNet大地测量网络2008-2023年的GNSS数据（揭示2.2 mm/yr的NE向伸展速率）与地质历史数据相结合，通过多学科交叉方法定量解析了Cuitzeo湖盆地的地壳伸展分配机制。这项发表在《Journal of Structural Geology》的研究，不仅揭示了断层与岩浆系统的动态平衡关系，更建立了适用于斜向伸展盆地的定量分析框架。

研究团队运用三项关键技术：1）利用TLALOCNet永久GNSS站点数据计算现今地壳运动速率；2）基于野外实测断层陡坎（fault scarps）位移与年代学数据重建断层滑动历史；3）通过火山体积计算与岩墙（dike）几何参数反演量化岩浆扩张量。其中，INEGI国家地理局提供的SW向速度场数据为区域构造背景提供了重要约束。

【Tectonic and Geological Setting】
研究表明，TMVB作为与科科斯板块俯冲相关的火山弧，其Cuitzeo湖盆地的形成受控于Morelia-Acambay断裂系统的E-W向正断层与NNW向走滑断层。35 km厚的地壳背景下，盆地自8 Ma以来持续经历斜向伸展。

【Extension rate from normal faulting】
通过测量主要断层的垂直位移（如Acambay断层1.2 mm/yr滑动速率），证实55%的伸展量（1.21 mm/yr）由正断层摩擦作用承担。值得注意的是，除浅表张裂隙外，大部分断层具有纯构造成因，与岩浆侵入无直接关联。

【Fault slip rates and derived extension】
对E-W向断层系统的定量分析显示，其累积伸展量占区域总量的主导地位。历史地震（Mw 6.0-7.2）记录佐证了断层活动的 seismogenic（地震成因）特性。

【Crustal extension rates】
GNSS数据揭示的2.2 mm/yr伸展速率中，岩浆作用贡献0.9 mm/yr（41%），其中火山喷发仅占0.24 mm/yr，而岩墙侵入占0.66 mm/yr。这种"停滞侵入主导"的模式与东非Asal裂谷（90%岩浆贡献）形成鲜明对比。

【Conclusions】
该研究首次定量证实：在中等岩浆供给的成熟伸展盆地中，正断层摩擦作用（55%）与岩浆侵入（41%）共同调节地壳伸展。特别值得注意的是，89%的岩浆扩张以地下侵入形式完成，这对理解隐伏岩浆库的累积与火山灾害评估具有启示意义。作者提出，Cuitzeo湖盆地的"断层-岩浆协同作用"模型，可为全球类似构造背景区域的灾害预测提供理论依据。

这项研究的创新性在于：1）建立GNSS与地质时间尺度数据的桥梁，实现伸展机制的跨尺度解析；2）揭示停滞岩浆侵入在伸展系统中的隐蔽作用；3）提出斜向伸展盆地的"双端元调节"模型。未来研究需结合深部地球物理成像，进一步揭示岩浆-断层互作的动力学机制。