《Tectonophysics》：Three-dimensional geometric modeling of the Gulang–Zhongwei fault, northeastern Tibetan Plateau: implications for the seismic hazard assessment
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•多源数据约束了古浪—中卫断层的复杂三维几何形态。•可能存在向东延伸的断层以及宽大的块体间变形带。•多段级联破裂可能达到震级8级。引言三维（3D）断层建模已成为构造地质学和林学地震学中用于表征断层在空间中几何构造的重要工具（Carena和Suppe，2002；Plesch等人
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多源数据约束了古浪—中卫断层的复杂三维几何形态。
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可能存在向东延伸的断层以及宽大的块体间变形带。
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多段级联破裂可能达到震级8级。
引言
三维（3D）断层建模已成为构造地质学和林学地震学中用于表征断层在空间中几何构造的重要工具（Carena和Suppe，2002；Plesch等人，2007；Riesner等人，2017），并可进一步用于识别潜在的破裂传播路径和评估地震危险性（Riesner等人，2017；Seebeck等人，2024）。三维断层建模提供了一个直观的框架，用于整合多学科约束并表征断层的走向、倾角、分段以及相邻构造之间的空间关系，从而为后续的运动学、动力学和危险性分析提供几何基础（Guyonnet-Benaize等人，2015；Wang等人，2024）。南加州社区断层模型（CFM；Plesch等人，2007）和新西兰社区断层模型（NZCFM；Seebeck等人，2024）是展示多源三维断层模型价值的典范框架。这些模型已被广泛整合到运动学和动力学地震模拟（Graves等人，2008；Tago等人，2012）以及概率地震危险性评估（PSHA）中（Plesch等人，2007；Seebeck等人，2024）。在可用的建模平台中，SKUA-GOCAD已被用于整合异构的地质和地球物理数据并重建几何形态复杂的断层系统（Lu等人，2017；Li等人，2022；Lu等人，2024）。
对历史和近期地表破裂地震的观测表明，断层弯折、阶跃、分支和其他几何不连续性可以控制破裂的传播与终止（Harris和Day，1999；Wesnousky，2006；Hamling等人，2017）。例如，2023年卡赫拉曼马拉什双震涉及跨越多个相互连通的断层段的破裂，说明了断层弯折、分支、阶跃和断层交汇处如何影响破裂路径、断层间触发、破裂速度、滑移分布和级联失效（Liu等人，2023；Zhang等人，2023；Zhou等人，2025；Sunil等人，2026）。
古浪—中卫断层是沿青藏高原东北缘海原断层系统的一条主要左旋走滑分支，它容纳并向东北方向传递变形至阿拉善块体南缘（Gaudemer等人，1995；Tapponnier等人，2001；Daout等人，2016；Li等人，2019）。其位于阿拉善块体南缘附近的位置使得这条北分支对于理解变形沿高原北缘如何被分配和传递具有重要的相关意义（Li等人，2017；Wang等人，2017）。
其显著的分段性和复杂的几何形态使其成为研究断层几何形态如何影响破裂传播以及多段地震潜在可能性的宝贵案例（Li等人，2017；Li等人，2019；Dong等人，2021；Zhang等人，2019）。历史记录显示该区域发生过多次地震，包括1709年约7.5级的中卫地震（Chai等人，2003；Zhang等人，1988），以及1927年8.0级的古浪地震（Gaudemer等人，1995；Zhang等人，2019）。此外，现代地震台网数据记录了自1970年以来超过10,000次M≥2的地震（Liu等人，2018）。这些特征促使对地表断层支脉如何向深部延伸和连通，以及其几何形态变异如何影响区域变形传递和未来大地震潜在可能性的评估进行三维研究。
此前青藏高原东北部活动断层的三维模型（例如Li等人，2022，其中称为TS-XJSF）提供了有用的区域构造框架，但在两个方面简化了古浪—中卫断层。首先，它们将几何上不同的地表断层迹线表示为单一光滑的迹线，忽略了阶跃和分叉等关键的分段标志。其次，深部几何形态约束不足，依赖于均匀的倾角参数，这可能无法充分捕捉侧向非均质性或地下断层连通性。这两种简化均可能给潜在地震震级的估计和后续的地震危险性评估带来不确定性（Wells和Coppersmith，1994；Riesner等人，2017；Krajnovich等人，2020）。特别是，断层倾角的空间变化直接影响断层宽度和破裂面积，从而影响基于断层几何形态得出的震级估计。将重新定位的微震数据整合到三维框架中也可以为地下断层几何形态和可能的断层生长方向提供额外的约束。
本研究利用SKUA-GOCAD软件（Lu等人，2024；Guo等人，2025）构建了古浪—中卫断层的三维几何模型，整合了地表和地下几何约束。基于这一详细的三维断层模型，我们还通过结合经验标度关系与地震矩平衡（Wells和Coppersmith，1994；Stevens和Avouac，2017；Chen等人，2024），估计了单段和多段级联破裂的潜在最大震级。我们还使用已发表的GNSS-InSAR耦合和滑动亏损结果（例如Wu等人，2024）作为应变积累和地震潜力的大地测量学指标。研究结果为理解青藏高原东北部复杂断层系统的构造变形和地震危险性提供了定量的三维框架。
各节摘要
地质构造背景
古浪—中卫断层是海原断层系统北分支上一条主要的左旋走滑构造，容纳变形并向北至东北方向传递至阿拉善块体南缘（Chai等人，2003；Du等人，2007；Li，2014；Li和Li，2015；Li等人，2016；Liu等人，2006；Tapponnier等人，2001；Zhang等人，2003；Zheng等人，2004）。该断层以左旋走滑运动为主，伴有逆冲或正
地表断层迹线和分段
地表断层迹线主要来自古浪—中卫断层带中东部部分区域的1:50,000活动构造地图（Du，2017；宁夏地震局，1995），以及其他区域已发表的结构地质图、卫星影像解译和野外观测（Gao，2018；Liu等人，2006）。我们在QGIS中对源地图进行了地理配准，将其转换到公共坐标参考系统中，并以一致的
沿断层的分段
我们识别了五个一级段（S1-S5）和十七个二级段（F1-F17）（图4），并在表S2中总结了每个段的长度、分段标志和运动学特征。
虹尧段（S1）构成了古浪—中卫断层带的最西段。该段包括四个具有不同走向的二级段，包括走向NE的F1、F3和F4以及走向NW的F2。这些断层主要以
古浪—中卫断层可能向东延伸
走滑断层的端部是应力最集中的区域，也是几何和运动学复杂性达到最大的区域（King，1986；Kim等人，2004；de Joussineau和Aydin，2009）。它们的传播行为不仅控制着断层带的长期生长和段间连通，还控制着地震破裂的传播、终止和最大震级潜力（Cowie和Scholz，1992；Scholz，2002；Wesnousky，2006, Wesnousky，2008）。走滑断层端
结论
本研究构建了古浪—中卫断层的三维几何模型，整合了精细化的地表迹线、古地震数据、地震反射剖面、大地电磁测深结果、震源机制解和重新定位的小地震。基于前人研究，我们将基于地表的几何分段细化为五个一级段和十七个二级段。模型揭示了一个主要向南倾的断层系统，其倾角逐渐
CRediT作者贡献声明
李博明：写作—审阅与编辑，写作—初稿，可视化，验证，软件，资源，方法学，调查研究，形式分析，数据管理，概念构思。邵艳秀：写作—初稿，可视化，验证，指导监督，软件，资源，项目管理，方法学，调查研究，资金获取，形式分析，数据管理，概念构思。张慧鑫：软件。邹晓波：软件。张金玉：指导监督，软件，
未引用参考文献
An，2011
Andrews和Schwerer，2000
Ding，1993
Ding，1995a
Ding，1995b
Gao，2019
He和Zhou，1993
Li，2024
Liu等人，2011
Ma等人，2014
Yang等人，1999
Yang等人，2003
Zhang等人，1987
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本文所报告的工作。
致谢
我们感谢姚文倩和陈璇在地震矩法地震震级估算方面的指导，吴东林提供断层锁定和滑动亏损数据以及对其分析和解释的指导，刘白云和张东力提供重新定位的微震目录，以及祁世苗和梁佳奥的有益协助。我们感谢Tuncay Taymaz教授和两位匿名审稿人的深刻审稿意见，这些意见帮助改进了本文。我们
李博明|邵艳秀|张慧鑫|邹晓波|张金玉|贾伟|郑旭聪|许婧
