伊朗扎格罗斯山脉法尔斯弧段盐丘变形与分类的全面卫星遥感调查

《Tectonophysics》:A comprehensive satellite-based survey of salt diapir deformation and classification in the Fars Arc of Zagros, Iran

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月31日 来源:Tectonophysics 2.4

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   •我们评估了101个波斯弧出露盐岩尖顶的形态学和InSAR速度。•尖顶被分类为穹丘型、喷泉型、液滴型、贫化型或与断层相关型。•91个盐岩尖顶中有50个通过重力驱动的盐岩扩散/滑动发生变形。•37个活动/潜在活动的尖顶显示水平/垂直速度≥4毫米/年。•峰值垂直和水平速度出现在喷

  
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    我们评估了101个波斯弧出露盐岩尖顶的形态学和InSAR速度。
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    尖顶被分类为穹丘型、喷泉型、液滴型、贫化型或与断层相关型。
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    91个盐岩尖顶中有50个通过重力驱动的盐岩扩散/滑动发生变形。
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    37个活动/潜在活动的尖顶显示水平/垂直速度≥4毫米/年。
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    峰值垂直和水平速度出现在喷泉型尖顶。

引言

盐岩构造,特别是盐岩尖顶,在沉积盆地的构造和结构演化中起着基本作用,为了解构造、沉积和地质过程之间的相互作用提供了关键见解。盐构造在广泛的构造背景下已被广泛研究,包括挤压、伸展和走滑环境。深入研究过的例子包括中国的库车盆地(Colón et al., 2016; Chang et al., 2022)和西班牙的卡多纳盐挤压构造(Pérez-Villar et al., 2024, Pérez-Villar et al., 2025a)。此外,伊朗高原的盐相关变形,特别是扎格罗斯造山带,已通过现场观测、地球物理数据和遥感技术的结合进行了研究(例如,Kent, 1979; Talbot and Alavi, 1996; Jahani et al., 2007; Jackson and Hudec, 2017; Mohammadnia et al., 2021; Gutiérrez et al., 2025a)。
扎格罗斯造山带包括三个主要构造地层域:高扎格罗斯、扎格罗斯简单褶皱带(ZSFB)和扎格罗斯前陆盆地(Agard et al., 2011; Sherkati and Letouzey, 2004)。从西北到东南,ZSFB进一步分为三个不同的结构域:留里斯坦弧、Dezful凹陷和波斯弧(图1)。ZSFB代表了研究活动盐构造最著名的天然实验室之一,这得益于其深厚的盐序列、持续的构造变形和大量出露良好的盐岩尖顶。波斯弧的一些盐岩构造已出露至地表(出露尖顶),而另一些仍埋藏(盲尖顶);两者目前可能都处于活动或 inactive 状态。出露盐岩尖顶展现出各种形态和地表特征,反映了盐供应速率、尖顶成熟度、构造强迫、气候条件和剥蚀的差异(Jahani et al., 2007)。波斯弧的出露盐岩尖顶根据地表形态被分类为穹丘型、喷泉型、液滴型、贫化型和与断层相关型(Talbot and Alavi, 1996; Jahani et al., 2007; Jackson and Hudec, 2017)。虽然这一框架为了解其演化历史提供了宝贵的见解,但它并不能可靠地指示当前的运动学特征。因此,一个关键问题仍然存在,即波斯弧中哪些形态类型目前表现出可通过InSAR测量的地表变形。
关于霍尔木兹盐岩尖顶活动性的先前研究采用了多种方法,包括流变学研究(例如,Wenkert, 1979)、详细的野外研究(例如,Talbot and Rogers, 1980; Talbot and Jarvis, 1984; Gutiérrez et al., 2025b)、卫星图像(例如,Jahani et al., 2007)、单个尖顶的干涉合成孔径雷达(InSAR)分析(例如,Aftabi et al., 2010; Zhang et al., 2021; Ghassemi and Roustaei, 2021; Shami et al., 2024; Gutiérrez et al., 2025a; Zebari et al., 2025),或在区域尺度上使用2003年至2010年ENVISAT InSAR数据对整个波斯弧进行分析(Barnhart and Lohman, 2012)。尽管做出了这些努力,但现有研究关于这些盐岩尖顶当代活动的研究通常侧重于使用综合方法(InSAR和地貌学)对单个尖顶的研究,或使用单一方法(InSAR或地貌学)进行区域评估。因此,缺乏一项区域尺度研究,使用InSAR和形态学分析来调查波斯弧所有出露盐岩尖顶地表变形与其形态之间的关系。
在本研究中,我们通过呈现波斯弧101个出露盐岩尖顶当代地表变形的区域尺度评估来解决这些局限性。通过整合形态学分类和Sentinel-1 InSAR时间序列分析(2014–2023),我们旨在识别哪些尖顶形态类型表现出可检测的变形,步骤如下:首先,我们根据尖顶的地表形态对其进行分类。其次,我们评估InSAR垂直和水平速度场,以隔离具有统计显著运动的尖顶。最后,对于活动尖顶的子集,我们考察地貌参数和区域构造结构如何控制其地表位移。这一综合区域框架为波斯弧活动盐构造提供了新的约束,并对理解盐驱动的变形和盐地表过程具有更广泛的意义。

章节摘要

研究区域的地质背景

扎格罗斯褶皱冲断带(ZFTB)的地质演化始于晚古生代阿拉伯板块东北缘新特提斯洋的张裂,随后是三叠纪晚期新特提斯俯冲、晚始新世至渐新世海洋的渐进闭合,以及渐用世至中新世阿拉伯板块与伊朗中部微大陆之间的大陆碰撞(St?cklin, 1974; Berberian, 1983; Alavi, 1994; Agard et al.,

盐岩尖顶的形态学分类

大多数扎格罗斯尖顶的公里尺度几何形状使其易于从太空观测;因此,我们结合Google Earth(Landsat 8/9)、Landsat 7影像、通过SASPlanet访问的Bing地图以及30/90米SRTM DEM,在波斯弧中识别出101个海陆出露构造。
扎格罗斯盐岩尖顶的形态与其演化历史以及盐供应和扩散速率等参数有关(Talbot and Alavi, 1996

波斯弧盐岩尖顶的形态

图4根据我们的形态学分类展示了波斯弧不同类型出露盐岩尖顶的分布。我们在波斯弧中将18个尖顶分类为B/B-F型,18个尖顶分类为C/C-F型(图4a和b)。由于在Darbast、Gazeh、Kurdeh、Khorgo、Anguru和Pol尖顶(分别为图4中的29、30、46、90、92和93号)周围观察到小型盐冰川,我们将它们归类为C类,尽管它们呈现出穹丘状地形。此外,我们

InSAR推导速度估计的不确定性

与InSAR推导的盐岩尖顶地表速度相关的不确定性受两个不同因素的影响。第一个与支配地表运动的地质过程有关,即剥蚀与盐构造之间的持续相互作用,而第二个源于固有的图像处理误差。值得注意的是,InSAR并不测量纯盐变形或岩石隆起。相反,测得的位移速率代表的是地表运动

结论

本研究通过整合2014–2023年Sentinel-1 InSAR数据及其形态学分类,对波斯弧出露盐岩尖顶的活动性进行了全面评估。地表速度分布分析表明,91个陆上尖顶中有50个的水平运动主要由盐的重力扩散和滑动驱动。虽然所有形态类别中均发生缓慢变形,但最高速度主要

CRediT作者贡献声明

Najmeh Ajorlou:原创草稿撰写、可视化、软件、方法论、形式化分析、数据管理。Mohammadhossein Mohammadnia:软件、方法论、形式化分析、数据管理、概念化。Mahtab Aflaki:审阅和编辑撰写、原创草稿撰写、可视化、项目管理、方法论、调查、形式化分析、数据管理、概念化。Zahra Mousavi:审阅和编辑撰写、原创草稿撰写、可视化、验证,

利益冲突声明

作者声明,他们没有已知的竞争财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。

致谢

我们感谢使用多种开源工具和数据集,使得本研究成为可能。InSAR时间序列分析使用LiCSBAS开源包完成。我们使用GMT进行可视化和制图。使用GACOS产品进行了大气校正。使用SASPlanet和Google Earth存档查看卫星影像和底图。地形数据来自SRTM DEM。
Najmeh Ajorlou|Mohammadhossein Mohammadnia|Mahtab Aflaki|Zahra Mousavi|Sanaz Vajedian
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