青藏高原东南部的现今构造运动位移场

印度板块与欧亚板块的碰撞以及菲律宾板块向西北的会聚，不仅引起青藏高原的大幅度隆升，而且导致其强烈的水平构造运动。近年来高速发展的GPS（全球定位系统）技术为实时、定量地测定地壳形变，以及测量大尺度现今构造变形的速率和速度场提供了最有效的手段。GPS观测结果表明，现今这些板块间的汇聚作用被青藏高原以地壳缩短、增厚、高原面隆升和向东挤出（或逃逸）所分解吸收，青藏高原的“向东挤出”实际上是地壳物质的向东流动而不是刚性地块的挤出。地壳物质向东的迁移流动吸收了青藏高原内部的地壳缩短（Molnar et al.，1989；Holt et al.，1995；Royden et al.，1997；Clark et al.，2000；张培震等，2004），总体表现为围绕东喜马拉雅构造结（阿萨姆构造结）的顺时针旋转运动，并在青藏高原东南部形成一系列大型走滑断层。本节主要基于近十余年的GPS观测结果，阐述和分析滇藏铁路所在的青藏高原东南部的现今构造运动水平位移场。

图7-4 青藏高原东南部垂直型变速率图

图7-5 青藏高原东南部垂直型变速率梯度图

一、GPS观测数据的来源和数据处理

本次研究采用的GPS观测数据主要来自正式发表的文献，数据源可分为2部分，一部分为中国地震局“九五”期间建设的重大科学工程“中国地壳运动观测网络”的GPS观测数据（牛之俊等，2002；张培震等，2004）；另一部分为成都地质矿产研究所开展的原地矿部“八五”深部项目（85-06-214）和国土资源部“九五”重大基础项目（9501101）“青藏高原东部现代地壳运动GPS监测”获得的1991～2003年间的GPS监测数据（陈智梁等，1999；刘宇平等，2003；张清志等，2005）。观测数据经专门软件处理后全部统一在欧亚参考框架下，从而获得青藏高原东南部相对于欧亚板块稳定部分的地壳位移速度矢量场。本次研究收集到研究区81个GPS监测数据（表7-1，图7-6），总体上看，滇西北和川滇藏交界一带的监测数据比较多，藏南地区的监测数据较少，但仍能反映出研究区的地壳水平位移状态。

表7-1 滇藏铁路沿线及周边地壳水平位移速度的GPS观测数据一览表

续表

图7-6 滇藏铁路沿线及周边GPS测站相对于欧亚板块稳定部分的速度矢量图

二、青藏高原东南部的地壳运动特征

青藏高原现今构造变形的运动学以周边山系的地壳缩短增厚、高原内部的正断和走滑以及绕东喜马拉雅构造结的顺时针旋转为特征。高原内部的缩短并不是通过逆冲断裂和地壳增厚实现的，而是通过地壳物质向东流动和绕喜马拉雅东构造结的涡旋运动实现的（刘宇平等，2003）。通过对青藏高原东南部地壳运动速度的GPS观测数据分析，可以较好地认识研究区的地壳运动特征。

（1）青藏高原东南部向北和向东的运动趋势总体表现为西部位移速率高、东南部位移速率低，从西向东位移速率逐步减小。由南向北，北向运动分量速率逐渐减小；由西向东，东向运动分量速率逐渐减小（图7-6）。大致以经度102°为界，以东区域的EW向速率值相对较小，以西区域的EW向速率值相对较大，但是其SN向的速率值相对较小；纬度25°以南区域的EW向和SN向速率值都较小。在川滇块体的北部，由于西部西藏块体的推挤，东向运动较为明显；越往南，东向运动分量逐渐减小。

（2）青藏高原南部观测站较明显的北向水平运动趋势反映了青藏高原的SN向压缩（在研究区的藏东南一带表现为NNE-NE向）。根据GPS观测资料，LHAS测站（拉萨）北向分量为17.94 mm/a，LAC1（朗县）北向分量为11.3 mm/a，GBD1（工布江达）北向分量为5.73 mm/a；向东北，各测站的北向分量的速度越来越小，如BTX4（玉树）北向分量为0.6 mm/a，TOM1（通麦）北向分量为1.07 mm/a，PQX1（派区）北向分量为1.92 mm/a，显示出从南往北各测站的北向速度分量发生衰减，表明青藏高原存在SN向-NE向的挤压，这种挤压作用引起高原地壳缩短、增厚、高原面的隆升，同时造成高原物质向东流动。上述观测结果与青藏高原地质构造方面的研究成果比较吻合。

（3）GPS 观测的速度矢量显示出一个围绕东喜马拉雅构造结的顺时针旋转的运动场，说明在相对稳定的欧亚板块的参考框架下，青藏高原内部地壳物质围绕东喜马拉雅构造结的流动表现为顺时针的旋转。在川滇藏交界处的MKZ1（芒康）、GYX1（古玉乡）、CHY1（察隅）、BMZ1（八美）、XAC1（乡城）、DAC1（稻城）、LTZ1（理塘）、TAC3（中甸）、SZS2（兰坪）等测站速度方向有一个明显的顺时针旋转的转变，在西藏东部是呈NE 方向运动，到川西一带转为SEE 方向运动，到云南中部一带转为向SSE 方向运动，再到云南西部转为向SW 方向运动（图7-6）。前人曾根据断裂走向和运动方式推测了这种绕东喜马拉雅构造结的旋转运动（例如：Le Dain et al.，1984；Molnar et al.，1989），GPS观测结果证明并量化了这种运动。

（4）以东喜马拉雅构造结为中心，GPS 观测到的速率不随半径的增加或减小而发生有规律的变化；另外，在以构造结为圆心的大圆弧上，GPS 运动速率并非保持不变。这一事实表明绕东构造结的旋转并非刚性块体转动，而可能是一种连续变形所具有的涡旋运动。有的研究者将这一旋转构造命名为“滇藏涡旋”（刘宇平等，2003）。滇藏涡旋由旋转中心、旋转主体和外围三部分组成（图7-6）。旋转中心位于东喜马拉雅构造结（阿萨姆构造结）；旋转主体部分是川滇块体，工布江达-BMZ（八宿）-TAC3（中甸）-BHC（丽江）-SZS2（兰坪）-OLZ（腾冲）一线组成旋转的内圈；LHAS（拉萨）-SOX（索县）-BTX4（玉树）-GANZ（甘孜）-HKZ（雅江）-THZ（西昌）-DHS（楚雄）一线构成外圈，各圈测站的速度比较接近。

（5）青藏高原除南北向的相对收缩外，还存在明显的东西向的拉张。GPS观测资料证实高原内部和东南部的许多地区处于沉降状态，说明青藏高原现在的主要活动方式已从高原的隆升过渡到侧向的挤出逃逸和东西向伸展（主要是向东伸展）来吸收SN向地壳缩短的影响（张清志，2005）。