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帕米尔高原地处青藏高原的西北部,由向北突出的帕米尔构造弧组成。新生代以来发生的印欧板块的持续碰撞,导致了中亚地区的强烈陆内变形,复活了古老的西昆仑、天山造山带,帕米尔高原也成为了当今世界范围内地壳和地震活动最为强烈的地区之一。为了研究帕米尔高原及邻近地区的地壳形变与地震活动性之间的关系,中外学者已经做了许多地质学、地震学与大地测量学方面的工作,并由此得到了许多的成果。本文首先根据自己的研究内容,简单回顾了前人在该地区所做的研究工作,并介绍了自己的GPS测量工作。自2011年起,在塔吉克斯坦境内的帕米尔高原,布置了16个GPS台站。这些GPS测点构成了两条近南北向与东西向的剖面,用来观测帕米尔高原地壳在南北向的缩短,与东西向的拉伸。 在三期野外观测的基础上,对GPS观测数据,应用GAMIT/GLOBK软件处理,建立了帕米尔高原的GPS速度场。通过与前人的测量结果相结合,得到了帕米尔高原内部形变在主要地质块体上的详细情况。南北向剖面显示,印度板块以35mm/yr的速度向北推挤,从主边界断裂到兴都库什,速度衰减了12mm/yr,占到了总的缩短量的35%;在帕米尔高原北部阿莱谷地附近,吸收速率为12mm/yr,占到了总量的35%。从东西向剖面来看,在帕米尔高原和塔里木盆地之间,扩展速率达到了10mm/yr;在帕米尔高原与塔吉克盆地之间,有着5-7mm/yr的地壳缩短。 帕米尔高原向北的运动,呈现了很强的不对称性。这种不对称性主要体现在两个方面。第一,同一纬度,不同经度的GPS测点速度显示,高原东侧的北向速度分量,要比西侧的大很多。第二,帕米尔高原西缘的达瓦孜断裂带,为一明显的左旋断裂带,滑动速度可以达到11mm/yr;而高原东缘的喀喇昆仑断裂带,滑动速率仅为1-2mm/yr。在喀喇昆仑断裂最北段的木吉断裂,用Savage模型所做的剖面显示,走滑速率可以达到8-9mm/yr。 由GPS速度场得到的帕米尔高原应变场显示,整个高原的平均缩短率为20-30×10-9yr-1。在阿莱谷地附近,达到了应变的最大值50-60×10-9yr-1。在帕米尔高原内部,拉张应变达到了最大,为20×10-9yr-1。应变计算的结果,与该区域地震的分布,有着较好的一致性。在阿莱谷地,近100年来,发生了5次7级以上地震,同时该区域具有很高的压应变率,这说明塔里木盆地西北缘的地震危险性,应该引起重视。 通过对GPS速度场的拟合,可以看到,现今的帕米尔高原呈现了一定程度的逆时针旋转。旋转轴位于(37.03°±0.74°N,65.89°±0.12°E),角速度为1.822°±0.024°Myr-1。各个拟合站点实测值与计算理论值的差异,符合现今帕米尔高原的运动特征。认为,帕米尔高原的北向运动与逆时针旋转,对西侧塔吉克盆地的逆时针旋转,东侧塔里木盆地的顺时针旋转,起到了一定的推动作用。 前人针对帕米尔高原的演化,以及内部拉伸,提出了多种模式。依据自己的研究,帕米尔北部和西部的GPS速度显示与帕米尔弧垂直,同时又有一定的逆时针旋转,符合径向逆冲模式;在高原的东部,由于喀什叶城转换带(KYTS)持续的右旋走滑运动,导致了北向的扩展作用。所以,我们的GPS结果,支持前人提出的径向逆冲和右旋走滑模型。