【研究亮点】李春锐、李海兵等—GRL：气候驱动的湖泊水体卸载：藏南断层滑动与裂谷不对称的关键机制

　　传统构造地质学认为，大陆裂谷的演化和断层活动主要受控于地幔对流、下地壳流动以及板片撕裂等深部动力学过程，地表过程往往被视为次要因素。但是，在全球构造活跃区，一个长期悬而未决的科学难题始终困扰着研究者：气候变化如何通过物理机制直接影响断层活动与裂谷构造？特别是在青藏高原这样地表过程与深部构造强烈耦合的区域，大型湖泊的萎缩是否能够成为驱动断层滑动、塑造裂谷不对称性的独立力量？

　　为破解这一关键科学问题，中国地质科学院地质研究所李海兵研究员团队选择青藏高原南部典型的亚东—谷露裂谷作为研究对象（图1），该裂谷具有“湖泊在哪侧，哪侧断层就活跃”的空间耦合现象，为研究地表卸载对断层活动的控制作用提供了绝佳的自然对照。研究团队综合古湖岸线重建、高精度地形测量、弹性力学模拟与库仑破裂应力分析，系统揭示了晚第四纪以来湖泊水体卸载如何选择性驱动断层滑动，进而强化裂谷不对称性。取得了以下主要进展：

图1：亚东—谷露裂谷的地貌与构造背景

图中展示了藏南地区主要裂谷分布、亚东—谷露裂谷构造格架、大型湖泊与活动断层的空间关系，以及裂谷南北段的半地堑不对称地形。

（1）地壳回弹具有显著空间选择性：大型湖泊水体卸载可引发显著的地壳回弹，并在裂谷边界断层上形成强烈的空间非均一响应。

　　研究发现，自末次间冰期以来，纳木错湖面下降约 130米，羊卓雍错与普莫雍错的水位下降更达387-574米（图2）。地壳弹性均衡模型显示，这种大规模水体卸载引发了地壳均衡回弹，但回弹效应并非均匀分布（图3）：在湖泊所在的一侧，断层附近出现了高达15-70米的显著抬升，而在裂谷另一侧，断层垂直位移量显著降低，表明回弹能量聚焦于靠近湖泊一侧断层上，进而反映出湖泊卸载造成了裂谷不对称的几何结构。

图2. 古湖岸线与湖面下降的地貌证据。

(a) 纳木错； (b) 普莫雍错； (c, d) 羊卓雍错古湖岸线的卫星影像影像与地形剖面。

图3. 湖泊卸载导致的地壳回弹模拟结果

红线为裂谷边界断层，断层沿线的圆圈颜色代表实测的垂直位移。

（2）库仑应力变化呈现“促滑-抑滑”分区：湖泊卸载在断层上产生的应力扰动远超其触发阈值，并系统性地诱发湖泊一侧断层的滑动。

　　库仑破裂应力（CFS）计算进一步揭示了断层活动的控制机制（图4）。在裂谷北段，纳木错自 ~116 ka 以来的卸载在邻近的西侧断层（当雄断层）上产生了约 0.1 MPa 的促滑应力变化，远超国际公认的断层触发阈值；而东侧断层应力变化微弱，仅为数 kPa，低 1–2 个数量级。在裂谷南段，羊卓雍错与普莫雍错的卸载则在东侧断层上引发0.3–0.9 MPa的显著促滑应力，同时对西侧断层产生抑制效应。应力场的这种“一侧激活、一侧抑制”模式，直接控制了裂谷两侧断层活动性的差异格局。

图4. 亚东-古露裂谷边界断层因湖水卸载产生的库仑破裂应力变化

(a, b)纳木错湖水卸载在不同深度引起的库仑破裂应力变化（裂谷北段）； (c, d) 羊卓雍错与普莫雍错湖水卸载在不同深度处引起的库仑破裂应力变化（裂谷南段）。

（3）量化揭示地表过程的关键贡献：湖泊卸载对断层滑移量具有可量化的重要贡献，在部分阶段可占断层滑移量的 20% 以上。

　　通过对裂谷边界断层陡坎的精细地形剖面测量与对比分析，研究实现了突破性量化：在裂谷北段当雄—羊八井地区，自 ~116 ka 以来湖泊卸载直接贡献了约 15 米 的断层垂向位移，占该时期总滑动量的约 23%。这一比例表明，传统构造模型中归因于深部动力学的断层滑动，有近四分之一实质上源于气候驱动的地表卸载过程。

　　基于以上发现，研究团队构建了“气候驱动—湖面下降—载荷卸载—地壳回弹—应力扰动—断层选择性滑动—裂谷不对称强化”的完整机制链条。首次在大陆裂谷尺度上，实现了地表过程和断层动力学的定量耦合。这项工作不仅为理解青藏高原裂谷系的演化提供了全新机制，更为全球类似构造区的断层活动性评估和地震危险性分析提供了重要科学依据，在解读断层滑动速率和裂谷演化历史时，必须充分考虑气候驱动的地表过程所贡献的“构造噪声”。

　　随着全球气候变化加剧，冰川消融、湖泊萎缩等地表载荷的快速变化，可能正在悄然改变许多活动构造区的应力状态与断层行为。这项研究提醒我们：理解地球的今天，需要同时倾听来自深处和表层的声音。

　　本研究得到了国家自然科学基金项目（42372274, 42325207）、第二次青藏高原综合科学考察研究项目（2019QZKK0901）和中国地质调查局地质调查项目（DD20240100703）的共同资助。相关成果发表在国际知名地学期刊《Geophysical Research Letters》上。

　　论文信息：Chunrui Li（李春锐）, Haibing Li*（李海兵）, Marie-Luce Chevalier（马晓丽）, Jiawei Pan（潘家伟）, and Fucai Liu（刘富财）. 2026. Lake unloading drives fault slip and rift asymmetry in southern Tibet. Geophysical Research Letters, 53, e2025GL120955.

　　原文链接：https://doi.org/10.1029/2025GL120955