断层分段是逆冲断裂带中一种常见的现象，大部分是由于沿断裂走向的岩性差异、断裂几何特征差异以及力学机制的变化所造成。然而地表侵蚀的横向差异也会造成逆冲断裂带中的断层分段现象，但容易受到忽视。

龙门山逆冲断裂带位于青藏高原东缘。2008 Mw 7.9 汶川地震和2013 Mw 6.6 芦山地震发生龙门山的中北段和南段。根据余震精定位结果，龙门山南段的大邑次级段在两次地震中都没有发生破裂，形成了一个长约50 km的未破裂的区域（图1）。上述现象表明龙门山中南段的断裂活动性存在明显的横向差异。1970年在大邑次级段前缘发生了Ms 6.2大邑地震，该次地震可能已经释放了大邑次级段积累的应力，然而其分段的成因机制仍不清楚。目前主要有两种不同观点：（1）大邑段的地壳物质相对软弱，该区域以“塑性变形”为主，无法积累应力；（2）大邑段的侵蚀作用较弱，造成造山带内部断裂活动性减弱，并逐渐向盆地迁移。根据临界锥楔理论（Critical-taper wedge theory），上述两种不同的机制（塑性变形模型和差异侵蚀模型）将会造成不同的剥蚀空间分布、地形特征以及断裂活动性差异（图2）。

中国地震局地质研究所的叶轶佳博士生、谭锡斌研究员、休斯顿大学的刘一多博士、Michael Murphy教授等人组成的研究团队，运用热年代学测年和河流剪切力两种方法，对龙门山中南段的地表剥蚀的空间分布进行了详细研究。为了检验上述两种不同的观点，研究团队在大邑段获得了12个热年代学样品。同时通过河流剪切力研究，获得了流经龙门山中南段5条河流708个点的河流剪切力，进而根据前人获取的可蚀系数（erodibility）将其转换为侵蚀速率（图3）。由低温热年代学方法和河流剪切力方法获得的区域剥蚀速率分布以及现今地形特征与“差异侵蚀”模型的预测较一致，表明差异侵蚀（侵蚀速率沿断裂走向发生变化）在龙门山中南段的断裂分段中起主要（但不唯一）的作用。

另外，两种不同的机制解释对于研究区的地震危险性判断具有显著差异。“塑性变形”模式对应地震学中的凹凸体模型（Asperity model），而“差异侵蚀”模式对应障碍体模型（Barrier model）。本文的研究结果支持障碍体模型解释研究区的地震危险性，大邑次级段的山前地区承担了此段应力卸载的作用，潜在的地震危险性不可忽视（图4）。

图1  龙门山中南段地形和地震构造图

图2  龙门山中南段断裂活动性分段的成因机制模型及其预测

图3  研究区剥蚀速率及地形的空间分布图

图4  （A和B）凹凸体和障碍体模型。（C）龙门山中南段的活动断裂示意图。

该研究得到了中央级公益性科研院所基本科研业务专项（IGCEA2004）的资助。此研究成果于2021年10月30日在线发表于《Geomorphology》杂志：

Yijia Ye, Xibin Tan*, Yiduo Liu*, Chao Zhou, Feng Shi, Yuan-Hsi Lee, Michael A. Murphy, 2022. The impact of erosion on fault segmentation in thrust belts: insights from thermochronology and fluvial shear stress analysis (southern Longmen Shan, eastern Tibet). Geomorphology, https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2021.108020（链接可下载全文）

研究团队近年开展的侵蚀作用对地震及构造影响的相关研究成果：

Liu, Y., Tan, X.*, Ye, Y., Zhou, C., Lu, R., Murphy, M.A., Xu, X., Suppe, J., 2020. Role of erosion in creating thrust recesses in a critical-taper wedge: An example from Eastern Tibet. Earth and Planetary Science Letters, 540, 116270. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2020.116270

Tan, X.*, Yue, H., Liu, Y., Xu, X., Shi, F., Xu, C., Ren, Z., Shyu, J.B.H., Lu, R., Hao, H., 2018. Topographic loads modified by fluvial incision impact fault activity in the Longmenshan thrust belt, eastern margin of the Tibetan Plateau. Tectonics, 37(9),

3001-3017. https://doi.org/10.1029/2017TC004864