汇聚造山带的扩展是通过地壳内时间和空间上的复杂变形发生的，主要表现为地壳增厚、扩展和前陆盆地的发育。随着变形从山脉向外迁移，前陆盆地依次的抬升和变形，盆地内部的变形速率与造山带的生长直接相关。然而，前陆盆地构造历史复杂、构造样式多样。如果缩短量沿走向存在明显的变化，则可能以走滑或者撕裂断裂的形式来适应这种变化，这也导致不同的结构样式，可以以不同的速率来适应整体的缩短变形。天山作为新生代晚期被重新激活的造山带，南北两侧以大规模的逆冲断层和前陆冲断带为盆地和山脉的分界线，它们以地壳缩短和增厚来适应南北向的收敛。发育在天山南侧的柯坪塔格前陆冲断带就是典型的叠瓦状逆冲构造（图1），其内部发育了多排北东东向展布的逆断裂-背斜带以及多条北北西向切割背斜带的左旋走滑断裂（BKFS）。皮羌断裂（PQF）作为BKFS内规模最大的走滑断裂，切割了整个柯坪塔格前陆冲断带，它的东、西侧分别不对称发育了5排和3排背斜带。然而，柯坪塔格前陆冲断带的逆冲作用和BKFS的左旋走滑断裂作用是怎么耦合的、速率是怎么分配的，目前并没有得到有效的定量约束。

在国家自然基金、自治区重点研发等项目的资助下，新疆帕米尔陆内俯冲国家野外科学观测研究站的博士研究生姚远和李杰研究员及其团队，利用柯坪塔格前陆冲断带及邻区73个GPS站的观测数据（1998-2014年），建立了该区域的GPS速度场（https://doi.org/10.5281 /zenodo.6424658），得到了柯坪塔格前陆冲断带内各个构造体的缩短、走滑速率，并且结合该区域的地质构造、演化背景，分析了形成柯坪塔格前陆冲断带现今构造格局的演化模式。

图1 (a) 天山地区地形、活动构造与地震，(b) 柯坪塔格前陆冲断带的GPS速度场（相对于欧亚大陆）以及主要的活动构造

新生代以来，印度-欧亚板块的碰撞导致大陆岩石圈的挤压以及强烈的地壳缩短。塔里木盆地现今以20±2 mm/a的速率向北推挤，然而这个速率穿越天山到达哈萨克地台后仅为1-2 mm/a，这表明近20 mm/a的速率被天山边缘及内部的构造所吸收。通过研究区内的GPS速度场，我们得到了柯坪塔格前陆冲断带和南天山断裂的南北向缩短速率分别是1.45-3.69 mm/a和0.2-2.12 mm/a，几乎是同经度上塔里木盆地与哈萨克地台会聚速率的三分之一。这一高速率表明，发育在南天山前缘的柯坪塔格和其它前陆冲断带是这一会聚速率吸收的主体。

柯坪塔格前陆冲断带形成现今的构造格局，是由于该区域的构造叠加演化特征导致的（图2）。新近纪以来，随着天山向南的强烈推挤，不但使柯坪塔格FTB产生强烈的叠瓦状逆冲构造，也使得柯坪塔格FTB和BKFS内先存的多条NNW走向的断裂被重新激活。伴随着不均匀的逆冲作用，这些断裂转换为撕裂断裂，调节着逆冲构造向前陆方向的差异位移。PQF是反映这种突变的主要断裂，它明显地切割了新近系以来的地层和变形。值得一提的是，在柯坪塔格FTB和BKFS内更多的走滑断裂作用可能是造成分段的原因。

上述研究结果近期发表在国际地学期刊Geophysical Research Letters上，详见

Jie Li#, Yuan Yao#*, Rui Li, Sulitan Yusan, Guirong Li, Jeffrey T. Freymueller, & Qi Wang. (2022). Present-Day Strike-Slip Faulting and Thrusting of the Kepingtage Fold-and-Thrust Belt in Southern Tianshan: Constraints from GPS Observations. Geophysical Research Letters, https://doi.org/10.1029/2022GL099105

全文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2022GL099105

图2 (a) 柯坪塔格前陆冲断带及邻区的GPS速度场（方向归一化为NW17°），红色越深代表速率越高的区域，反之蓝色越深的表示速度越低。通过比较断层两盘之间的速率差异，我们确定了皮羌断裂、柯坪逆断裂和南天山断裂沿走向的变形速率（即走滑和缩短速率）。(b)柯坪塔格前陆冲断带和BKFS的继承性和先成构造演化模式