孟加拉盆地吉大港-特里普拉褶皱带活动构造定量评估及其构造地貌响应

《Geosystems and Geoenvironment》：Quantitative assessment of active tectonics of Chittagong-Tripura Fold Belt, Bengal Basin, Bangladesh

本文针对吉大港-特里普拉褶皱带（CTFB）活动构造特征不清的问题，通过断裂走向分析与地貌参数定量评估，结合IAT指数划分了流域活动性等级，揭示西缘Chittagong Coastal Fault（CCF）比东缘Kaladan Fault更具活动性，为区域地震危险性评价提供了关键依据。

　　

在印度板块与缅甸板块持续汇聚的构造背景下，孟加拉盆地东缘的吉大港-特里普拉褶皱带（Chittagong-Tripura Fold Belt, CTFB）作为印缅山脉（Indo-Burman Ranges, IBR）西缘的年轻增生楔，一直是活动构造研究的焦点区域。尽管该区域地震活动频繁，且地表可见断层陡坎、泥火山、河流改道等新构造活动迹象，但针对CTFB地区——尤其是沿Chittagong Coastal Fault（CCF）和Kaladan Fault——的活动构造系统性评估仍较为缺乏。传统的震源机制解和地球动力学模型难以全面解释该区域的变形特征，因此，结合野外构造观测与定量地貌分析，成为揭示其活动构造规律的关键。

为系统评估CTFB的活动构造水平，研究团队开展了多尺度的构造地貌分析。他们利用30米分辨率的SRTM和ALOS数字高程模型（DEM），结合Landsat ETM+影像，提取了七条主要流域的地貌参数，并运用FracPaQ工具箱对断裂/线理进行定向统计分析。通过计算活动构造指数（Index of Active Tectonics, IAT），将流域活动性划分为高（Class 1）、中（Class 2）、低（Class 3）三个等级。同时，对主河道纵剖面进行线性、指数、对数及幂函数拟合，通过比较R²值差异，判断构造活动对河道形态的控制程度。此外，研究还量化了河流长度-坡度指数（SL）、弯曲度指数（SI）和凹度指数（ΘΘ），以识别构造活动引起的河道异常。

研究首先通过断裂走向分析揭示了区域的现代应力场特征。在Bandarban、Barkal和Changotang三个典型背斜构造上，共识别出2861条构造线理，并划分为S1（轴向张裂）、S2和S3（共轭剪裂）三组。S2与S3的锐角平分线平均方位为68°，与区域缩短方向（~65°）高度一致，指示了WSW-ENE向的主压应力，与现代印度板块运动方向相符。这一发现证实CTFB仍处于持续的构造挤压环境中。

地貌参数分析进一步支撑了构造活动性的空间分异。八项地貌指标（包括粗糙度指数H_d、横向地形对称因子T、盆地形状指数B_s、地势积分HI、山前弯曲度S_mf、不对称因子AF、伸长比R_e和形态因子R_f）的综合评估显示，流域5和7的IAT值最高（1.375–1.500），属高度活动；流域2和6为中等活动（1.501–1.875）；流域1、3和4活动性相对较低（1.876–2.250）。纵剖面拟合分析表明，沿CCF分布的河流其最佳拟合模型多为线性（R²值最高），反映强烈构造控制；而Kaladan断层附近河流则更符合指数或对数模型，暗示其活动性相对较弱。

河道形态的细节分析提供了更多构造活动证据。SL指数在流域5和7的中游河段出现突增，对应SI值的降低，且这些异常点多数与线性构造、逆冲断层或背斜轴部相交，显示构造抬升导致河流下切加剧。低凹度值（ΘΘ）进一步指示这些流域以垂向侵蚀为主，符合活动构造区的河道特征。

综合以上结果，研究指出CTFB西缘的CCF比东缘的Kaladan断层更具活动性，是未来强震的潜在危险区。该断裂北段存在地震空区，可能积累了大量应变能，增大了大地震发生的风险。位于CTFB周边的吉大港、科克斯巴扎尔等人口稠密城市，因此面临较高的地震威胁。

本研究的创新之处在于将断裂几何学与定量地貌分析相结合，建立了CTFB活动构造的分级评价体系，为理解印缅汇聚边界的变形机制提供了新的地貌学证据。研究成果对孟加拉国及邻区的抗震防灾规划具有重要实践意义，并提示需加强对CCF断裂带的监测与研究。论文发表于《Geosystems and Geoenvironment》，为活动褶皱-逆冲带的地貌响应研究提供了典型范例。

主要技术方法包括：基于30米分辨率SRTM和ALOS DEM的地貌参数提取与流域分析；使用FracPaQ工具箱进行断裂/线理走向的定量统计与玫瑰图生成；通过线性、指数、对数、幂函数拟合河道纵剖面，计算R²值以评估构造活动程度；结合GIS空间分析，计算八项地貌指标（如HI、SL、SI等）并综合为活动构造指数（IAT）进行活动性分级。

4.1. 断裂/线理特征

在Bandarban、Barkal和Changotang三个构造部位共识别出三组断裂。S1组平行褶皱轴迹（NNW-SSE），为轴向张裂；S2和S3为共轭剪裂，其锐角平分线指示区域主压应力方向为WSW-ENE，与板块汇聚方向一致，证明CTFB仍受构造挤压控制。

4.2. 地势特征

CTFB地势起伏显著（1-1031米），东南部近Kaladan断层地势最高，西部沿海平缓。坡度图（0°-87.24°）与坡向图显示地形受构造与岩性共同控制，流域1、2的南北向延伸形态与构造线方向吻合。

4.3. 几何与地貌参数

4.3.1. 盆地/空间尺度分析

基于八项地貌参数计算的IAT值将七个流域划分为三类活动水平。流域5、7为高活动性，流域2、6中等，流域1、3、4较低。空间分布显示CCF沿线流域活动性普遍高于Kaladan断层附近。

4.3.2. 线性尺度分析

主河道纵剖面拟合中，线性拟合优度（R²）高的河流多沿CCF分布，反映构造控制强烈；而Kaladan断层附近河流更适合非线性模型，活动性相对较弱。SL指数异常点与构造线交叉位置吻合，指示构造抬升引起的河道响应。

4.3.3. CCF与Kaladan断层的活动性

十六个辅助河流的纵剖面分析进一步证实，CCF沿线河流（如区域2、3、4）多显示高构造活动等级（Rank 1-2），而Kaladan断层附近（区域1）活动性较低（Rank 4-7）。结合地震空区与历史地震记录，CCF北段存在较高地震风险。

研究结论部分强调，CTFB是一个受WSW-ENE向挤压控制的活动褶皱-逆冲带，断裂与地貌分析一致指示其西缘CCF比东缘Kaladan断层更具活动性。IAT分级与河道形态参数为活动构造评估提供了量化指标，填补了该区域系统性构造地貌研究的空白。该成果对认识印缅汇聚边界的变形过程具有理论价值，并为区域地震危险性评价提供了科学依据。未来需加强地震监测与古地震研究，以更准确评估CCF的强震复发周期。