《Journal of African Earth Sciences》：Tectonic activity and geomorphic evolution of the southern Iran during the Quaternary
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本研究分析伊朗扎格罗斯东段褶皱冲断层带，结合高分辨率数字高程模型（DEM）与地震数据，揭示断层活动对流域形态及地形不对称的影响。结果表明，冲断层控制的地形抬升与河流深切形成Knickpoint分布，地震机制以逆冲为主，反映深部 crust缩短与复杂断层相互作用。
埃尔米拉·莫萨德加兹阿德（Elmira Mosadeghzadeh）| 阿利雷扎·纳迪米（Alireza Nadimi）| 穆罕默德·塔塔尔（Mohammad Tatar）
伊斯法罕大学地质系，赫扎尔吉布（Hezarjrib），邮政信箱81746-73441，伊斯法罕，伊朗
摘要
活跃的构造过程显著影响河流地貌的形态和动态，是地壳变形的重要指标。本研究调查了东部扎格罗斯褶皱-逆冲带（Eastern Zagros Fold-Thrust Belt），这是阿拉伯-欧亚碰撞带的关键部分，以评估构造抬升、断层活动与地貌演化之间的相互作用。利用高分辨率数字高程模型（DEMs），对66个流域进行了定量形态测量分析，并结合了1902年至2025年的地震目录数据。通过量化河道陡度、凹度及断点分布等形态指标，与主前缘断层（Main Front Fault）、主扎格罗斯逆冲断层（Main Zagros Thrust）、高扎格罗斯断层（High Zagros Fault）等主要断层的活动进行了关联。条带剖面和坡度分布分析进一步揭示了沿逆冲断层和逆断层系统的不对称地形特征，这表明该地区存在活跃且局部的抬升作用。地震记录显示，地震活动主要集中在5至30公里深度范围内，地震机制以逆冲和逆断层作用为主，反映了地壳的活跃缩短和复杂的断层相互作用。通过整合地貌和地震观测结果，本文阐明了断层控制下的抬升如何塑造地貌，强调了该地区构造过程与侵蚀过程之间的复杂相互作用。
研究结果表明，河道陡度指数升高以及断点的频繁出现与逆冲断层带高度相关，表明近期仍存在构造活动。局部地形和海拔剖面表现出明显的不对称性，尤其是在主要断层交汇处，这凸显了构造变形对该造山前缘地表形态的影响。
引言
活跃的构造过程通过调节河流系统的形态和动态，对河流地貌的演化起着根本性作用（例如Gallen和Wegman，2016；Amine等人，2020）。构造变形改变了地表地形和基准面条件，从而影响河流的纵剖面特征，如河道坡度、曲率及相对于区域基准面的切割深度（Keller，1986）。因此，流域几何形态、河道陡度及河流纵剖面上的瞬态特征长期以来被认为是活跃构造变形和地貌演化的敏感指标（Malik和Mohanty，2007）。高分辨率数字高程模型（DEMs）的广泛可用性显著提高了定量地貌分析的精度，使得能够在复杂的造山地形中检测到细微的构造信号（Ciccolini等人，2024）。
现代模型认为，构造活跃区域的河道坡度空间变化是由基岩抬升与下游河流切割作用相对于外部基准面的相互作用引起的（Whittaker和Boulton，2012；Oryan等人，2024）。尽管控制河流对构造响应的详细机制仍是研究热点，但切割河道、断点和断点带通常被视为地貌对构造扰动的瞬态响应（Whipple和Tucker，1999；Lague，2014）。在构造变形速率中等或较低的地区，包括坡度-面积分析、χ映射和断点识别在内的定量地貌方法在检测构造信号方面尤为有效，这些信号可能无法仅通过结构测绘得出（Burbank和Pinter，1999）。
在没有冰川作用的情况下，河流系统通过持续的切割和沉积物搬运成为塑造地形的主要地质力量（Adams等人，2020）。在这样的条件下，流域地貌和河流纵剖面异常提供了构造作用的直接体现。扎格罗斯褶皱-逆冲带（ZFTB）的最东段为这类分析提供了理想的自然实验室。该地区气候条件相对均匀，人为干扰有限，岩石类型以砂岩、页岩和泥岩为主，且侵蚀性普遍较高（Heidari，2008）。此外，北部高海拔流域与流入波斯湾的流域之间的区域基准面差异为研究抬升和排水演化的空间变化提供了有效梯度（Allen等人，2013）。缺乏冰川作用进一步增强了基于河流数据的构造解释的可靠性（Burbank和Anderson，2013）。
除了河道尺度指标外，条带地形剖面还提供了评估活跃断层系统地形差异、坡度分布和结构不对称性的额外框架。基于条带的分析可以识别出单独河流剖面无法捕捉到的局部抬升模式和沿走向的变形变化。褶皱-逆冲带的海拔和地表坡度是理解造山演化的重要参数。根据戴维斯（Davis）等人（1983）最初提出、达伦（Dahlen）（1990）进一步发展的关键锥度理论，造山楔体通过重力与构造增生之间的机械平衡维持其特征性锥度。因此，地形和起伏的变化反映了由基底强度和构造负荷决定的机械平衡调整（DeCelles和Mitra，1995）。
基于DEM的分析能够系统量化活跃造山带的河流纵剖面、断点分布及条带尺度的地形特征。在岩石类型相对均匀的地区，基于流功率的方法有助于区分构造信号与侵蚀或气候影响，并提高对活跃构造作用的空间分布和强度的认知（Wobus等人，2006；Hadji等人，2024；Burbank和Pinter，1999）。
以往在ZFTB的研究记录了地表变形的明显沿走向变化。证据表明，第四纪构造活动在该带南部末端更为强烈，可能反映了俯冲几何形态的变化或地壳应变的分配（Ghorbani等人，2018）。这种解释表明地表变形、河流切割模式与更深层次的岩石圈过程之间存在密切耦合。
该带最东段，特别是Zandan–Minab–Palami（ZMP）断层系统附近，地震活动频繁，反映了扎格罗斯大陆碰撞带与马克兰俯冲带之间的构造过渡区内的持续变形（Ghorbani Rostam等人，2018）。将地震模式与地貌指标（如河道陡度、断点分布和条带尺度地形变化）相结合，为评估这一构造复杂区域的活跃构造及其地表表现提供了综合框架。
地质
扎格罗斯褶皱-逆冲带是一个年轻、活跃的线性碰撞造山带，属于广阔的阿尔卑斯-喜马拉雅造山系统的重要组成部分。它起源于阿拉伯板块与欧亚板块的碰撞以及新特提斯洋的闭合（例如Berberian和King，1981；Koop和Stoneley，1982；Stampfli和Borel，2002；Golonka，2004；Agard等人，2005）。
从结构上看，ZFTB分为两个NW–SE走向的区域：高扎格罗斯（High Zagros，Zagros Imbricate）带（HZB）和
流域划分与形态测量分析
进行形态测量分析需要准确划分流域和河流网络（Burbank和Anderson，2001）。因此，使用不同空间分辨率的数字高程模型（DEMs）提取了流域网络、流域边界和河流纵剖面。采用ArcGIS环境中的Strahler流序方法（Strahler，1964），利用30米分辨率的DEM划分了流域和河流网络。
一般地形特征
通过河流纵剖面、形态指标和基于条带的测量方法量化了一般地形特征。计算了所有分析流域的平均海拔和平均坡度，发现研究区域内存在明显的空间差异（图3）。位于该地区中部的流域平均海拔较高，坡度更陡。为了进一步描述……
地震活动
地震记录提供了关于山脉地下机制的见解，已成为多项研究的重点（例如Jackson和Fitch，1981；Berberian，1995；Talebian和Jackson，2004）。由于地表共震破裂非常罕见（Walker等人，2006）或完全不存在，早期研究认为较大的扎格罗斯地震主要发生在基底断层中。相比之下，最近使用干涉测量技术的测地学研究表明……结论
本研究对东部扎格罗斯褶皱-逆冲带进行了全面的形态构造和地震学评估，阐明了活跃构造如何影响第四纪地貌演化。通过对66个流域的分析，得出以下关键发现：
1.断点和断点带与主扎格罗斯逆冲断层（Main Zagros Thrust）、主前缘断层（Main Front Fault）和扎格罗斯前缘断层（Zagros Frontal Fault）等主要逆冲系统存在系统性的空间关联，证实了它们在抬升和地表变形中的积极作用。
作者贡献声明
穆罕默德·塔塔尔（Mohammad Tatar）：撰写 – 审稿与编辑，撰写初稿，验证，监督，软件使用，方法论，数据管理，概念构思。埃尔米拉·莫萨德加兹阿德（Elmira Mosadeghzadeh）：撰写 – 审稿与编辑，撰写初稿，可视化，验证，软件使用，方法论，调查，资金获取，正式分析，数据管理，概念构思。阿利雷扎·纳迪米（Alireza Nadimi）：撰写 – 审稿与编辑，撰写初稿，可视化，验证，监督，资源协调，项目管理
未引用参考文献
Allen等人，2013；Azizpour等人，2016；Bishop，2007；Davis，1983；Gallen和Wegmann 1，2016；Gürbüz和Saein，2019；Heidari等人，2016；Heydari，2008；Hovius，2000；Karas?zen等人，2019；Kirby和Ouimet，2011；Malcles等人，2020；Metz等人，2023；Nissen等人，2019；Sabouri等人，2024；Tatar等人，2002；Tucker和Whipple，2002；Wang等人，2022。利益冲突声明
? 作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究是在伊斯法罕大学攻读博士学位期间完成的。第一作者感谢地质系提供的野外调查所需设施。我们感谢国际地震工程与地震学研究所、德黑兰大学地球物理研究所提供的地震数据，以及苏丹卡布斯大学提供的阿曼国家地震网络数据。
