非洲-阿拉伯-安納托尼亞板塊交匯點的構造變形方式對認識東地中海的構造樣式以及大震行為極其重要，但仍存在較大的爭議。體現在對安納托尼亞斷裂Amanos段運動學特征及其盆山耦合方式的認知：一種觀點認為Amanos山脈與Karasu峽谷是阿拉伯板塊向北擠壓形成的縮短構造，另一種觀點認為Karasu峽谷是斷層走滑形成的拉張性凹陷。2023年Mw7.7 Pazarcik地震使得Amanos分段發(fā)生破裂，為探討這一問題提供了機遇。

中國地震局地球物理研究所龔正副研究員等通過地震地表破裂調查、斷層帶結構特征以及斷層巖顯微構造分析發(fā)現Amanos分段形成的地表破裂帶以張剪性為主，主破裂形成的左旋（正斷）位錯為2.0-4.0m（0.4-0.9m），次級破裂左旋（正斷）位錯~1.0m（0.2m）（圖1）。次級破裂的主滑動面為一條寬約20cm的張裂縫，該裂縫將斷層角礫與斷層泥分開。斷層泥的物質組成包含26%碳酸鈣、38%蛇紋石和36%的蒙脫石，顯微構造展現出的變形特征與宏觀斷層帶一致，皆以張性破壞為主（圖2）。然而，進一步的分析表明該斷層歷史時期的垂向運動并非拉張，而是以擠壓為主。一方面，斷層上盤為晚中新世蛇綠巖而下盤為年輕的河流相地層，這一特征與逆斷層相符；另一方面，該處地貌特征同樣與走滑斷層形成的線性擠壓隆起相互符合；此外，斷層泥中殘存的拉長蛇紋石中發(fā)育大量R面理，同樣指示早期的運動學方式為逆沖（圖3）。該次級斷裂屬于東安納托尼亞斷裂西南分支，其逆走滑的運動學方式代表了斷裂早期的運動學方式。

該研究從不同尺度（百米級地表破裂/米級斷層帶結構/微米級斷層巖）綜合證實東安納托尼亞斷裂的南西段分支在本次地震中發(fā)生了運動學方式的反轉。這一發(fā)現不僅證實了板塊三聯(lián)點附近構造活動的復雜性，并且暗示當前東安納托尼亞斷裂Amanos分段在第四紀才形成。它將Karasu斷裂并入當前的東安納托尼亞斷裂體系，地震活動同樣遷移至新生成的斷裂分段，而不是沿早期橫穿Amanos山脈并進入Iskenderun的西南段分支分布。這一發(fā)現對理解土耳其東南部的構造演化及其地震行為具有積極意義。

圖1 東安納托尼亞斷裂西南分支本次地震形成的拉張型地表破裂, 年輕的河流相地層抬升而較老的蛇紋巖下降, 產生的正斷位移~20cm

圖2 斷層泥顯微構造及其礦物成分特征

（a）本次地震以一組近似共軛的張裂縫為主（C1和C2）；（b）礦物碎斑被細粒泥質基質圍繞；（c）斷層泥早期破裂面愈合后殘留的黑色富錳礦物，部分愈合裂隙在本次地震中復發(fā)；（d）殘存的蛇紋石發(fā)育的R面理指示早期傾滑方式是逆斷；（d）斷層泥XRD成分分析結果。

圖3 東安納托尼亞斷裂西南分支早期逆斷活動地質和地貌學證據

（a）東安納托尼亞斷裂西南分支局部地貌高度類似走滑斷層形成的線性隆起，地表破裂在通過Kuyumcular村莊之后拐向西南端；（b）地震發(fā)生之前的斷裂帶剖面；（c）B-B’地形剖面及其構造解譯（位置見圖3a），該隆起高出兩側~6m；（d）地震之后的斷裂帶剖面；（e）斷裂帶素描圖，較老的蛇紋巖覆蓋在年輕的河流相地層之上，兩者之間為厚~1.9m的斷層泥；（f）未固結的河流相礫石層。

研究成果2024年發(fā)表于學術期刊《Journal of Structural Geology》（Gong, Zheng, et al. "The 2023 Mw7. 7 Pazarcik earthquake caused a reversal in vertical motion along the SW branch of the East Anatolian fault." Journal of Structural Geology (2024): 105172），受中國地震局地球物理研究所基本業(yè)務費（DQJB20B21，DQJB20B22，DQJB23Y01）、中國地震局地質研究所基本業(yè)務費（IGCEA2302）、自然基金（41702203）和第二次青藏高原綜合科考（2019QZKK0708）項目共同資助。

【作者簡介】

龔正，中國地震局地球物理研究所副研究員，主要從事構造地質學、活動構造和地震流體等方面的研究。

郵箱：gz184144@cea-igp.ac.cn