作為地球上規(guī)模最大、海拔最高的由活躍大陸碰撞形成的高原，青藏高原自約45-55百萬(wàn)年前開始形成以來(lái)，一直在持續(xù)“生長(zhǎng)”，其北緣地區(qū)形成了廣泛的山-盆體系結(jié)構(gòu)。昆庫(kù)爾盆地，就坐落于這片廣袤高原的北緣，是高原向北擴(kuò)展的最前緣地帶。這片被海拔超5000米高山環(huán)繞的封閉盆地，因其巨厚的新生代沉積層而備受關(guān)注，被認(rèn)為蘊(yùn)藏著巨大的油氣和礦產(chǎn)資源潛力。然而，由于其自然條件惡劣、地理位置偏遠(yuǎn)，這片土地的“地下秘密”一直未能被充分揭示。對(duì)于它的形成機(jī)制——究竟是走滑拉分盆地、前陸盆地，還是古柴達(dá)木盆地的一部分？學(xué)術(shù)界眾說(shuō)紛紜。為了揭開這片神秘盆地的“面紗”，回答其構(gòu)造性質(zhì)和演化過(guò)程，進(jìn)而為理解整個(gè)青藏高原北緣的生長(zhǎng)機(jī)制提供關(guān)鍵線索，一項(xiàng)聚焦于其深部結(jié)構(gòu)的地球物理探測(cè)研究應(yīng)運(yùn)而生。

研究人員利用部署在青藏高原北緣的“中山大學(xué)阿爾金地震臺(tái)陣”（SYSU_ARJArray），獲取了橫跨昆庫(kù)爾盆地的密集地震數(shù)據(jù)。他們通過(guò)計(jì)算高質(zhì)量臺(tái)站對(duì)的T-T分量互相關(guān)函數(shù)，從中提取Love波信號(hào)，并創(chuàng)新性地結(jié)合高頻分辨率線性Radon變換（HLRT）和頻率-貝塞爾（FJ）變換技術(shù)，有效地提升了信號(hào)質(zhì)量并分離出多模式面波頻散曲線。隨后，他們采用直接面波層析成像（DSurfTomo）方法，成功構(gòu)建了昆庫(kù)爾盆地上地殼（地表至10公里深度）的高分辨率剪切波（S波）速度模型。該研究論文已發(fā)表在《Earthquake Science》期刊上。

本研究主要應(yīng)用了幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)方法：首先，利用短周期、高密度地震節(jié)點(diǎn)臺(tái)陣（SYSU_ARJArray）采集連續(xù)背景噪聲數(shù)據(jù)。其次，通過(guò)T-T分量互相關(guān)計(jì)算提取Love波經(jīng)驗(yàn)格林函數(shù)。數(shù)據(jù)處理中采用了頻率-貝塞爾（Frequency-Bessel, FJ）變換方法來(lái)提取參考的多模式Love波頻散曲線，并使用高頻分辨率線性Radon變換（HLRT）技術(shù)來(lái)抑制噪聲、提升信噪比。再次，利用自動(dòng)頻率-時(shí)間分析（AFTAN）方法從互相關(guān)函數(shù)中測(cè)量了Love波相速度頻散曲線。最后，采用直接面波層析成像（DSurfTomo）技術(shù)，將相速度頻散數(shù)據(jù)直接反演為三維剪切波速度結(jié)構(gòu)，避免了傳統(tǒng)兩步法中構(gòu)建中間相速度圖的過(guò)程。

結(jié)果部分主要包括以下幾點(diǎn)發(fā)現(xiàn)：

4.1 模型可靠性與分辨率：通過(guò)棋盤格測(cè)試驗(yàn)證了所構(gòu)建的剪切波速度模型在0-3公里和3-10公里深度范圍內(nèi)的可靠性，盡管在密集臺(tái)陣邊緣和深度超過(guò)8公里的區(qū)域存在輕微的涂抹效應(yīng)。這為后續(xù)的地質(zhì)解釋提供了可靠的基礎(chǔ)。

4.2 速度結(jié)構(gòu)特征：獲得的剪切波速度剖面（沿AA'線）顯示，昆庫(kù)爾向斜（Kumkol Anticlinorium, KA）和北側(cè)阿爾卡山下方，從地表至超過(guò)8公里深度存在顯著的低速異常。該低速區(qū)被解釋為巨厚的沉積層。一個(gè)明顯的速度為2.6公里/秒的等值線被解釋為盆地基底的邊界。據(jù)此，盆地基底在最南端（阿爾卡山北側(cè)）深度最淺（約3公里），向北逐漸加深，并在昆庫(kù)爾向斜下方達(dá)到最深（超過(guò)8公里），表明沉積中心位于昆庫(kù)爾向斜的北側(cè)。剖面北段（昆庫(kù)爾向斜以北）地表至2公里深度為相對(duì)低速，而2-8公里深度則呈現(xiàn)高速，這可能指示了一個(gè)古隆起結(jié)構(gòu)的存在。

4.3 構(gòu)造解釋：結(jié)合已有的深部地震反射剖面，研究發(fā)現(xiàn)速度模型中的橫向速度變化與反射剖面中解釋出的多條逆沖斷層有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這些斷層似乎匯聚于盆地基底深處的一個(gè)滑脫斷層。該滑脫斷層向北傾斜，其最淺部位于盆地南緣阿爾卡山附近，最深部位于昆庫(kù)爾向斜下方約10公里處。這一結(jié)構(gòu)與基于地貌學(xué)和宇宙成因核素測(cè)年提出的、能夠解釋地表變形速率的斷層模型（滑脫斷層深度10-15公里）相吻合，但本研究的模型揭示其幾何形態(tài)可能更為復(fù)雜，并非一個(gè)簡(jiǎn)單的平直界面。

討論與結(jié)論部分對(duì)研究發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了綜合闡述并指出了其重要意義。本研究揭示了昆庫(kù)爾盆地的沉積厚度超過(guò)8公里，且沉積中心位于南側(cè)靠近阿爾卡山的位置。這種不對(duì)稱的沉積結(jié)構(gòu)形態(tài)，與典型的前陸盆地特征一致，表明昆庫(kù)爾盆地很可能是在中新世早中期北側(cè)祁漫塔格山隆升的響應(yīng)下形成的前陸盆地，而非拉分盆地。研究進(jìn)一步證實(shí)，位于盆地中央的昆庫(kù)爾向斜（Kumkol Anticlinorium），是由多條逆沖斷層在8-10公里深度匯聚于一個(gè)滑脫斷層并發(fā)生運(yùn)動(dòng)所形成的。這些斷層的活動(dòng)時(shí)間（約7.5百萬(wàn)年前）晚于北側(cè)祁漫塔格山的隆升時(shí)間（中新世早中期）。這種時(shí)間序列可能意味著自晚中新世以來(lái)，昆庫(kù)爾盆地發(fā)生了脈沖式的向盆地方向的變形。這一過(guò)程類似于天山造山帶前陸盆地的變形模式，可能反映了青藏高原北緣的構(gòu)造體制從“擠出”向“彌散性縮短”的轉(zhuǎn)變。

本研究不僅為理解昆庫(kù)爾盆地的構(gòu)造演化和青藏高原北緣的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)機(jī)制提供了關(guān)鍵的地球物理證據(jù)，其建立的高分辨率速度模型也為未來(lái)在這一勘探程度較低區(qū)域的資源勘探提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。同時(shí)，研究中所采用的數(shù)據(jù)處理流程（結(jié)合FJ變換和HLRT技術(shù)處理盆地區(qū)域短周期密集臺(tái)陣數(shù)據(jù)）也為在內(nèi)陸盆地區(qū)域構(gòu)建上地殼速度結(jié)構(gòu)提供了實(shí)用方法參考。