本文是由Roy K. Dokka、Giovanni F. Sella和Timothy H. Dixon共同撰写的一篇原创性研究论文，发表于2006年12月13日的《Geophysical Research Letters》期刊上。研究的主要机构包括路易斯安那州立大学、美国国家海洋和大气管理局（NOAA）以及迈阿密大学。该研究通过GPS数据揭示了美国东南路易斯安那州（包括新奥尔良和密西西比三角洲）相对于北美稳定板块的垂直沉降和向南位移现象，并探讨了其背后的构造控制机制。

学术背景

东南路易斯安那州的地质背景复杂，长期以来被认为是由于浅层沉积过程或人类活动（如地下水抽取和油气开采）导致的地表沉降。然而，本文通过GPS数据揭示了该地区的沉降和水平位移具有区域构造背景，特别是与一个被称为“南路易斯安那异地体”（South Louisiana Allochthon, SLA）的地质体相关。该异地体是一个厚达7-10公里的地壳块体，通过一条低角度拆离断层与北美稳定板块分离。研究的主要目的是揭示该地区的现代构造运动机制，并探讨其对沿海地区洪涝灾害的影响。

研究流程

研究主要分为以下几个步骤： 1. GPS数据收集与分析：研究使用了1995年至2006年间收集的GPS数据，包括间歇性观测（eGPS）和连续观测（cGPS）站点。eGPS站点通过深埋14-30米的标杆进行观测，而cGPS站点则主要位于建筑物上，基础深度可达37米。数据分析采用了Sella等人（2002）的方法，并结合了全球参考框架IGB00。 2. 地质背景分析：研究结合了地震反射数据和钻井数据，揭示了SLA的结构特征。SLA的北部边界由一系列高角度正断层（如Michoud断层和Tepatate-Baton Rouge断层系统）组成，这些断层在深部与一条低角度拆离断层相连。 3. 运动速率计算：通过GPS数据，研究计算了SLA相对于北美稳定板块的水平和垂直运动速率。结果显示，SLA以2.2±0.6毫米/年的速率向南移动，并以5.2±0.9毫米/年的速率沉降。 4. 构造模型构建：研究提出了一个构造模型，解释了SLA的运动机制。该模型认为，SLA的运动是由密西西比三角洲的快速沉积和全球海平面上升引起的重力不稳定性驱动的。拆离断层的存在使得SLA能够以低摩擦的方式向南移动。

主要结果

1. 水平位移：GPS数据显示，SLA相对于北美稳定板块以2.2±0.6毫米/年的速率向南移动。这一速率与北美中部和东部的盆地-山脉省的东西向伸展速率相当。
2. 垂直沉降：SLA的沉降速率为5.2±0.9毫米/年，相对于海平面的沉降速率则高达7毫米/年。这一结果表明，SLA的沉降不仅由浅层沉积过程引起，还与区域构造运动密切相关。
3. 地震活动：尽管墨西哥湾北部通常被认为是无震区，但自1978年以来，SLA范围内发生了20多次地震，震级在3.0至5.2之间。这些地震可能与SLA内部的变形有关，而非拆离断层的活动。

结论

本文通过GPS数据和地质分析，揭示了东南路易斯安那州的现代构造运动机制。研究结果表明，该地区的沉降和水平位移具有区域构造背景，特别是与SLA的运动密切相关。这一发现对于理解沿海地区的洪涝灾害风险具有重要意义，尤其是在飓风卡特里娜和丽塔之后的重建工作中，应考虑SLA的未来运动。

研究亮点

1. 重要发现：本文首次通过GPS数据揭示了东南路易斯安那州的现代构造运动，特别是SLA的向南移动和沉降现象。
2. 方法创新：研究结合了GPS数据、地震反射数据和钻井数据，构建了一个综合的构造模型，解释了SLA的运动机制。
3. 应用价值：研究结果对于沿海地区的洪涝灾害风险评估和防灾规划具有重要的应用价值。

其他有价值的内容

本文还探讨了SLA运动的长期地质背景，指出其运动速率与自中新世以来的长期地质速率相当。此外，研究还讨论了盐岩的流变学特性对SLA运动的影响，指出盐岩的低强度特性使得SLA能够以低摩擦的方式移动。

总之，本文通过多学科数据的综合分析，揭示了东南路易斯安那州的现代构造运动机制，为该地区的地质灾害风险评估提供了重要的科学依据。