东昆仑断裂东端塔藏断裂压剪活动与高原隆升作用讨论

塔藏断裂位于东昆仑断裂带东端,横贯青藏高原东缘的高原内部和边缘,因属于巴颜喀拉块体向东南运移的东北侧边界带,其晚第四纪活动性质和滑动速率对认识青藏高原的构造变形模式极端重要。本文综合SPOT、中巴资源卫星等高分辨率遥感影像解译,利用冲沟、山脊、断错河流阶地、断层槽谷、反向坎等地震地貌的识别,开展详细的断错地层、地貌研究和系列年代学样品采集测试,对塔藏断裂的精细几何展布、晚第四纪活动性质、滑动速率进行详细分析。塔藏断裂自西向东可分为青藏高原内部的罗叉段、青藏高原边缘的东北村段和马家磨段,各段走向依次为113°、142°、130°,逐渐向南偏转,晚第四纪的活动表现为分段性和多期性。罗叉段全新世以左旋剪切走滑为主兼挤压活动,左旋走滑速率为2.43~2.89mm/a左右,最新地表断错事件发生在0.66±0.04ka BP以来,断层面表现出走滑断层的近垂直和张裂并发育充填楔的典型特征,塔藏断裂为东昆仑断裂系东延的主要断裂之一;马家磨段也为全新世活动断层,距今9.0±0.8ka的地层被断错,而且断层面北倾达58°。因此,对比分析塔藏断裂各段活动特征可见,西部以水平剪切运动为主,而东部走滑运动分量逐渐变弱,断面北倾、北盘上升导致的垂向分量逐渐变大。东昆仑断裂带及塔藏断裂晚第四纪走滑速率向东规则减小,并转化为横向逆冲作用和高原隆升,符合"叠瓦状逆冲转换—有限挤出模型"的特征。     

龙门山断裂带西南段晚第四纪活动性调查与分析

基于高分辨率SPOT影像解译、关键地点的野外构造地貌调查和活动断裂测量以及错断沉积物的光释光测年(OSL),确定了龙门山断裂带西南段主要活动断裂的分布特征及其晚第四纪活动特征,发现后龙门山断裂带--五龙-冷碛镇断裂是一条晚更新世活动的右旋走滑断裂,没有明显的挤压逆冲活动形迹.根据次级断层的地层切割关系和沉积物测年结果,确定了沿该断裂带晚更新世两期走滑活动事件:一期发生在86～88ka,另一期发生在36～48ka.中央断裂带--双石-西岭断裂也具有右旋走滑活动特征,但其活动性相对较弱.这两条主要断裂在全新世没有明显的活动形迹,表明龙门山断裂带西南段构造活动性较弱.现今以中小地震为主,地震震源机制解显示以走滑应力机制占主导,与现今应力测量确定的逆冲应力状态不一致.这些观察和测试结果为龙门山断裂带西南段未来强震危险性评价提供了重要的依据.     

元谋断裂晚第四纪活动特征及其构造应力分析

利用冲沟、山脊等断错构造地貌的卫星遥感图像解析,结合野外构造地貌观测以及断层露头剖面的研究,详细分析了元谋断裂一平浪-江边段的晚第四纪活动特征。研究结果表明,元谋断裂一平浪-江边段在晚更新世末期-全新世以左旋走滑活动为主,兼有一定正断层分量,其晚第四纪走滑速率大致为 0.45～2.60mm/a,其中一平浪-大龙潭一带,水平滑动速率约2.00mm/a,垂直滑动速率为0.07mm/a;   木莲旧-秧田井一带,水平滑动速率接近0.53mm/a,垂直滑动速率为0.06mm/a;   乐胜古-江边一带,水平滑动速率接近1.42mm/a,垂直滑动速率为0.04mm/a。同时表明,断裂表现出至少两期明显活动的分段性特征：  较早期活动时间大致为 50.87±4.32～53.23±5.89kaB.P.,为一平浪-秧田井段的最新活动时间,且一平浪-江边整段均活动;   在秧田井-江边段,断裂最新活动时间应晚于17.92±1.52kaB.P.。2008年8月30日的攀枝花61级地震的震源机制解也显示出与元谋断裂晚第四纪左旋走滑的活动特征一致。     

塔里木盆地阿克库勒凸起东南斜坡走滑断裂构造特征及油气地质意义

塔里木盆地阿克库勒凸起东南斜坡发育大量走滑断裂。走滑断裂的几何学、运动学特征对油气的运移和富集起到了重要控制作用。本文以东南斜坡S118- AT22- YUKE2断裂、S113- AT13- YUKE3断裂、AT20断裂、AT18- YUKE5断裂为研究对象,依据中小尺度走滑断裂精细解析技术,对走滑断裂在不同层系的变形特征、平面分段性、断裂体系活动强度、后期活动性、通源性、演化模式和成因机制开展精细解析,结合生产动态资料研究其油气地质意义。阿克库勒凸起东南斜坡走滑断裂在垂向上呈深层线性断裂与浅层雁列式断裂组合的变形结构。中—下奥陶统发育的走滑断裂在平面上具有明显分段特征。阿克库勒凸起东南斜坡走滑断裂相对活动强度西强东弱,由北向南呈强—弱—次强的特征;晚海西期—燕山期断裂活动性近SN—NE向断裂体系强于NNE—NNW向断裂体系;断裂通源性受控于早期裂谷,主干断裂通源性优于次级断裂,NNE—NNW向断裂体系的主干断裂通源性优于近SN—NE向断裂体系,但次级断裂通源性较差。NNE—NNW向和近SN—NE向断裂体系都形成于中加里东期,NEE向断裂形成于晚加里东期—早海西期,东南斜坡走滑断裂经历了中加里东期、晚加里东期—早海西期、中晚海西期、印支期—燕山期多期构造活动垂向叠加,NNE向和近SN向主干断裂滑移方向相反是由于破裂方式的不同。阿克库勒凸起东南斜坡烃源岩排烃期为晚海西期—喜马拉雅期,断裂活动期与排烃期的耦合有利于油气充注;断裂活动强度控制了通源性和储集体规模,进而控制了油气富集程度。后期活动明显、断裂活动强、通源性好的走滑断裂是下一步勘探的有利目标。     

祁连山中段门源盆地新构造运动的阶段划分

门源盆地是祁连山中段的山间盆地, 南北边缘均为断裂控制, 发育古近系白杨河组、第四纪冰碛物和冰水堆积物。地层变形、地貌发育和断裂活动分期的差异显示新生代以来门源盆地经历了4个构造运动阶段。新生代最早的构造运动开始于渐新世中期(约30MaB.P.), Ⅰ级夷平面解体, 盆地断陷形成并接收了白杨河组砂砾石沉积。第二阶段始于渐新世末期-中新世初(约23MaB.P.), 盆地结束了沉降过程, 白杨河组褶皱变形, 这一过程持续至中更新世初期。第三阶段始于中更新世中期(约460ka B.P.), 新的边界断裂形成, 盆地再次断陷, 堆积了厚度大于400m的冰碛或冰水堆积物, 边缘断裂强烈活动, 这一过程持续到晚更新世晚期(约30ka B.P.)。最新阶段始于30ka B.P., 盆地和两侧的山地整体抬升, 盆地面由此前的加积过程转变为侵蚀切割过程, 北缘断裂的活动由含走滑分量的逆冲性质转变为走滑性质, 但走滑速率明显降低。      

元谋断裂晚第四纪活动性定量分析

ETM影像揭示了元谋断裂以左行剪切走滑为主, 局部张剪或压剪的性质.利用1:5万地形图和影像图内冲沟、山脊等地貌位错估测了元谋断裂一平浪-江边段晚第四纪活动性, 详细调查实测并分析了研究区断错地貌和构造剖面, 获取的该断裂晚第四纪活动性、活动强度, 与估测结果一致.结果显示, 元谋断裂一平浪-江边(金沙江边) 段最新活动时间为晚更新世末期-全新世; 其中一平浪-大龙潭一带, 水平滑动速率约2.0mm/a, 垂直滑动速率为0.07mm/a; 木莲旧-秧田井一带, 水平滑动速率接近0.53mm/a, 垂直滑动速率为0.06mm/a; 乐胜古-江边一带, 水平滑动速率接近1.32mm/a, 垂直滑动速率为0.03mm/a.综合分析表明, 该段断裂晚第四纪平均水平滑动速率为1~2.0mm/a, 以走滑运动为主.      

甘肃北山南缘断裂的活动特征及其意义

在河西走廊北侧,北山南缘发现活动断裂,称之为北山南缘断裂。该断裂位于金塔县城北侧,距县城约50 km。断裂全长约18 km,整体呈近东西向,倾向北西,倾角60°～80°。该断裂晚第四纪以来的活动形成了一系列断错地貌,断裂走滑运动使得多条冲沟发生同步肘状水平位错,位错量4. 5～6. 2 m,平均位错量5. 2 m。断裂的北向逆冲形成清晰的线性陡坎,陡坎落差0. 2～1. 4 m。探槽揭露了至少2次快速滑动事件,较老的一次发生于距今30 ka之前,较新的一次发生在距今8. 4~3. 3 ka。结合卫星影像、地貌和探槽等证据,认为该断裂在晚更新世和全新世有过活动,为一条以左旋走滑为主,兼有逆冲分量的活动断裂。该断裂的活动可能揭示了青藏高原东北缘的扩展已穿越河西走廊,进入北山地区。     

阿尔金断裂系西段——康西瓦断裂的 晚第四纪构造地貌特征研究*

阿尔金断裂带是青藏高原北部的一条大型左旋走滑断裂带,近EW向延伸2000多公里, 它构成了青藏高原与塔里木盆地之间的重要地质边界。康西瓦断裂位于阿尔金断裂带西段, 呈WNW-ESE向延伸约 700km。文章在高分辨率卫星遥感图像(印度遥感卫星5.8m分辨率)和数字高程地形模型(DEM)数据分析的基础上,并结合野外构造地貌考察观测,对康西瓦断裂的第四纪构造活动及其地貌特征进行了初步研究。沿断裂带发育的系统错断水系、错断冲积扇、挤压脊、走滑拉分盆地等典型构造地貌特征表明,该断裂晚第四纪经历了强烈的左旋走滑活动。同时,研究还揭示沿康西瓦断裂发育了一条长约80km的地表地震破裂带,最大同震左旋水平错位为4m,估算产生该地表破裂带的地震是一矩震级为M_w7.3的大地震。 另外,文章根据不同年代地表地貌特征的左旋错位距离,估算出康西瓦断裂晚第四纪以来的长期走滑速率为8~12mm/a,远低于早期估算的20~30mm/a,但是与阿尔金断裂带中、东段的地质估算结果9±2mm/a及GPS测量结果9±4mm/a接近。     

四川华蓥山断裂带晚第四纪逆走滑特征及地震意义

华蓥山断裂带是四川盆地东界断裂带。前人认为该断裂带的最新活动时代为中更新世中期至晚更新世早期。作者近期野外调查发现了华蓥山断裂带晚第四纪走滑活动证据,位于华蓥山断裂带中段高县罗场镇兴场垇口村,称为兴场垇口断裂,该断裂长15km,走向NE30°,横切该区山体、造成多条水系扭曲,形成地表壮观的逆坡向右旋断错地貌。该断裂断错距今(14.86±1.26)ka地层,断裂的晚更新世晚期垂直活动速率为0.15mm/a,右旋走滑活动速率0.31mm/a,为晚更新世晚期右旋逆走滑活动断裂。     

喀喇昆仑断裂北段晚第四纪活动特征及其构造意义

右旋走滑的喀喇昆仑断裂(KK F)作为青藏高原的西部边界, 在印度板块与欧亚板块碰撞引起的陆内变形过程中扮演了重要的角色。近年来KK F北段全新世以来的活动特征存在争议。通过遥感解译和野外观测, 在喀喇昆仑断裂(KK F)的北段——新疆卡拉苏地区, 对KK F及其两条分支断裂的几何学、运动学进行了研究, 获得了现今发育的冰水扇被右旋错断和冰水扇上分布羽列式T张破裂等指示KK F右旋走滑的证据。采集了KK F控制的浅冰水湖相沉积中贝壳的AMS 14C样品, 获得年龄分别为(5.20±0.03) ka、(5.61±0.03) ka 和(9.95±0.04) ka。表明KK F北段晚全新世以来仍在活动, 其右旋走滑速率约为3.7 mm/a, 累计垂向滑移速率约为1.7 mm/a。据前人在KK F中部的研究成果, 推测KK F北段在卡拉苏地区由南东往北西右旋走滑速率有增大的趋势。     

Fault-Growth Pattern of the South Margin Normal Fault of the Yuguang Basin in Northwest Beijing and its Influencing Factors

Based on high-resolution remote sensing image interpretation, digital elevation model 3-D analysis, field geologic field investigation, trenching engineering, and ground-penetrating radar, synthetic research on the evolution of the Yuguang Basin South Margin Fault (YBSMF) in northwest Beijing was carried out. We found that the propagation and growth of faults most often occurred often at two locations: the fault overlapping zone and the uneven or rough fault segment. Through detailed observation and analysis of all cropouts of faults along the YBSMF from zone a to zone i, we identified three major factors that dominate or affect fault propagation and growth. First, the irregularity of fault geometry determine the propagation and growth of the fault, and therefore, the faults always propagate and grow at such irregular fault segments. The fault finally cuts off and eliminates its irregularity, making the fault geometry and fault plane smoother than before, which contributes to the slipping movement of the half-graben block in the basin. Second, the scale of the irregularity of the fault geometry affects the result of fault propagation and growth, that is, the degree of the cutting off of fault irregularity. The degree of cutting off decreases as irregularity scale increases. Third, the maximum possible slip displacement of the fault segment influences the duration of fault propagation and growth. The duration at the central segments with a large slip displacement is longer than that at the end segments with a smaller slippage value.     

滇西北弥渡地区主要断裂晚新生代发育特征及其动力学机制

弥渡地区位于滇西北断陷带东南缘,红河断裂带尾端与程海断裂交汇部位,是揭示滇西北断陷带形成机制及其与红河断裂带间运动学关系的关键区域。综合利用遥感解译及野外调查发现,区内主要发育有北东向的毛栗坡断裂,北西—北北西向的凤仪-定西岭断裂、弥渡断裂、密祉断裂、寅街断裂。对断裂错动地质、地貌体及擦痕的统计分析结果表明,毛栗坡断裂第四纪以左旋走滑活动为主兼具有正断分量;弧形的弥渡断裂及北西向的寅街断裂第四纪期间均以正断活动为主;上新世期间凤仪-定西岭断裂以右旋走滑为主,密祉断裂主要为伸展正断,二者第四纪期间均无明显活动。据弥渡地区主要断裂的几何形态、运动学特征及红河断裂带晚新生代活动性变化过程推测,控制弥渡盆地展布的弥渡断裂、寅街断裂等主要第四纪活动断裂是在继承和改造红河断裂带原有断层行迹的基础上形成的。上新世或更早,弥渡地区及滇西北断陷带的断裂活动与地壳张扭变形可能与红河断裂带尾端伸展变形作用有关,但第四纪期间,程海断裂基本上完全控制了弥渡地区主要活动断裂的发育,这一时期区内张扭变形的动力可能来自于川滇内弧带的顺时针旋转以及周缘南汀河断裂、畹町断裂与理塘断裂等左旋走滑断裂引起的区域性走滑拉分的共同作用。      

Late Quaternary Tectonic Deformation of the Eastern End of the Altyn Tagh Fault

The Quaternary activity of the faults at the eastern end of the Altyn Tagh fault, including the Dengdengshan–Chijiaciwo, Kuantanshan and Heishan faults, was studied on the basis of interpretation of satellite images, trenching, geomorphologic offset measurements and dating. The Altyn Tagh fault has extended eastwards to Kuantanshan Mountain. The left–slip rates of the Altyn Tagh fault decreased through the Qilianshan fault and were transformed into thrust and folds deformation of many NW–trending faults within the Jiuxi basin. Meanwhile, under NE–directed compression of the Tibetan plateau, thrust dominated the Dengdengshan–Chijiaciwo fault northeast of the Kuantanshan uplift with a rate lower than that of every fault in the Jiuxi basin south of the uplift, implying that tectonic deformation is mainly confined to the plateau interior and the Hexi Corridor area. From continual northeastward enlargement of the Altyn Tagh fault, the Kuantanshan uplift became a triangular wedge intruding to the east, while the Kuantanshan area at the end of this wedge rose up strongly. In future, the Altyn Tagh fault will continue to spread eastward along the Heishan and Jintananshan faults. The results have implications for understanding the propagation of crustal deformation and the mechanism of the India–Eurasian collision.     

The role of pre-existing discontinuities in the development of extensional faults: An analog modeling perspective

Several mountainous regions are currently affected by syn- or post-orogenic active extension. We investigate how a newly-formed normal fault interacts with structures inherited from a previous contractional phase. To this end, we use analog models that adopt an innovative technique for performing a precut that mimics such inherited structures into a clay layer; this clay layer is laid on top of a master fault simulated by two rigid blocks sliding along an inclined plane. We carry out six experiments with variously oriented precuts and compare the results with those obtained in a reference isotropic experiment. All other conditions are identical for all seven realizations. Fault evolution is monitored by taking closely-spaced snapshots analyzed through the Digital Image Correlation method. We find that the upward propagation of the normal fault can be either accelerated or decelerated depending on the presence of a precut and its orientation. Such precuts can also promote or inhibit the formation of bending-moment faults. These interactions between master fault and precut also affect the shape of the fault-related syncline–anticline pair.     

鸭绿江断裂带的主要特征及其研究意义

鸭绿江断裂带是郯庐断裂带东侧的一个次级断裂,也是辽宁东部规模较大的断裂带,具有多期活动特点,先后经历了晚印支-早燕山期(T₃-J₁)左行平移韧性剪切活动、中燕山期(J_2-3)早期低角度伸展滑脱和晚期挤压逆冲活动、晚燕山期(K₁)至末燕山期(K₂)左行正走滑活动、末燕山晚期-喜马拉雅早期(N)右行走滑活动等4个阶段.它控制着侏罗纪、白垩纪岩浆岩、沉积盆地和矿产的分布,也控制着白垩纪中酸性、中基性火山岩喷发.该断裂带为切割地壳硅镁层的深断裂.最大左行平移20 km,最大垂直断距4 km.该断裂带两侧地质构造特征可以对比,对其研究具有重要的指导意义.     

新疆伊犁盆地西北缘红山嘴断裂特征与最新活动

红山嘴断裂位于新疆霍城县,是伊犁盆地北缘前陆褶冲带的前锋断裂。断裂走向NWW,倾向NNW。野外地质调查表明,断裂在地表主要表现为高角度逆冲断层,倾角超过50°。断裂上盘主要由新近系红层组成,下盘为上更新统黄土和全新统。综合野外地层接触关系和区域构造研究表明,红山嘴断裂可能形成于早更新世末,错断地层表明红山嘴断裂在晚第四纪以来发生过强烈的活动,最新活动表现在断错全新统松散砂砾石层。     

塔里木盆地阿瓦提凹陷周缘的晚新生代张扭性断层带

塔里木盆地西北部的阿瓦提凹陷周缘发育晚新生代正断层,其中第四纪的正断层活动是塔里木盆地构造地质研究的新发现。这些正断层受先存基底断裂控制,平面上沿沙井子断裂带、阿恰断裂带和吐木休克断裂带右阶式雁列状分布,构成右阶左旋张扭性正断层带。剖面上,向下断达下古生界后不清楚,向上断至第四系上部,构成阶梯状或小型地堑(或负花状构造)构造。生长系数计算结果表明,正断层带形成于新近纪末,第四纪早-中期持续活动,到第四纪晚期停止活动。这些张扭性正断层带的成因是阿瓦提地块相对于周边地质体的顺时针旋转而致,其动力学来源于印度板块与欧亚板块陆-陆碰撞,在晚喜马拉雅山期依然持续作用而导致的远程效应。     

青藏高原北缘阿尔金走滑边界的侧向扩展——甘肃北山晚新生代走滑构造与地壳稳定性分析

对北山地区遥感影像和野外地质特征的分析表明,自阿尔金断裂带向NW方向依次出露三危山-双塔断裂、大泉断裂和红柳河断裂。这些断裂近于平行,且同为左行走滑断裂,具有相似的展布特征,空间走向均为NE40-50°,断裂系末端均发育“树枝状”分支断层．在断层夹块之间形成“多米诺”构造,构成了北山地区主要的构造样式。断层谷地沉积物分析和断层泥ESR年代学测试结果表明,三危山-双塔断裂形成于上新世（N2k）,大泉断裂形成于早更新世（1．2-1．5Ma）．而北山地区分支断层和次级断层的活动在400ka之后。对北山地区断裂构造几何学和年代学的研究表明．阿尔金断裂系晚新生代以来向NW方向的侧向扩展．是阿尔金走滑边界重要的生长方式。北山地区特殊的走滑构造组合样式．使该地区的构造变形难于在某条断层上聚集能量,而分散在若干条次级断层上的位移量又微乎其微,该地区成为“最稳定的活动区”。     

反向断阶构造样式与砂质沉积体发育

孤南洼陷是一个复合的半地堑盆地 ,洼陷斜坡发育由断层和断块构成的断阶构造样式 ,其中一种为反断阶。反断阶的发育使得盆地斜坡的沉积地形复杂化 ,因此发育其上的砂质沉积体具有特殊的分布型式 ,包括展布方向、几何形态和水流特征。孤南凸起东南斜坡的反向断阶是由一正断层和倾向相反的斜坡构成。斜坡总体向盆内倾斜 ,但在断层处形成一个次级隆起。沙河街组二段的砂体是在这样的复合地形上沉积并赋存下来。在平面上该砂体一方面沿沉积斜坡方向延伸至断层 ,一方面沿断层走向延伸或越过断层 ,呈不规则的丁字形。砂体在越过孤南洼陷与孤岛凸起的分界断层后在远端发散 ,形成扇体。     

松辽盆地中浅层幕式排烃与断距增长耦合

超压盆地幕式排烃作用是盆地流体研究中热点问题,而源岩内排烃生长断层的报道很少.研究表明松辽盆地凹陷中央主力烃源岩青山口组发育排烃生长断层,这些浅层生长断层形成于嫩江组末期至明水组末期.这种排烃生长断层的形成机制是幕式排烃过程中由于"泵压效应"使含烃流体从源岩向储集层注入的结果.当源岩过剩压力达到源岩破裂极限时,源岩发生断裂或使原有断层再次开启增长,含烃流体发生向下或向上部储层的排烃作用,随着烃类的排出,过剩压力不断减小,排烃过程趋于停止伴随超压流体释放,研究区呈现向下排烃、向上排烃和上下双向排烃3种样式,由于这一排烃过程是多次出现的,随着多次反复的排烃,排烃断层的断距也不断增长,导致排烃期与断层断距增长具有良好的耦合关系,研究成果为超压封存箱上下层油气勘探提供了新的思路.