甘肃昌马盆地构造特征与成因

阿尔金断裂是由阿尔金主干断层及其他次级断裂面组成的巨型走滑断裂系，其分布规律符合左行走滑挤压模式。昌马盆地位于阿尔金断裂带东段，它的古应力场与阿尔金断层的运动方向一致。昌马盆地北界是阿尔金主干断层；南界由锯齿状相交的半截子井－野马山断层、野观山断层、石板墩－龚岔口断层、中祁连北缘断层组成，分别是阿尔金主干断层的S面、小型Y面、P面、S面；东界由香毛山西断层、马舌头断层、青石岩断层组成，分别是阿尔金主干断层的X面、S顶、R’面，昌马盆地是由这些断层围限的狭长三角形。因此，昌马盆地是阿尔金断裂带中主干断层与分枝断层联合作用形成的走滑分枝盆地。盆地经历了侏罗纪－白垩纪的拉张作用，接受了巨厚的沉积；晚第三纪到第四纪由于阿尔金断裂左行走滑运动，盆地反转，处于受挤压状态，形成走滑分枝盆地。通过对昌马盆地石油地质特征的分析，认为昌马盆地具有形成油气的有利地质条件，应加强勘探力度。     

塔里木盆地东南缘新生代断裂系统

结合野外地面地质调查成果,并通过对地震、大地电磁等地球物理资料的精细解释构建了塔里木盆地东南缘新生代断裂系统。塔东南新生代断裂系统可以划分为三大体系:阿尔金断裂体系、车尔臣断裂体系和西昆仑断裂体系。阿尔金北缘断层在存在走滑性质的同时,更多的表现为向北西的强烈冲断;车尔臣断裂体系由车尔臣断裂及次级断层和一系列反冲断层组成,除表现为向北西冲断外,还具有左行走滑特征;西昆仑断裂体系主要由自南向北的冲断的逆冲断层组成,在与阿尔金断裂交汇处,受阿尔金左行走滑的影响呈弧形弯曲。     

走滑蠕变断层的数值模拟以及对于加利福尼亚海沃德断层的推论

走滑断层虽然在大的应力释放事件之间大多处于闭锁状态，但在某些情况下，仍能够发生蠕滑。地表蠕滑发生在两个大型大陆走滑断裂系：土耳其的北安那托利亚断裂和加利福尼亚的圣安德烈斯断裂及其相关断裂上。虽然在这些断层上记录到了蠕滑现象，但是，断层闭锁段与蠕滑段之间的相互作用以及导致蠕滑的条件却并未得到较好的解释。     

阿尔金断裂带对青藏高原北部生长、隆升的制约

大量的同位素年代学证据表明(古)阿尔金断裂带可能形成于三叠纪,后又经历了侏罗纪、白垩纪的强烈左旋走滑活动,自印度板块与欧亚大陆碰撞后阿尔金断裂再次活动。主要的走滑活动发生在:(1)245~220Ma;(2)180~140Ma;(3)120~100Ma;(4)90~80Ma;(5)60~45Ma;(6)渐新世至中新世;(7)上新世至更新世以及(8)全新世。沿阿尔金断裂带,伴随左旋走滑活动形成一系列的逆冲断裂和正断裂,反映走滑过程中伴随隆升作用的存在,并且形成自北向南包括祁连山、大雪山、党河南山、柴北缘山、祁漫塔格山和昆仑山,表明阿尔金断裂带制约着青藏高原北部的生长和隆升。阿尔金断裂带东、西两端的白垩纪和新生代火山活动是断裂走滑活动的响应。     

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”。     

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”。     

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NE40～500°,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(N2κ),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400 ka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".     

断层泥石英微形貌特征在断层活动性研究中的意义

断层泥是断层活动的信息载体,其中的石英颗粒微形貌特征能够反映断层活动方式、期次和活动年代。利用环境扫描电镜,对西藏拉萨那林拉卡断裂白定段断层泥石英样品进行了溶蚀微形貌统计分析及应力痕迹微形貌观察。结果表明:石英颗粒呈现出以钟乳状为主和桔皮状为主的两种截然不同的溶蚀微形貌特征。对照Kanaori Y等关于石英微形貌与年代关系的图谱可知,该断层形成以后至少有过两次再活动,其活动年代分别为上新世至早更新世和中更新世。这与热释光定年法确定该断层最后一次活动时间为287.08 Ka±24.40 Ka的结果相吻合;另外,代表晚期活动特征的应力痕迹微形貌观察结果显示,同一石英颗粒上发育了代表蠕滑和粘滑两种滑动的阶步状刻痕(蠕滑)-撞击碎裂痕(粘滑)组合,以及阶步状刻痕(蠕滑)-贝壳状断口(粘滑)-平直擦线(粘滑)的组合,说明该断层在晚期(中更新世)曾经历了蠕滑和粘滑两种滑动方式。代表蠕滑的阶步状刻痕清晰突显,而代表粘滑的线状擦痕明显受到溶蚀,这说明粘滑运动在先,蠕滑运动在后。此外,擦痕线的叠加、切穿现象还表明,断层在中更新世的滑动至少有3个亚期次。综合应力痕迹微形貌特征认为,3个亚期次滑动的前两次表现为粘滑,第三次为蠕滑或粘滑向蠕滑过渡类型。     

阿尔金断裂东端破裂生长点的最新构造变形*

阿尔金断裂与祁连山北缘断裂的交汇部位是阿尔金断裂向东扩展的新破裂生长点,两断裂构造与新生的红柳峡断裂构成似三联点构造。破裂生长点附近的最新构造变形表现为:阿尔金断裂的旋转隆升和向北扩展;祁连山北缘断裂的逆冲推覆兼右旋走滑;红柳峡断裂的挤压拖曳弯曲,它们共同受制于青藏高原的强烈隆升和向外扩张作用。推测阿尔金断裂自西而东的破裂扩展就是似三联点构造逐一形成而又被切割贯通的过程。阿尔金断裂以蠕滑活动为主,2002年玉门地震与祁连山北缘逆冲断裂及其伴生的调节断层的活动相关。     

甘肃石包城盆地新生代沉积特征及与阿尔金断裂的关系研究

阿尔金断裂是由阿尔金主干断层及其它次级断裂组成的巨型走滑断裂系,其分布规律符合左行走滑挤压模式。石包城盆地位于阿尔金断裂带内,为祁连山所围限,面积大约为3 000 km~2。通过对盆地上新统地层、砾岩砾石成份、古流向等沉积特征的综合研究分析表明:盆地南部边缘位于土大坂以南,主要由砾岩和含砾砂岩组成,其中灰岩占砾石成份80%以上;盆地东部边缘在石包城乡地区,砾岩砾石成份以花岗岩、片岩和片麻岩等变质岩居多,夹杂少量硅质岩;盆地的沉降中心位于双泉井子附近,靠近阿尔金断裂一侧;石包城盆地古水流方向为北西和北北西方向,说明该地区地势自南东至北西方向逐渐降低,盆地南东方向应为隆起区;石包城盆地双泉井子以西物源区应为盆地南缘的大雪山等一系列山体,而东北部物源应来自石包城乡附近的山体。石包城盆地是阿尔金断裂带中主干断层与分枝断层联合作用形成的走滑分枝盆地,从上新世以来,盆地至今扩张量约为30～40 km。按相同的位移速率,本文估算了阿尔金主干断层石包城段自渐新世以来的走滑量,大约为218 km。     

THREE-DIMENSIONAL DEFORMATION ALONG THE ALTYN TAGH FAULT ZONE AND UPLIFT OF THE ALTYN MOUNTAIN, NORTHERN TIBET

THREE-DIMENSIONAL DEFORMATION ALONG THE ALTYN TAGH FAULT ZONE AND UPLIFT OF THE ALTYN MOUNTAIN, NORTHERN TIBET     

甘肃疏勒河冲积扇发育特征及其对构造活动的响应

甘肃疏勒河冲积扇是面积达2400km²的一个巨型冲积扇,位于青藏高原北缘阿尔金断裂带东端。区域构造上该扇发育在阿尔金主断裂、三危山断裂和南截山断裂组成的阿尔金断裂带左旋走滑构造域。根据野外调查获得的沉积层序、地貌形态和构造变形等资料,该冲积扇可划分为老冲积扇和新冲积扇。老冲积扇扇顶紧靠阿尔金主断裂,由已显著构造变形的早更新统玉门砾岩组成;新冲积扇是在老冲积扇基础上发育的,扇顶已向下游移动到大坝附近,距阿尔金主断裂4km,主要由中更新统酒泉砾石和晚更新统戈壁砾石组成。疏勒河冲积扇发育对区域构造活动的响应主要表现为:1)在第四纪早期,阿尔金断裂的左旋走滑兼逆冲运动,导致了由玉门砾岩组成的疏勒河老冲积扇扇头被左旋错动约8km,同时扇体,尤其扇头明显褶皱隆升,扇顶向山外移动;2)此后随着阿尔金断裂继续作左旋走滑兼逆冲运动,老冲积扇扇头又被左旋错动了约2km,总共左旋位移了约10km,并且扇顶下移了约4km,形成新的冲积扇;3)在冲积扇内从早更新世至晚更新世沉积中心不断向下游移动,呈现向下游超覆沉积的特征,这也一定程度上反映了祁连山隆升、向外扩展和侵蚀作用显著     

对阿尔金断裂科学问题的再认识

据近年内阿尔金断裂研究的进展阐述了应深入解决的4个科学问题及其研究思路:1)阿尔金大型走滑断裂何时发生?变形年代学研究证明阿尔金断裂初始走滑的年龄在89～97 Ma,即从晚中生代-早新生代才开始出现;2)运动学研究包括隆升与走滑两个方面,需要进行大比例尺度的构造研究和变形组构研究,尤其是断裂两盘错距的确定,必须找准被断裂错移的同一构造-岩相带的界线;3)阿尔金断裂的划分意义,它的延伸和规模及对中国西部以及中亚大陆构造格架的影响;4)阿尔金断裂对两侧盆地沉积-构造演化的控制和影响.解决上述4个科学问题,对于重新认识中国西部大陆构造格架、中国西部成矿带的展布及对中国西部找油的战略评估都具有非常重要的意义.     

中卫断裂带断层类型划分及其构造意义

中卫断裂带在晚更新世以来的左旋走滑运动中,先存的挤压逆掩、逆冲断裂带发生了分化。某些断层或断层段继续活动;另一些先存断层在晚更新世以来不再活动;此外,还发育了一些新断层。因此,我们把中卫断裂带划分出三种断层类型,即新生断层、继承性断层和遗弃断层。新生断层就是指：在某次构造运动中新发育的断层。具体到中卫断裂带来说,就是指晚更新世以来新发育的断层。这类断层是中卫断裂带左旋走滑运动的产物。在早期的挤压逆断运动中这些断层并不存在。通过对新生断层的调查研究可以获得以下资料。①反演晚更新世以来的构造应力场;②确定晚期构造运动的起始时代;③估算断层的断错幅度和速率。继承性断层就是指：在早期的挤压逆掩（冲）活动中就已经存在的断层或断层段,在晚期的左旋走滑运动中继续活动。继承性断层的最大优点是包含了较多的信息量。①继承性断层记录了多期构造运动的信息;②继承性断层是中卫断裂带多期活动的见证;③继承性断层是研究构造演化过程的重要依据。遗弃断层就是指：某些断层或断层段在早期构造运动中是主体断裂带的一部分,其活动习性与主体断裂带基本一致。当早期的构造运动终止之后,这些断层或断层段在后继的构造运动中不再活动,也就是说这些断层被遗弃。遗弃断层的作用就在于它保留了早期构造运动的大部或全部信息,这些信息基本上没有受到后期构造运动的干扰破坏。因而通过对遗弃断层的研究可以获得早期构造运动的主要信息。①确定早期构造运动终止的年代;②反演早期构造应力场方向;③研究断层的滑动方式,即粘滑和蠕滑。     

依兰-伊通断裂新构造活动规律分析

作为郯庐断裂带北段主干的依兰-伊通断裂, 其新构造活动性与活动规律仍然存在不同的认识.本次工作通过详细的野外调查, 发现该断裂内活断层广泛存在, 由东、西两支北东走向的主干活断层构成, 沿着古近纪地堑边界断层发育.这些活断层主要呈破碎型结构, 多为逆右行平移活动.通过对这些活断层一系列实测擦痕反演应力场, 显示它们多是在东西向挤压中活动的, 而现今应力场转变为北东东-南西西向区域性挤压.依据本次野外观察与¹⁴ C定年, 并结合前人定年结果与近代地震分布, 表明依兰-伊通西支活断层的最新活动时代为全新世与晚更新世相间, 而东支活断层的最新活动时代主要为早-中更新世.依兰-伊通断裂内活断层显示了明显的差异性活动, 表现为西支的活动强度明显大于东支, 西支的最新活动时代皆晚于东支, 沿走向上活动性强、弱相间与最新活动时代不断变化, 以及近代地震活动不均一分布.它们沿走向上的分段性、差异性活动主要是因为被一系列北西向断层切断所致.     

Growth, linkage, and termination processes of a 10-km-long strike-slip fault in jointed granite: the Gemini fault zone, Sierra Nevada, California

Field-based structural analysis of an exhumed, 10-km-long strike-slip fault zone elucidates processes of growth, linkage, and termination along moderately sized strike-slip fault zones in granitic rocks. The Gemini fault zone is a 9.3-km-long, left-lateral fault system that was active at depths of 8–11 km within the transpressive Late-Cretaceous Sierran magmatic arc. The fault zone cuts four granitic plutons and is composed of three steeply dipping northeast- and southwest-striking noncoplanar segments that nucleated and grew along preexisting cooling joints. The fault core is bounded by subparallel fault planes that separate highly fractured epidote-, chlorite-, and quartz-breccias from undeformed protolith. The slip profile along the Gemini fault zone shows that the fault zone consists of three 2–3-km-long segments separated by two ‘zones’ of local slip minima. Slip is highest (131 m) on the western third of the fault zone and tapers to zero at the eastern termination. Slip vectors plunge shallowly west-southwest and show significant variability along strike and across segment boundaries. Four types of microstructures reflect compositional changes in protolith along strike and show that deformation was concentrated on narrow slip surfaces at, or below, greenschist facies conditions. Taken together, we interpret the fault zone to be a segmented, linked fault zone in which geometrical complexities of the faults and compositional variations of protolith and fault rock resulted in nonuniform slip orientations, complex fault-segment interactions, and asymmetric slip-distance profiles.     

河西走廊地壳稳定性研究进展

河西走廊地区地处青藏高原北缘,是一个典型的压陷盆地,周边主要活动断裂带有:龙首山南缘活动断裂带、祁连山北缘活动断裂带、昌马活动断裂带及阿尔金活动断裂带东段。河西走廊南侧是地球物理场和地壳结构骤变带,龙首山南缘活动断裂带和祁连山北缘活动断裂带巨大的逆冲造就了走廊地区巨厚的中新生代沉积,最大厚度超过3500m~4000m,其中第四系沉积物最厚超过1000m.河西走廊及邻区大地形变强烈,更是地震活动带,历史上和现今发生了许多破坏性大地震和众多中小地震。从活动断裂带角度考虑,包括与西气东输管线、兰新铁路和312国道以不同角度斜交的阿尔金断裂带东段(上赤金-宽滩山一带)、嘉峪关断裂带、榆木山断裂带都是现今构造活动性比较强烈的断裂带,它们的活动性包括长期蠕变和瞬间变形,必将对上述工程管线和交通干线的安全性产生影响。      

第四纪断层上断裂活动的群集及迁移现象

对许多第四纪断层上形成地表破裂的巨大滑动事件及错动位移状况的具体研究表明,在不同时间段它们的数量和强度是变化的,不均匀的。这种断层活动的不均匀性主要表现在两个方面:一是滑动事件的发生往往集中于一定的地段和一定的时间段,并与相对平静的阶段相交替,即所谓断裂活动的群集性;另一方面的表现是集中发生滑动事件段落(或区域)在空间上的迁移变化。这是中国大陆内部第四纪断层活动所表现出的主要特征之一。这方面的实例可见于许多活断层上。如沿郯庐断层、鲜水河断层以及河西走廊断裂带、阿尔金断裂带等。深入研究第四纪断层活动的这一不均匀特性对正确评估活断层的活动程度和潜在地震危险性具有实际应用意义。     

太行山隆起南段新构造变形过程研究

基于TM遥感影像解译和断裂滑动矢量资料的野外观测,结合年轻地质体热同位素和放射性同位素年代学测试结果分析,重点描述了太行山隆起南段构造地貌特征,划分了新构造变形阶段,确定了新构造应力场及其转换历史。研究表明,新近纪以来,太行山南段经历了两期重要的引张变形时期。中新世中晚期,伴随华北地区广泛的基性火山喷溢活动,太行山南段受近NE-SW向引张应力作用,构造变形集中在南段东缘和南缘断裂带上。上新世至早更新世时期,强烈的NW-SE向地壳引张导致太行山隆起南段夷平地貌的解体和地堑盆地的形成。自中晚更新世以来,太行山南缘断裂带成为新构造变形的主要边界带。断面滑动矢量分析和山前年轻冲积扇体和小冲沟沿断裂错移特征分析,表明太行山南缘断裂带是一条斜张左旋走滑边界断裂带,引张方向为NW-SE至NNW-SSE.从区域大地构造角度,中新世中国东部NE-SW向拉伸作用与东部太平洋板块向西俯仲导致的弧后扩张动力过程有关;而上新世以来新构造变形是与青藏高原快速隆升及其向东构造挤出作用有关。