巽他弧北部掸邦高原地壳变形、长期块体运动和发震过程：来自大地测量研究结果的约束（英文）

本文通过约束大地测量研究来探索掸邦高原及其周围地区现今的地壳变形和长期块体运动,以期提供该地区地球动力学和相关地震危险状况的最新状态。掸邦高原在横向上由西侧的萨干(Sagaing)断裂和东侧的红河断裂这两条主要断裂包围。其中,青藏高原地壳的韧性流挤压被认为是该夹层变形单元变形的主要因素。大地测量清楚地表明,萨干断裂和红河断裂段分别具有约18mm/a和约4～5mm/a右旋运动走滑速率。此外,掸邦高原内部断层体系大地滑移累积表现为12～13mm/a的整体左旋运动速率。我们认为相对于刚性巽他古陆,研究区域的形变分布和长期块体运动主要受区域书架型断层作用控制,其原因是掸邦高原两侧的主断裂(萨干断裂和红河断裂)存在差异性断裂活动。     

GPS观测的活动断裂滑动速率及其对现今大陆动力作用的制约

活动断裂的滑动速率是晚第四纪构造变形的定量描述 ,是制约和研究现今大陆动力过程的重要基础数据。地震地质学研究给出主要活动断裂的长期和平均运动水平 ,横跨断裂的GPS观测能够提供断裂的现今滑动速率。文中利用重大科学工程“中国地壳运动观测网络”的 10 0 0多个GPS观测站的复测数据 ,计算中国大陆主要活动断裂的现今滑动速率。发现主要活动断裂的GPS滑动速率与晚第四纪滑动速率在运动方式和运动量上是大体一致的。从GPS观测到的断层滑动速率来看 ,中国大陆的大多数活动断裂的速率都在 10mm/a之下 ,而没有类似于板块边界的大于 2 0 30mm/a的滑动速率。这种现象意味着整个中国大陆的构造变形可能是分布式的 ,而不是仅仅集中在少数几条大型活动构造带上 ,沿主要活动断裂的刚性块体滑移可能不是构造变形的主要方式。现今构造变形的分块运动图像可能只是脆性上地壳的变形方式 ,中下地壳和上地幔的运动则以连续变形为特征 ,从下部驱动脆性上地壳的变形和运动 ,使得上部地壳的变形既表现出分块特征 ,又发生块内的变形。“连续变形”理论模型能够更好地描述大陆内部的构造变形。     

维西-乔后断裂新活动特征及其与红河断裂的关系

根据野外调查结果,重点阐述了维西-乔后断裂晚第四纪活动特征,并对其与红河断裂之间的关系进行了探讨分析。维西-乔后断裂对晚新生代盆地具有明显的控制作用,右旋走滑特征明显,沿线山脊和河流表现为同步右旋位错。德胜和长邑南探槽揭示其断错了晚更新世晚期-全新世堆积。岩曲-石岩村一带Ⅱ级河流阶地和后缘洪积扇上发育长约3 km、高2.5 m左右的断层陡坎。根据洪积扇、冲沟和河流阶地位错量估算,该断裂晚更新世晚期以来右旋水平滑动速率为1.8~2.4 mm/a,垂直滑动速率为0.30~0.35 mm/a。它南与红河断裂相连,北与金沙江断裂相接,新生代以来具有与红河断裂和金沙江断裂相似的运动学特征、相同的地质演化历史和构造变形机制,是红河活动断裂的北延部分。维西-乔后断裂与红河、金沙江以及德钦-中甸-大具等断裂一起,共同构成了川滇活动块体的西部边界。      

红河断裂的GPS监测

红河断裂带(RRFZ)是一条大型的走滑断裂带,本文利用1999年和2003年的GPS观测,通过数据反演,获得在欧亚参考框架下的速度矢量图。结果表明:在欧亚框架下,东向分量平均速度为3.726mm/a;北向分量平均速度为-9.013mm/a;由北向南,各测站的北向分量速率值逐渐减小;由西向东,各测站的东向分量速率值逐渐减小;测区内呈现明显的右旋拉张走滑运动。分析表明云南红河地区地壳水平运动的特征以及断裂活动性质与构造地质相当一致。     

2017年8月8日四川九寨沟7.0级地震发震构造浅析

2017年8月8日21时19分,四川阿坝州九寨沟县发生7.0级地震,震中位于巴颜喀拉块体东边界虎牙断裂和东昆仑断裂带东段塔藏断裂交汇区域,地震构造背景较为复杂。地震导致了房屋和道路破坏、滑坡崩塌。根据高分辨率卫星影像解译、阶地坎变形的测量和测年数据得到：塔藏断裂东段晚第四纪以来以左旋走滑为主,兼逆分量,水平滑动速率为2.7~4.1 mm/yr,垂直滑动速率为0.56~0.6 mm/yr。结合此次地震的主余震分布、主震震源机制解等综合结果,初步建立了三维发震构造模型,分析认为此次地震属于走滑型地震,主破裂倾角57°~77°,发震断层可能是塔藏断裂的一条分支,是青藏高原块体向东推挤的一次地震事件。基于历史地震、活动断裂和形变观测方面的研究,巴颜喀拉块体具备显著的强震构造背景,对于该块体边界带周缘的强震活动和变形需要继续关注。     

青藏高原中部第四纪左旋剪切变形的地表地质证据

在青藏铁路的格尔木—拉萨段进行的活动断裂调查发现,在沱沱河—五道梁之间宽约150km的地段内发育了多条由北西西向次级断层左列分布构成的北西西向和北西向左旋张扭性断裂带,在断裂带之间则发育"S"型的北东向裂陷盆地和雁列分布的菱形裂陷盆地,盆地边界断裂也为左旋张扭性质。上述断裂带和裂陷带主要形成于第四纪,它们构成了宽约150km的不均匀的左旋简单剪切变形域,该变形域的整体活动性较弱,属于弱的不均匀剪切变形域。但其中的二道沟断陷盆地是个例外,该盆地边界断裂的垂直活动速率约为0 5mm/a,左旋活动速率介于0 8～1 0mm/a之间。而在整个左旋剪切变形带累计的左旋走滑速率不会超过6mm/a,它们所调节的昆仑山与唐古拉山之间的地壳南北缩短量也可能仅占总缩短量的15%～30%。上述弱剪切变形域与强烈左旋走滑的昆仑断裂系共同构成了高原中部的左旋剪切变形带,它们在印度板块与欧亚板块强烈碰撞的构造动力学背景下,起着调节青藏高原南北向缩短的重要作用。     

青藏高原东南缘德钦- 中甸断裂中北段活动性及地震危险性评估

青藏高原的隆升和向东挤出使得青藏高原内部和周缘形成一系列强烈变形的次级块体,川滇地块是其中变形最为活跃的地块。德钦 中甸断裂是川滇地块的西边界断裂之一,晚第四纪以来断裂主要表现为右旋滑动,同时发育倾滑分量。在奔子栏镇 瓦卡镇以南至中甸一带,断层发育明显的正倾滑分量,在奔子栏镇 瓦卡镇以北则发育明显的逆倾滑分量。奔子栏镇一带是断层运动特征的改变部位,也是断层宏观走向改变的部位,这些特征表明奔子栏镇更是德钦 中甸走滑断裂的枢纽部位。研究表明德钦 中甸断裂在奔子栏镇附近的古地震平均复发周期为11. 35±2. 4ka,长期滑动速率1. 3~1. 7mm/a。按照构造类比原则,奔子栏镇是德钦 中甸断裂的地震成核部位,其潜在震级下限不会低于M7,潜在地震烈度下限不会低于Ⅹ度。     

青藏高原中段活动断层运动速度及驱动机理

在大比例尺活动断层勘测调查基础上,通过测定典型断层位移和活动时代,计算重要活动断层运动速度,分析青藏高原中段地壳水平运动规律。发现青藏高原中段晚更新世～全新世发育大量iW-iWW一近EW向活动断裂,其中昆仑山活动断裂、可可西里南缘活动断裂、通天河活动断裂、崩错活动断裂、念青唐古拉山东麓活动断裂和雅鲁藏布江活动断裂水平运动速度达6～10mm／a,风火山活动断裂、乌丽活动断裂和雁石坪活动断裂水平运动速度达3～4mm／a,唐古拉山活动断裂与格仁错活动断裂水平运动速度约2mm／a。自晚更新世以来,青藏高原中段存在显著的地壳东向运动,相对于柴达木地块的地壳东向运动速度自南北两侧向中部逐步增大,至唐古拉山地区达最大值约40mm／a。青藏高原中段断裂活动、地壳运动与近SN向构造挤压及地壳内部东向水平剪切存在动力学成因联系。     

青藏高原班公-怒江缝合带现今运动状况的GPS观测研究

利用青藏高原改则地区一条跨越班公-怒江缝合带的10站GPS剖面在2007-2009年的3期流动观测资料,采用自洽的统一参考框架方法分析研究了改则地区的现今地壳差异运动,得出该区域现今地壳应变率以南北向挤压为主,量值达(104.0±28.6)×10^-9/a,同时兼有东西向拉张,量值约为(25.4±17.7)×10^-9/a。利用半无限弹性空间的断裂位错模型和GPS速度矢量的约束,反演获得班公－怒江缝合带在该地区（即改则-洞错断裂）的现今运动以右旋走滑为主,走滑速率约为(7.4±0.8) mm/a。     

川滇块体的侧向挤出问题

基于活动断裂长期平均滑动速率和GPS观测结果计算所得的中国大陆活动地块运动矢量图 ,认为青藏高原存在向东侧向挤出 ,但达不到“大陆逃逸”假说所设想的规模。高原挤出的南边界可能由一组断续、分散的右旋走滑断裂承担 ,而不像是连续、单一的喀喇昆仑 -嘉黎 -红河断裂带的样式 ,而且滑动速率较低。川滇地块是高原侧向挤出最突出的块体 ,它向南南东方向较强的挤出可能与川滇地区岩石圈强度的差异有关。     

青藏高原东南部第四纪右旋剪切运动

通过对藏东南嘉黎断裂和滇西北断裂实地考察研究，表明青藏高原南部不存在统一的边界走滑断裂。嘉黎断裂的西段位于青藏高原南部，是一个南北挤压作用下的东西向伸展构造区，发育近南北向的地堑系，嘉黎断裂西段是这些地堑之间的转换断层，具有较高的右旋走滑速率。滇西北断裂与红河断裂构成川滇菱形块体的西南边界，该块体具有向东南逃逸和顺时针旋转运动。     

Tectonics of the western margin of the Shan plateau (central Myanmar): implication for the India–Indochina oblique convergence since the Oligocene

We present new data and interpretations on the Neogene tectonics of the Shan scarp area (central Myanmar) and its relationship with the India–Indochina oblique convergence. We describe ductile and brittle fabrics associated with the major features in this area, the Mogok Metamorphic Belt (MMB), the Shan scarp and the Sagaing fault. From these data we identify a succession of two tectonic regimes. First, a dominant NNW–SSE-trending extension, marked by ductile stretching that characterizes the MMB, and associated N70E brittle normal faults. Later, from Middle or Upper Miocene to the Present, these structures were cross-cut by brittle right-lateral faults, among which the most important are the N20W transpressive Shan scarp fault zone and the N–S Sagaing fault. To explain this transition from a dominant transtensive to a transpressive stress regime, that occurred during Miocene, we place our data within a larger geodynamic context. We suggest that, like the intraplate deformation in the Indian Ocean, the end of spreading in the South China sea, the opening of the Andaman basin or the end of subduction within the Indo-Burma range, the change in the tectonic regime in central Myanmar could be in response to a major Miocene regional plate kinematic reorganization.     

Trenching exposures of the surface rupture of 2008 Mw 7.9 Wenchuan earthquake,China: Implications for coseismic deformation and paleoseismology along the Central Longmen Shan thrust fault

The May 12, 2008, Mw 7.9 Wenchuan earthquake was induced by failure of two of the major faults of the Longmen Shan thrust fault zone along the eastern margin of Tibet Plateau. Our study focused on trenches across the Yingxiu–Bichuan fault, the central fault in the Longmen Shan belt that has a coseismic surface break of more than 200 km long. Trenching excavation across the 2008 earthquake rupture on three representative sites reveals the styles and amounts of the deformation and paleoseismicity along the Longmen Shan fault. Styles of coseismic deformation along the 2008 earthquake rupture at these three sites represent three models of deformation along a thrust fault. Two of the three trench exposures reveal one pre-2008 earthquake event, which is coincident with the pre-existing scarps. Based on the observation of exposed stratigraphy and structures in the trenches and the geomorphic expressions on ground surface, we interpret the 2008 earthquake as a characteristic earthquake along this fault. The interval of reoccurrence of large earthquake events on the Central Longmen Shan fault (the Yingxiu–Beichuan fault) can be inferred to be about 11,000 years according to ¹⁴C and OSL dating. The amounts of the vertical displacement and shortening across the surface rupture during the 2008 earthquake are determined to be 1.0–2.8 m and 0.15–1.32 m, respectively. The shortening rate and uplift rate are then estimated to be 0.09–0.12 mm/yr and 0.18–0.2 mm/yr, respectively. It is indicated that the deformation is absorbed mainly not by shortening, but by uplift along the rupture during the 2008 earthquake.     

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。      

阿尔金断裂东段的构造转换模式

大型走滑断裂控制着青藏高原的变形,众多学者通过阿尔金断裂来探索青藏高原北部的构造变形过程。基于野外调查和前人的研究结果可知阿尔金断裂的滑动速率在肃北—疏勒河口段表现为三联点两侧的突降,祁连山西段的逆冲和走滑断裂吸收了阿尔金断裂的左旋位移。由于祁连山内部次级断裂活动性的增强,现存阿尔金断裂连续地表破裂终止于酒泉盆地西侧,但位于其东侧的断裂系仍属于阿尔金断裂。在Kohistan岛弧与欧亚板块碰撞之后,青藏高原沿阿尔金断裂曾发生滑动速率近一致的侧向挤出,断裂两侧此时并未发生明显的隆起。随后东昆仑造山带和祁连山造山带的先后大规模隆升,高原的北东向挤出迅速减弱。阿尔金断裂北东向挤出能力与东昆仑造山带和祁连山造山带的隆起存在明显的耦合作用。     

用陆块旋转解释藏东南渐新世—中新世伸展作用——来自点苍山及邻区变质核杂岩的证据

沿红河断裂带(RRFZ)分布的点苍山变质核杂岩是一个不完整的变质核杂岩,它由两个特征迥异的单元组成,包括被同构造二长花岗岩侵入角闪岩相构造岩组成的下盘和绿片岩相的拆离断层带。下盘岩石包括具有高温构造组合,具有指示左行走滑剪切运动方向的L型糜棱岩或LS型糜棱岩。拆离断层带是一个上盘向E到SE伸展剪切的低温剪切带,由具有剪应变和压应变的典型S-L糜棱岩构成。低温构造岩也包括发育于下盘的几个糜棱岩化似斑状二长花岗岩侵入体。变质核杂岩与西侧覆盖未变质的中生代沉积岩并置,东部受第四纪断层作用影响为沿洱海分布的更新世—全新世沉积盆地。通过对点苍山变质核杂岩的构造研究,结合邻区变质核杂岩的地质年代学及古地磁学分析,我们认为:位于东南亚红河断裂和实皆断裂带之间的扇形区域内出现的变质核杂岩与渐新世—中新世时期区域性伸展作用有关,而伸展作用是由印支地块的差异性旋转产生的,其原因是由于约33Ma开始斜向俯冲的印度板块的顺时针旋转和回退所致。     

The Holocene Activity Evidence of the Yema River-Daxue Mountain Fault in Western Qilian Mountain

Altyn Tagh fault controls the deformation characteristics of the northern margin of the Qinghai-Tibet Plateau.The sinistral slip rate of the eastern segment of the fault reduces gradually where the reduction transforms into the deformation within Qilian Mountain,forming a series of thrust faults and strike-slip faults.Among them,the Yema River-Daxue Mountain fault is one of the important structural transform faults in the study area.Based on the differences of the geometrical characteristics and activities,the fault is divided into four segments,the Yema River segment,the Shibandun segment,the Liushapo segment and the Baishitougou segment,among which the former three are Holocene active faults,and the Baishitougou segment belongs to late Pleistocene fault.The excavated trenches imply a total of 6 paleoearthquake events,and at least 4 events have occurred during Holocene,whose occurrence times are 8300±700 yr BP,6605±140 yr BP,4540±350 yr BP,2098±47 yr BP,respectively.The recurrence interval is 2600±600 yr BP that is close to the lapsed time of the last one,2098±47 yr BP,which suggests that the Yema River-Daxue Mountain fault is in a high risk of major earthquakes in the future.The vertical coseismic displacements of the four Holocene paleoearthquake events are 100 cm,42 cm,40 cm and 50 cm,respectively,the horizontal coseismic displacements are 5 m,4.5-5.5 m,5-8 m and 4-5.5 m,separately,and then the reference magnitude of the paleoearthquake events is conjectured to be M7.6±0.1.     

岷山隆起边界断裂构造活动初步研究

岷山隆起西以岷江断裂为界,东为虎牙断裂。该地区构造活动强烈,地震活动频繁,是重要活动区。岷山隆起是岷江断裂和虎牙断裂由西向东的推覆逆掩运动差异运动导致的。GPS及地质研究表明岷江断裂、虎牙断裂现今仍在活动。岷江断裂为左右旋走滑断裂,运动速度大于2mm／a;虎牙断裂整体速度2．55mm／a,断裂性质为右旋走滑断裂,而震源机制解为左旋走滑断裂。这一结果,可能与GPS观测时段、位置及断裂面结构、几何特征有关。     

印度-欧亚侧向碰撞带构造-岩浆演化的动力学背景与过程——以藏东三江地区构造演化为例

对于印度与欧亚板块的侧向碰撞带,即藏东三江地区的新生代构造分析揭示出三种不同性质的构造样式,它们形成于不同的地质时期,发育于不同的地壳层次：（1）区域规模至露头尺度上发育的具有薄皮属性的逆冲断层与推覆构造,它们广泛分布于三江地区,尤其是兰坪-思茅盆地内;（2）以红河-哀牢山断裂、澜沧江和怒江-高黎贡山断裂等为代表的区域高温型走滑韧性剪切带构造和局部发育的脆性走滑断裂构造,后者在中新生代盆地内部断裂更为发育;（3）遍布全区发育的变质核杂岩构造与地堑-半地堑盆地.区域岩浆活动性与区域构造事件的发生具有密切的时空联系.区域性递进收缩事件与走滑事件发生于碰撞过程的早期阶段,并随后伴随着早期具有岩石圈板块俯冲性质的碰撞弧高钾岩浆活动,而后期的递进伸展事件诱发了板内伸展环境中的晚期高钾岩浆活动.二者之间的碱性岩浆活动间歇期,对应着区域构造体制的转变与区域伸展作用的发生,变质核杂岩的发育与微弱的钙碱性岩浆活动是其最直接的表现.区域古地磁资料分析表明,印度-欧亚板块之间的板块相互作用、区域板块与地块的旋转以及由此所致的不同构造环境制约着各种地质事件的发生与发展.北向运动的印度板块的旋转致使三江地块在新生代演化中发生了两次规模与特点不一的地块旋转过程,即早期的大角度快速旋转和晚期的小角度慢速旋转事件.它们分别对应于早期的递进收缩变形、走滑事件和具有碰撞弧属性的碱性岩浆活动与中期的区域伸展、变质核杂岩的发育与微弱的钙碱性岩浆活动性,以及后期的递进伸展作用和晚期陆内碱性岩浆活动性.     

First tectonic-geomorphology study along the Longmu–Gozha Co fault system,Western Tibet

The Longmu–Gozha Co left-lateral strike-slip fault system (LGCF) is located in remote western Tibet, forming a triple junction with both the Altyn Tagh fault (ATF) and the Karakorum fault (KF), the two major strike-slip faults in the region. The Ashikule, Gozha Co and Longmu Co faults are clear and distinct left-stepping en-echelon faults, together forming the LGCF system. Although poorly documented, quantifying its activity remains a key problem to understand the kinematics and the tectonic history of the westernmost Tibetan Plateau. Indeed, the Karakax fault (NW segment of the ATF), LGCF and KF together control the tectonics of western Tibet which itself controls the extrusion of Tibet towards the east, with the LGCF acting as a natural boundary for eastward motion of the Tibetan Plateau due to India's northward impingement. The LGCF system shows clear and impressive morphological indications of left-lateral active shear, that we quantify using field measurements (terrestrial LIDAR) along with ¹⁰Be surface-exposure dating. Our data suggest a slip-rate < 3 mm/yr, consistent with geodetic and block model studies. While it is on the order of the Karakax fault slip-rate (~ 2 mm/yr), it is smaller than those along the ATF and KF (> 9 and > 8 mm/yr, respectively), yielding a few mm/yr of extension accommodated most likely in the Ashikule graben and surroundings, located between the ATF and Karakax faults. Numerous evidences of recent tectonic-related events are present in the vicinity, such as the 1951 volcanic eruption as well as the 2008 and 2014 Ms 7.3 Yutian earthquakes, attesting of its high activity. In addition, the LGCF's en-echelon geometry and identical direction with the ATF, as well as smaller geological offsets and lower slip-rate compared to those on the surrounding faults, suggest that this segment of the ATF may be the most recent.