从地球物理场信息探讨阿尔金断裂带东北尾端效应和延伸

据区域地球物理资料分析,阿尔金—祁连山弧形巨型重力梯级带展布在青藏高原东北边缘,构成青藏地块与塔里木、华北地块的分界,NEE向密集重力梯级带反映出阿尔金断裂带呈左行走滑兼有逆冲;祁连山西段NWW向弧形重力高、重力低相间分布,反映出祁连造山带内挤压推覆、逆冲叠置、盆山耦合的构造格局;在敦煌—金塔之间,基于阿尔金左行走滑断裂带东北段存在尾端效应,产生一系列与NEE向走滑断裂伴生的NNE向拉分断陷盆地,大陆碱性玄武岩充填在拉分空间,引起与重力低对应的磁异常;由于能量的消减和转换致使阿尔金断裂终止于金塔盆地花海断陷,向东并未延伸。     

阿尔金断裂两侧早古生代沉积建造与构造演化

阿尔金断裂两侧地质体能否对比,是中国西部地质领域里的重大科学问题,长期存在争议。以沉积建造和地质构造为基础,结合古生物和古地磁资料,对比分析早古生代阿尔金断裂两侧地质特点,认为早古生代阿尔金断裂两侧的岩相古地理及其他地质特征都具有很大差别:1）早寒武世塔里木陆块主要是伸展环境,缺少火山活动,祁连地区主要是收缩环境,发育火山活动;中寒武世塔里木北缘深水盆地里普遍出现含磷钒铀沉积,祁连地区主要形成火山岩及蛇绿岩;寒武纪中晚期柴达木北缘出现红色泥岩建造,而塔里木无论是盆地区还是盆地边缘,均缺少这套沉积;奥陶纪,祁连地区继承寒武纪构造特点,塔里木则转化为收缩环境;志留纪,塔里木南北两侧形成弧后扩张盆地,祁连地区俯冲作用基本消失,南祁连形成弧后海相前陆盆地。2）寒武纪至奥陶纪塔里木、柴达木、祁连地区生物分别具有亚—奥生物区、华北生物区和华北与华南型混生特点;中晚志留世塔里木和祁连地区分别为温带和亚热带—温带生物特点。3）寒武纪塔里木、柴达木—中祁连及阿拉善等陆块位于南半球低纬度地区;奥陶纪塔里木明显南移,阿拉善、柴达木徘徊在赤道附近;志留纪到泥盆纪,塔里木北移大于33°,柴达木与阿拉善分别北移约5°和10°;各陆块有明显不同的运动轨迹。4）寒武纪阿尔金地块漂浮于阿尔金洋中,寒武纪晚期开始阿尔金洋向两侧陆块俯冲后消亡。因此,早古生代阿尔金断裂两侧具有完全不同的岩相古地理特征,应当使用不同的思路和方法进行资源勘查。     

龙门山均衡重力异常及其对青藏高原东缘山脉地壳隆升的约束

青藏高原东缘处于不均衡状态，自西而东可分为青藏高原弱负均衡重力异常区、龙门山正均衡重力异常区和四川盆地负均衡重力异常区，表明该区的不均衡状态并未导致Airy均衡运动的产生，即龙门山没有均衡下降，而处于不断的隆升状态，显示该地区反均衡运动的构造抬升是导致龙门山隆升的主因。本次采用似三度体重力异常计算方法对该区的正均衡重力异常进行模拟和反演，研究了大尺度地貌分异与均衡重力异常分区之间的相互关系，结果表明，龙门山的下地壳顶面抬升了11．2～12．6km，造成了龙门山的正均衡异常，揭示了构造抬升和剥蚀作用在相似的时间尺度上和空间尺度上控制着龙门山地貌的形成，龙门山的表面隆升是构造隆升和剥蚀作用相叠加的产物。     

柴达木盆地断裂体系划分及其成盆动力学意义

断裂体系是具有成生联系的各项不同产状、不同等级、不同性质和不同序次的断层组合,柴达木盆地受到印度、西伯利亚和太平洋三大板块的共同影响,围绕中部刚性基底周边发育北部祁连山、南部东昆仑山及西部阿尔金山三大断裂体系,每个断裂体系都是由主要断裂及其伴生的断层相关褶皱组成三排波浪式冲断构造,低序次断层及其相关褶皱呈斜列式分布于其间,整个盆地可以看成三大断裂体系叠合的产物,其根本动力学背景是柴达木地块受到南部印度板块向北挤压、北部阿拉善地块的阻挡及东侧华北板块和西侧塔里木板块的侧滑而形成的力偶环境,结合平衡剖面分析结果提出盆地发展经历了早—中侏罗世南北向拉张、新生代多次幕式挤压并叠加东西向侧向走滑、并于第四纪形成现今的构造面貌的发展历史。     

阿尔金构造带及其对塔里木和柴达木盆地的影响

文章阐述阿尔金构造带特征、构成成分、性质以及隆起时间,并从阿尔金构造带的不均衡隆起和左行扭动,论证了其对塔里木盆地和柴达木盆地所产生的影响,对两大含油气盆地的对比研究是十分有益的。     

青藏高原北缘新构造运动特征

ＮＥＥ向阿尔金主断裂带的新构造运动以左旋压扭性活动为特征，仅西端发育张性构造，并可划分出两期变形，新构造运动强度在时间上自上新世晚期开始至第四纪断裂活动强度增大，在空间上自ＳＷＷ向ＮＥＥ方向断裂活动强度逐渐减弱；柴达木北缘的新构造运动可划分为两期，其主要构造特征表现为向柴达木盆地逆冲的前进式叠瓦道冲带，柴达木盆地第四纪时的北界相对于第三纪时的北界向南迁移了数十公里；河西走廊盆地的新构造运动主要表现为盆地边缘断裂的逆冲兼走滑，盆地接受新生代沉积、盆地内第三系的轴面南倾的褶皱；ＮＥＥ向阿尔金主断裂带与其南侧的ＮＷＷ向断裂带是在统一构造应力场作用下相互协调、同时活动的两组关系紧密的构造带，两者的共同活动构成了断块运动。     

阿尔金断裂研究的科学问题与研究思路

摘 要　 阿尔金断裂是青藏高原的西北边界,分隔了塔里木与柴达木盆地,是新生代中亚大 陆内一条重要的走滑断裂带,目前已成为中、外地学界瞩目的研究热点。作者阐明了在该项 研究中应解决的３个科学问题,并提出了研究思路：（１） 关于断裂形成时代的研究,目前存 在３种不同认识。其一,认为早古生代阿尔金断裂就已存在,强调自早古生代以来断裂的多 期活动;其二,认为断裂从华力西—印支期就开始活动;其三,作者根据柴达木盆地中由于 阿尔金断裂左行走滑而引起的 “反犛型” 同沉积构造的雏型从始新世晚期才开始出现,因而 认为阿尔金断裂从始新世晚期才开始出现,解决这一问题需要查明断裂带内出露的不同时代 的地层岩块究竟属于原地岩块还是异地岩块？同时应对断裂本身进行变形年代学研究;（２） 断裂运动学特征的研究。这关系到断裂两侧原有构造带、地块和原型盆地的构造复位问题, 作者认为通过断裂旁侧牵引构造形成的过程来研究断裂运动学演化的特征是一重要途径;（３） 断裂对中国西北大陆构造的影响。这３个科学问题的解决,对于重新认识中国西北大陆构造 的格架,对于中国西北地区找油勘探的战略部署都有重要意义。     

青藏高原北部的碰撞造山及深部动力学——中法地学合作研究新进展

本文展示了中法1995～2000年青藏高原北部地学研究的如下主要新进展：①完成8000km长的青藏高原北部及中部天然地震岩石圈探测剖面，确定若干条岩石圈断裂，发现与新生代火山喷发有关的青藏高原中部深处的低速、低密度体，塔里木地块俯冲于阿尔金山之下；②提出阿尔金断裂形成于220～240Ma和左行平移400km的科学依据及确定其新生代变形量；③确定祁连南缘350km长的高压-超高压变质带，提出其可能代表早古生代时期北中国板块与扬子板块之间西部界限的新认识；④根据加里东期蛇绿岩、花岗岩及俯冲杂岩带的新发现，初步建立了古碰撞造山格架；⑤提出高原隆升的“地幔底辟和内向陆内俯冲”的新假设。     

从德令哈地震分析青藏高原北缘东段的深部构造活动

在祁连山南北布设的10台REFTEK宽频地震仪器记录到了2003年4月发生在仪器台阵范围内的6．7级地震及其数十次余震,提供了研究青藏高原北缘深部构造的新资料,对3级以上震源的定位和震源机制研究结果表明,柴达木盆地北缘逆冲左行走滑断裂东段的宗务隆山逆冲断裂在南北挤压作用下引发了此次地震活动,是陆陆碰撞和内陆俯冲的结果,青藏高原北缘的走滑断裂在浅部呈缓倾斜,深部往往以较陡的产状向下延伸。震源区的构造分析证实了印度板块岩石圈的超深俯冲作用对高原北缘的影响,受南北向应力作用影响形成的走滑断裂近东西向的位移目前仍很剧烈。     

柴达木盆地西部中—新生代沉积构造演化

通过柴达木盆地西部茫崖-赛什腾山地表地质、航磁、重力、大地电磁测深和地震资料的综合分析,认为柴达木盆地夹持在昆北地块与赛什腾构造带之间,其中包括柴达木地块与祁连地块南缘2个一级构造单元和昆北地体北缘,柴达木盆地,赛什腾构造带和祁连地块南部的苏干湖盆地等4个二级构造单元。盆地的总体结构表现为东昆仑山和祁连山相向向盆地挤压对冲,盆地中部沉降的构造格局。盆地内部的构造样式以自盆地边缘至中心以此形成背斜构造为显著特征,背斜两翼多发育逆断层,构成“两断夹-隆”的构造格局。挤压应力主要来自南西方向、北东方向起阻挡作用。在两侧造山带的强烈挤压作用下,侏罗纪时期在祁连造山带南缘形成并不典型的前陆盆地,古近纪至新近纪时期则在祁连造山带与昆仑造山带之间形成双侧前陆盆地,第四纪属挤压坳陷盆地。     

Lithospheric structure and dynamic processes of the Tianshan orogenic belt and the Junggar basin

Located at the center of the Eurasian continent and accommodating as much as 44% of the present crustal shortening between India and Siberia, the Tianshan orogenic belt (TOB) is one of the youngest (<20 Ma) and highest (elevation>7000 m) orogenic belts in the world. It provides a natural laboratory for examining the processes of intracontinental deformation. In recent years, wide angle seismic reflection/refraction profiling and magnetotelluric sounding surveys have been carried out along a geoscience transect which extends northeastward from Xayar at the northern margin of the Tarim basin (TB), through the Tianshan orogenic belt and the Junggar basin (JB), to Burjing at the southern piedmont of the Altay Mountain. We have also obtained the 2D density structure of the crust and upper mantle of this area by using the Bouguer anomaly data of Northwestern Xinjiang. With these surveys, we attempt to image the 2D velocity and the 2D electric structure of the crust and upper mantle beneath the Tianshan orogenic belt and the Junggar basin. In order to obtain the small-scale structure of the crust–mantle transitional zone of the study area, the wavelet transform method is applied to the seismic wide angle reflection/refraction data. Combining our survey results with heat flow and other geological data, we propose a model that interprets the deep processes beneath the Tianshan orogenic belt and the Junggar basin.Located between the Tarim basin and the Junggar basin, the Tianshan orogenic belt is a block with relatively low velocity, low density, and partially high resistivity. It is tectonically a shortening zone under lateral compression. A detachment exists in the upper crust at the northern margin of the Tarim basin. Its lower part of the upper crust intruded into the lower part of the upper and the middle crust of the Tianshan, near the Korla fault; its middle crust intruded into the lower crust of the Tianshan; and its lower crust and lithospheric mantle subducted into the upper mantle of the Tianshan. In these processes, the mass of the lower crust of the Tarim basin was carried down to the upper mantle beneath the Tianshan, forming a 20-km-thick complex crust–mantle transitional zone composed of seven thin layers with a lower than average velocity. The thrusting and folding of the sedimentary cover, the intrusive layer in the upper and middle crust, and the mass added by the subduction of the Tarim basin into the upper mantle of the Tianshan are probably responsible for the crustal thickening of the Tianshan. Due to the important mass deficiency in the crust and the upper mantle of the Tianshan, buoyancy must occur and lead to rapid ascent of the Tianshan.The episodic tectonic uplift of the Tianshan and tectonic subsidence of the Junggar basin are closely related to the evolution of the Paleozoic, Mesozoic, and Cenozoic Tethys.     

阿尔金山及邻近地区深部地电结构探讨

探讨了阿尔金山、柴达木盆地、塔里木盆地的深部地电结构特征和各构造单元之间的地电接触关系。指出阿尔金隆起、柴达木和塔里木盆地地壳深部存在壳内高导层。塔里木盆地东南部和柴达木盆地百北部均存在规模较大的逆掩推覆构造，它们的形成、发展和阿尔金断裂系的构造演化密切相关。     

天山地震活动区的深部构造特征

以地壳介质的Ｐ波速度分布和导电性为基础，描述了天山地区几个主要地震活动区域深部构造特征，地震大都发生在地壳内不同速度块体之间的过渡带附近；沿着天山的南缘和毗邻塔里木盆地的西昆仑、阿尔金等山前地带，壳内高导层由北向南、由东向西逐渐加深并增厚，它们与所在地区震源深度的分相相吻合。这种不稳定的地壳结构有长期受力情况下非常容易发生形变甚至破裂而引发地震。     

Paleozoic and Mesozoic Basement Magmatisms of Eastern Qaidam Basin,Northern Qinghai‐Tibet Plateau: LA‐ICP‐MS Zircon U‐Pb Geochronology and its Geological Significance

The eastern margin of the Qaidam Basin lies in the key tectonic location connecting the Qinling, Qilian and East Kunlun orogens. The paper presents an investigation and analysis of the geologic structures of the area and LA-ICP MS zircon U-Pb dating of Paleozoic and Mesozoic magmatisms of granitoids in the basement of the eastern Qaidam Basin on the basis of 16 granitoid samples collected from the South Qilian Mountains, the Qaidam Basin basement and the East Kunlun Mountains. According to the results in this paper, the basement of the basin, from the northern margin of the Qaidam Basin to the East Kunlun Mountains, has experienced at least three periods of intrusive activities of granitoids since the Early Paleozoic, i.e. the magmatisms occurring in the Late Cambrian (493.1±4.9 Ma), the Silurian (422.9±8.0 Ma-420.4±4.6 Ma) and the Late Permian-Middle Triassic (257.8±4.0 Ma-228.8±1.5 Ma), respectively. Among them, the Late Permian - Middle Triassic granitoids form the main components of the basement of the basin. The statistics of dated zircons in this paper shows the intrusive magmatic activities in the basement of the basin have three peak ages of 244 Ma (main), 418 Ma, and 493 Ma respectively. The dating results reveal that the Early Paleozoic magmatism of granitoids mainly occurred on the northern margin of the Qaidam Basin and the southern margin of the Qilian Mountains, with only weak indications in the East Kunlun Mountains. However, the distribution of Permo-Triassic (P-T) granitoids occupied across the whole basement of the eastern Qaidam Basin from the southern margin of the Qilian Mountains to the East Kunlun Mountains. An integrated analysis of the age distribution of P-T granitoids in the Qaidam Basin and its surrounding mountains shows that the earliest P-T magmatism (293.6-270 Ma) occurred in the northwestern part of the basin and expanded eastwards and southwards, resulting in the P-T intrusive magmatism that ran through the whole basin basement. As the Cenozoic basement thrust system developed in the eastern Qaidam Basin, the nearly N-S-trending shortening and deformation in the basement of the basin tended to intensify from west to east, which went contrary to the distribution trend of N-S-trending shortening and deformation in the Cenozoic cover of the basin, reflecting that there was a transformation of shortening and thickening of Cenozoic crust between the eastern and western parts of the Qaidam Basin, i.e., the crustal shortening of eastern Qaidam was dominated by the basement deformation (triggered at the middle and lower crust), whereas that of western Qaidam was mainly by folding and thrusting of the sedimentary cover (the upper crust).     

龙门山大地电磁深部结构及汶川地震(MS 8.0)

2008年5月12日汶川发生的MS 8.0地震使四川、甘肃和陕西等省遭受重大人员伤亡及财产损失,本文通过震前完成的穿过龙门山构造带中段的松潘中江大地电磁测深剖面的反演解释,揭示了龙门山构造带及其两侧松潘甘孜褶皱带、川西前陆盆地地壳内部30 km深处电性结构。龙门山构造带东侧四川盆地为上部较厚低阻沉积盖层之下存在连续稳定高阻的扬子基底特征,而以西的松潘甘孜褶皱带分上部和下部两部分,上部为高阻古生界夹低阻中新生界,下部（中下地壳）呈连续低阻层,推测可能存在一个连续稳定的壳内高导层。而龙门山恰好是青藏高原与扬子地台联合作用的结果,形成了上部高阻及下部基底高阻,中间夹西倾低阻带,低阻带最厚10 km,其深度从地表10 km连续向西延伸至20 km深处,与松潘甘孜褶皱带15～20 km的低阻层相连。这个异常低阻带可能是松潘甘孜地块向东向上移动的传输带,北川映秀断层逆冲分量显然大于右行走滑分量,因此汶川地震属于右行平移-逆冲断裂型地震。     

阿尔金山北段阿克塞—当金山口一带新生代山体抬升和剥蚀的裂变径迹证据

阿尔金山北段阿克塞—当金山口一带的裂变径迹测年证据表明,该地区于9～7 Ma以来发生过快速抬升和剥蚀,并且一直持续形成了现今所见的阿尔金山。新生代以来至少经历了三次抬升:早期43.6～24.3Ma、中期19.6～13.6 Ma、晚期9～7 Ma。抬升速率先缓慢、后相对快速,9～7 Ma以来的抬升速率为0.94 mm/a。晚期的构造拾升可能与阿尔金断裂带左行走滑活动有关,而与相邻的柴达木盆地北缘地区的构造抬升并不一致。     

利用天然地震震相探讨阿尔金地区地壳结构

本文利用阿尔金地区的宽频地震数据,对布设在该区的１０个宽频地震台站用接收函数方法进行了速度结构反演,反演的初步结果发现,若至花土沟剖面在２０ｋｍ深度处有一条厚度达５～１０ｋｍ的低速带断续出现,莫霍界面呈台阶状展布,北部浅,南部深;塔里木盆地南缘的地壳厚度为４０～４２ｋｍ左右;在阿尔金南,北缘断裂两侧台站下方莫霍深度的错断约６．５～８ｋｍ,在柴达木盆地北缘,莫霍面的深度达５０ｋｍ以上,Ｓ波速为４．５     

A DEEP SEISMIC REFLECTION PROFILE ACROSS ALTUN FAULT BELT

A DEEP SEISMIC REFLECTION PROFILE ACROSS ALTUN FAULT BELTtheNationalkeyfoundationresearchanddevelopmentplanfund(G19980 40 80 0 )     

新生代阿尔金断层中、东段右行走滑特征

从柴达木、准噶尔、塔里木3个地块近4个古地磁样品中得出的古纬度数据表明,新生代阿尔金断层中、东段的右行走滑特征明显。白垩纪以来,新疆板块相对柴达木地块向北移动了0.6°-5.4°。据此将断裂两侧各地块复原到白垩纪末的位置,天山-北山地体与祁连山地体相联,柴达木地体成为塔里木地体的东延部分。     

原特提斯洋的俯冲、增生及闭合:阿尔金-祁连-柴北缘造山系早古生代增生/碰撞造山作用

分布在青藏高原北缘的阿尔金-祁连-柴北缘早古生代造山系被认为是原特提斯构造域最北部的构造拼合体。与其北侧具有长期增生历史的中亚造山系相比,特提斯造山拼合体被认为是各种来自冈瓦纳大陆北部大陆块体相互碰撞的产物。然而,与典型的阿尔卑斯和喜马拉雅碰撞造山带相比,阿尔金-祁连-柴北缘早古生代造山系包括有大量蛇绿岩、弧岩浆杂岩、俯冲-增生杂岩等,因此一些学者认为青藏高原北部的早古生代造山系为沿塔里木和华北克拉通边界向南逐渐增生的增生型造山带。但是,增生造山模式又很难解释南阿尔金-柴北缘地区普遍存在的与大陆俯冲有关的UHP变质岩、广泛分布的巴罗式变质作用和相关的岩浆作用,以及与碰撞造山有关的变形构造等。在本文中,通过对已有研究资料的综合总结,结合一些新的研究资料,我们提出在青藏高原东北缘的阿尔金-祁连-柴北缘造山系中,早古生代时期存在两种不同类型的造山作用,即增生和碰撞造山作用,其主要标志是北祁连-北阿尔金的HP/LT变质带、蛇绿混杂岩及与洋壳俯冲有关的构造岩浆作用,以及分布在柴北缘-南阿尔金与大陆俯冲和陆陆碰撞有关的UHP变质带、区域巴罗式变质作用、深熔作用、相关的岩浆活动及伸展垮塌作用等,并建立了一个反映原特提斯洋俯冲、增生、闭合及碰撞造山作用的构造模式。