青藏高原大型走滑断裂带晚新生代构造地貌生长及水系响应

大型走滑断裂带对调节印度板块和亚洲板块碰撞后产生的陆内构造变形和地貌生长起着非常重要作用。本文分析了沿青藏高原北缘主要大型左旋走滑断裂带：东昆仑、康西瓦和鲜水河-小江断裂带发育的错断地质体、大型错断水系或水系拐弯等新构造地貌特征,表明这些大型走滑断裂带在晚新生代以来发生了大规模的左旋走滑运动：前新生代地质体错位距离为80～120 km,大型水系累积的位移量可达80～90 km。根据这些走滑断裂带的长期走滑速率为8～12 mm/a,估算上述大型走滑断裂带的左旋走滑运动开始于中新世晚期：东昆仑和康西瓦断裂带左旋走滑运动开始于10±2 Ma; 鲜水河-小江断裂带甘孜-玉树段的左旋走滑运动的开始时间约为8～115 Ma。同样,如果大型水系的沿断裂带出现的大型错位或拐弯能够代表断裂带累积错位的上限,表明发源于青藏高原的黄河、金沙江、喀拉喀什河和玉龙喀什河等一级水系上游大致开始形成于9～7 Ma±。西昆仑山前盆地中河流相沉积的最早响应时间为8～6 Ma,与喀拉喀什河和玉龙喀什河等西昆仑山地区一级水系的形成时间基本一致,表明这些大型水系初始形成时间与左旋走滑构造运动的开始时间准同时。这表明中新世中晚期青藏高原构造演化发生了重要转变。     

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。     

西昆仑康西瓦断裂带西延特征及其构造意义

青藏高原西北部康西瓦走滑断裂带(Karakax fault)为一条经过长期演化且现今仍在活动的重要大型断裂带,该断裂对该地区形成演化起到至关重要的控制作用。目前大多学者们认为该断裂在东段沿喀拉喀什河谷大致呈东西走向延伸,后在其西段麻扎地区向北西方向延伸。然而,通过详细的野外地质调查在该断裂带西段的麻扎地区新发现了一条NEE-SWW向的断裂,将之命名为麻塔断裂。实测地质剖面和显微构造分析发现麻塔断裂与康西瓦断裂具有相似的几何学和运动学特征,同样经历了早期右旋逆冲的韧性走滑变形和后期左旋脆性走滑变形,理应划分为一条断裂,前者是后者自麻扎向西的延伸部分。麻塔-康西瓦断裂共同参与调节了自古生代以来板块碰撞拼合在青藏高原西北部的构造变形,现今西昆仑-帕米尔地区的构造地貌格局正是康西瓦和喀喇昆仑等大型断裂新生代活动而形成的。     

青藏高原东北缘海原断裂带晚新生代构造变形

海原断裂带是青藏高原东北缘的边界断裂带,其新生代以来丰富的构造变形样式是研究高原向北东方向扩展的天然实验室。采自断裂带上盘南华山的磷灰石裂变径迹热年代学结果、横跨海原断裂带的地震反射剖面分析揭示了海原断裂带晚新生代以来经历了先逆冲、后走滑的两阶段变形过程。海原断裂第一阶段强烈的北东方向逆冲推覆变形始于(12±3)Ma,造成了断裂上盘山体的快速隆升与断裂下盘的挠曲变形,同时,破坏了高原东北缘新生代巨型沉积盆地。海原断裂这种挤压变形代表了青藏高原在约12Ma扩展至现今高原东北部,使其成为高原东北缘的最新组成部分。约5.4Ma,海原断裂第二阶段变形以不断增加的左旋走滑分量为特征,沿断裂带所产生的左旋走滑位移被其尾端的六盘山、马东山以东西向的地壳缩短调节吸收。海原断裂上新世左旋走滑运动,可能主要是青藏高原东北缘北东向挤压变形作用后期高原东北部物质沿其主要边界断裂向东有限挤出的结果。     

秦岭南缘青川断裂新生代变形特征及其走滑运动学转换

青川断裂作为秦岭构造带南部边界断层,新生代以来受到印度-欧亚大陆碰撞产生的远场效应,发生了强烈的走滑复活,调节了青藏高原隆升和向东扩展。本文基于错断地貌测量与断裂带脆性变形的野外调查,建立了该断裂新生代2期走滑运动历史,并讨论了走滑运动学转换的大地构造意义。沿断裂带河流水系偏移地貌分析发现,主要河流的Ⅳ级支流沿断裂发生一致的右旋偏移,指示断裂右旋位错量在200~800 m;河流阶地的右旋位错量在49~62 m。野外调查发现,青川断裂发育5~100 m宽的断裂破裂带,主要由断层泥、磨砾岩、断层透镜体等组成,S-C组构发育,磨砾石旋转定向排列。断裂破碎带运动学指向记录了青川断裂2期脆性走滑变形:早期为左旋走滑活动、晚期为右旋走滑活动。结合断裂带东端汉中盆地地层时代和秦岭山地隆升时代,我们推断晚期右旋走滑运动主要发生在上新世以来,调节了碧口地块的向东挤出;而早期左旋走滑运动则很可能是对古近纪晚期青藏高原隆升和扩展的响应。     

青藏高原东南缘晚新生代川滇地体旋扭构造体系地壳变形特征的古地磁学分析

通过对川滇地体、思茅地体白垩纪、古近纪地层古地磁数据以及新生代地壳构造特征的分析,结合青藏高原东南缘GPS监测研究结果,揭示了新生代时期青藏高原东南缘地壳块体的旋转变形特征.根据古地磁数据模拟计算得出～5Ma以来哀牢山-红河走滑断裂带(ARF)受川滇地体挤压而发生弯曲变形的南北向偏移速率至少为～13.05mm/a,奠边俯左旋走滑断裂带(DBPF)西侧思茅地体内部自～5Ma以来至少存在～2.08mm/a的东西向伸展分量,而DBPF 5Ma以来的南北向平均左旋走滑速度则至少为～1.66mm/a,与现今GPS监测结果基本一致.证明鲜水河-小江左旋走滑断裂带(XXF)的左旋走滑运动虽然没有切断ARF,但是川滇地体的南向顺时针旋转挤压作用导致了断裂带的南向弯曲变形,从而吸收了部分左旋走滑速率,造成左旋走滑运动在跨过ARF传递到DBPF后走滑速率发生了突变,由～10mm/a减小于2～3mm/a.缅泰地块和思茅地体在经历了渐新世-中新世时期以高黎贡山-实楷右旋走滑断裂带和ARF为边界的东南侧向顺时针旋转挤出运动之后,自5Ma开始,至少思茅地体与川滇地体一起,以XXF和DBPF为旋转边界发生了以东喜马拉雅构造节为近似中心的旋转挤出运动.     

新生代阿尔金断裂带的演化:来自沿线盆地沉积记录的启示SCIEI北大核心CSCD

阿尔金断裂带是青藏高原自印度与欧亚大陆碰撞后向北扩展的前缘断裂,其新生代活动性对于研究青藏高原隆升与扩展过程和机制具有重要意义。近些年,运用热年代学、断裂几何学和运动学、沉积学、磁性地层学和地震学等方法对阿尔金断裂带的性质、组成结构、断裂活动时代、走滑断裂运动特征、走滑位移量和走滑速率等进行了细致的研究,而对阿尔金断裂带沿线受其控制的新生代沉积盆地的地层年代、沉积演化特征虽然也有一定研究,但往往仅限于单个盆地,缺乏对沿线盆地整体的对比认识,造成对阿尔金断裂带走滑起始时间及阿尔金山的隆升历史存在不同的认识。本文对近二十年来阿尔金断裂带沿线新生代沉积盆地的磁性地层年代与沉积相演化的研究进展进行综述,建立阿尔金断裂带沿线盆地新生代沉积序列和年代框架;辅助热年代学等资料,提出阿尔金断裂带的三阶段演化模型:始新世-中中新世,阿尔金断裂带以大幅度的走滑运动为主,同时伴随着阿尔金山小范围的隆升;中中新世开始,阿尔金山开始大规模的隆升,伴随着较少量的走滑运动;晚中新世以来,阿尔金断裂带构造活动加强。     

青藏高原东北缘海原断裂带新生代构造演化

海原断裂带作为青藏高原东北缘构造变形最显著断裂带之一,记录了青藏高原向北东扩展的构造信息。在详细的构造测量基础上,初步提出海原断裂带新生代以来的古构造应力场序列,反演了其新生代构造演化历史。详细构造解析表明,海原断裂带新生代以来主要经历了5个构造演化历史阶段,即始新世-中新世NWSE向构造伸展与沉积盆地发育、中新世晚期-上新世NNESSW向构造挤压与海原断裂带右行走滑活动、上新世末-早更新世NESW向构造挤压与强烈褶皱逆冲活动、晚更新世晚期以来ENEWSW向构造伸展与断陷盆地发育、全新世以来NESW向构造挤压作用与断裂带强烈左行走滑活动。变形分析表明海原断裂带现今地貌格局主要缘于上新世末-早更新世NESW向强烈逆冲活动,后期ENEWSW向构造挤压作用导致断裂走滑活动,并改造了局部地貌,主要表现为沿断裂带发育一系列第四纪小型拉分盆地。该带新生代构造演化研究,为探讨青藏高原东北缘新构造演化提供了具体构造证据。     

四川攀西地区晚新生代构造变形历史与隆升过程初步研究

基于TM遥感图像解译和野外调研，分析了攀西地区大渡河、安宁河深切河谷地貌特征和断裂带构造变形特征，建立了安宁河断裂带晚新生代5阶段变形历史。研究表明，中新世晚期—上新世早期，安宁河断裂以挤压走滑活动为主；上新世晚期至早更新世时期，断裂以斜张走滑活动为主，活动强度较弱；早中更新世之间发生的元谋运动使昔格达组湖相地层褶皱变形；中晚更新世时期发生断陷作用，形成安宁河两堑夹—垒的构造格局；晚更新世—全新世时期又以左旋走滑活动为主。综合安宁河、大渡河河谷地貌和晚新生代地层记录和变形特征，提出了攀西高原晚新生代4阶段隆升模式：中新世早中期(12Ma之前)以缓慢隆升与区域夷平化作用为主，中新世晚期—上新世早期(12～3．4Ma)是高原快速隆升与河流强烈下切的时期，上新世晚期—早更新世(3．4～1.1Ma)为昔格达湖盆发育时期，中晚更新世—全新世(1．1Ma以来)是高原快速隆升与河谷阶地发育时期。最后指出，至上新世晚期(3．4Ma以前)，攀西高原海拔高度可能超过了3000m。     

郯庐断裂带北段构造特征及构造演化序列

根据大量野外地质调查和盆地地震资料分析,认为郯庐断裂北段在中-新生代发生多期不同性质的活动,形成各具特色的构造变形现象。密山县知一镇敦密断裂韧性剪切带具有左旋走滑特征,其中黑云母~(40)Ar/~(36)Ar-~(39)Ar/~(36)Ar等时线年龄为161±3Ma,是郯庐断裂带被利用发生第二期左旋走滑运动并向北扩展到中国东北-俄罗斯远东地区的产物。四平市叶赫乡佳伊断裂带中负花状断裂形成于早白垩世早中期,是郯庐断裂北段在早白垩世遭受左旋走滑-拉张作用的典型代表。四平市石岭镇佳伊断裂大型走滑-逆冲断褶带、桦甸县敦密断裂"逆地堑"、沈阳-哈尔滨逆冲断裂形成于晚白垩世嫩江运动-晚白垩世末期,这一时期脆性右旋走滑-逆冲事件规模大,影响范围广,导致整个郯庐断裂北段遭受到强烈改造。佳伊断裂带和敦密断裂带中古近纪盆地在横剖面上呈不对称地堑,并且不对称地堑沿断裂带走向发生断、超方向左右变位,是郯庐断裂带北段在古近纪时受右旋走滑、伸展双重机制控制的产物。根据郯庐断裂带北段中-新生代不同地质时期变形特征,建立了郯庐断裂北段构造演化序列。即郯庐断裂北段构造演化分为左旋韧性剪切(J_2末期)、左旋张扭(K_1早中期)、右旋压扭(K_2晚期-末期)、右旋走滑断陷(E)和构造反转(E_3末期)五个阶段。其演化历史主要受控于环太平洋构造域的构造作用。     

阿尔金断裂新生代大规模走滑起始时间的厘定

至今仍在活动的阿尔金左旋走滑断裂构成了青藏高原地质意义上的北界,是世界上规模最大、也是最重要的巨型断裂之一,其新生代的快速走滑是吸收印藏碰撞变形的重要途径.对其新生代大规模走滑的起始时间目前尚无一个统一认识,主要受其本身复杂性的限制,也很难找到一个确切的直接证据来限定其走滑时间.本文从阿尔金断裂走滑作用相关的一系列地质现象入手,从多个角度综合阐述这一科学问题,包括柴达木盆地西缘的物源变化、塔里木盆地东南缘走滑挤压挠曲盆地的形成、青藏高原北缘上地壳强烈的NE-SW向缩短变形、走滑相关盆地的形成以及与走滑断裂相伴生的线性隆起形成等等.结果表明与阿尔金断裂左旋走滑相关的地质现象大量出现在中中新世以后,约束得出阿尔金断裂新生代大规模的走滑始于约15±2Ma.此外还分析了本文结果所得出的阿尔金断裂新生代长期滑移速率与实测第四纪滑移速率相互矛盾的原因,并讨论了阿尔金断裂左旋走滑与阿尔金山的隆升以及青藏高原东北缘在中中新世的构造应力转换之间的关系.     

柴达木盆地北缘第四纪左旋斜冲推覆构造运动

柴达木盆地北缘第四纪发育比较强烈的左旋斜冲构造运动,形成长达百余公里、宽度超过30km的大型推覆构造,由斜冲断层、逆冲岩席和褶皱构造等组成。根据野外观测相关资料,柴达木盆地北缘第四纪发生两期构造变形： 早更新世不同规模的逆冲岩席如中新元古代中深变质岩、古生代浅变质岩与中生代沉积地层沿北西西－北西向断层发生左旋斜冲构造运动,导致下伏中新统和上新统湖相沉积地层强烈褶皱变形,上覆不同规模的逆冲岩席; 晚更新世中晚期构造运动导致中晚更新世砾石层发生宽缓褶皱变形。估算柴达木盆地北缘第四纪斜冲推覆构造运动产生的最小缩短量约为 17～18km,平均缩短速率约为 6.6～6.9mm/a。柴达木盆地北缘第四纪斜冲推覆构造运动是青藏高原北部新生代逆冲推覆构造运动自南向北扩展迁移的重要表现形式。     

Late Quaternary activity and dextral strike-slip movement on the Karakax Fault Zone, northwest Tibet

Field observations and interpretations of satellite images reveal that the westernmost segment of the Altyn Tagh Fault (called Karakax Fault Zone) striking WNW located in the northwestern margin of the Tibetan Plateau has distinctive geomorphic and tectonic features indicative of right-lateral strike-slip fault in the Late Quaternary. South-flowing gullies and N–S-trending ridges are systematically deflected and offset by up to ~ 1250 m, and Late Pleistocene–Holocene alluvial fans and small gullies that incise south-sloping fans record dextral offset up to ~ 150 m along the fault zone. Fault scarps developed on alluvial fans vary in height from 1 to 24 m. Riedel composite fabrics of foliated cataclastic rocks including cataclasite and fault gouge developed in the shear zone indicate a principal right-lateral shear sense with a thrust component. Based on offset Late Quaternary alluvial fans, ¹⁴C ages and composite fabrics of cataclastic fault rocks, it is inferred that the average right-lateral strike-slip rate along the Karakax Fault Zone is ~ 9 mm/a in the Late Quaternary, with a vertical component of ~ 2 mm/a, and that a M 7.5 morphogenic earthquake occurred along this fault in 1902. We suggest that right-lateral slip in the Late Quaternary along the WNW-trending Karakax Fault Zone is caused by escape tectonics that accommodate north–south shortening of the western Tibetan Plateau due to ongoing northward penetration of the Indian plate into the Eurasian plate.     

Displacement and timing of left-lateral faulting in the Kunlun Fault Zone,northern Tibet,inferred from geologic and geomorphic features

The E-W to WNW-ESE striking Kunlun Fault Zone, extending about 1600 km, is one of the large strike-slip faults in the northern Tibet, China. As a major strike-slip fault, it plays an important role on the extrusion of Tibet Plateau in accommodating northeastward shortening caused by the India-Asia convergence. However, the time of initiation left-lateral faulting of the Kunlun Fault Zone is still largely debated, ranging from the Middle to Late Triassic (240–200 Ma) to early Quaternary (2 Ma). We document displaced basement rocks and geomorphic features along the Kunlun Fault Zone, based on tectono-geomorphic interpretation of satellite remote sensing images and field geologic and geomorphic observations. Our results show that the largest cumulative offset of basement rocks is likely to be 100 ± 20 km. Meanwhile, a series of pull-apart basins (Kusai, Xiugou and Tuosu lake basins) and pressure ridges (East Deshuiwai and Maji Snow Mountains), each 45–70 km long and ∼8–12 km wide, are developed along the Kunlun Fault Zone, which resulted from long-term tectono-geomorphic growth since the Late Miocene or Early Pliocene. Geologic evidence indicates that the Kunlun Fault Zone had a long-term slip rate of ca.10 mm/yr during the late Quaternary. This slip rate is similar to that shown by present-day GPS measurements. Thus, we estimate that the Kunlun Fault Zone probably began left-lateral faulting at 10 ± 2 Ma based on a total displacement of 100 ± 20 km, and assuming a constant long-term slip rate of ca.10 mm/yr for several millions of years. And this timing constraint on initiation of left-lateral faulting of the Kunlun Fault Zone is consistent with widespread tectonic deformation which occurred in the Tibetan Plateau.     

滇西哀牢山-点苍山形成的构造和地貌过程*

青藏高原东南边缘规模最大的一条新生代走滑剪切带沿云南滇西的哀牢山-点苍山山脉分布。构造和地貌证据表明,该山脉的形成可能经历了4个阶段:第1阶段发生在中新世早中期(22~17百万年),以差异性大规模的隆升为特征,同时伴随着剥蚀,成因是剪切带的左行走滑运动;第2 阶段发生在20~10百万年,以区域性侵蚀为特征,山体的大部分与周边地体同时被夷平;第3阶段发生在中新世中晚期(13~9百万年),以区域性隆升和河流快速下切为特征,差异性的侵蚀导致山体雏形的形成;第4阶段始于晚新生代(5百万年),以差异性隆升为特征,其中, 点苍山的隆升是构造成因, 而哀牢山山体的形成可能与红河的下切相辅相成,有限的隆升是地壳发生均衡反弹造成的。     

郯庐断裂带构造演化的同位素年代学制约

近年来在郯庐断裂带内获得了大量的同位素年龄,为了解该断裂带的演化规律与相关动力学过程提供了有效的制约。该断裂带早期走滑构造带内给出了238～236 Ma的白云母 40Ar/39Ar 变形年龄,指示其起源于华北与华南克拉通碰撞过程的深俯冲阶段,支持其造山期陆内转换断层成因观点。其晚中生代走滑韧性剪切带内已获得的较大白云母 40Ar/39Ar冷却年龄为162～150 Ma,表明其再次左行平移发生在晚侏罗世初或中 晚侏罗世之交,出现在区域压扭性动力学背景下。这一事件应代表了中国东部滨太平洋构造域的开始时间。已获得的一系列断裂带内岩体与火山岩锆石LA ICPMS年龄显示,该断裂带内伸展性背景下最早的岩浆活动时间为136 Ma。而断裂带所控制的断陷盆地内地层时代表明其伸展活动发生在早白垩世初（约145 Ma）。这应指示了中国东部转变为伸展性动力学背景的时间。该断裂带一系列长石40Ar/39Ar年龄与磷灰石裂变径迹年龄,显示其在晚白垩世与古近纪仍处于伸展活动之中。     

Late Cretaceous‐Cenozoic Multi‐Stage Denudation at the Western Ordos Block: Constraints by the Apatite Fission Track Dating on the Langshan

The apatite fission track dating of samples from the Dabashan(i.e., the Langshan in the northeastern Alxa Block) by the laser ablation method and their thermal history modeling of AFT ages are conducted in this study. The obtained results and lines of geological evidence in the study region indicate that the Langshan has experienced complicated tectonic-thermal events during the the Late Cretaceous-Cenozoic. Firstly, it experienced a tectonic-thermal event in the Late Cretaceous(~90–70 Ma). The event had little relation with the oblique subduction of the Izanagi Plate along the eastern Eurasian Plate, but was related to the Neo-Tethys subduction and compression between the Lhasa Block and Qiangtang Block. Secondly, it underwent the dextral slip faulting in the Eocene(~50–45 Ma). The strike slip fault may develop in the same tectonic setting as sinistral slip faults in southern Mongolia and thrusts in West Qinling to the southwest Ordos Block in the same period, which is the remote far-field response to the India-Eurasia collision. Thirdly, the tectonic thermal event existed in the late Cenozoic(since ~10 Ma), thermal modeling shows that several samples began their denudation from upper region of partial annealing zone(PAZ), and the denudation may have a great relationship with the growth of Qinghai-Tibetan Plateau to the northeast. In addition, the AFT ages of Langshan indicate that the main body of the Langshan may be an upper part of fossil PAZ of the Late Cretaceous(~70 Ma). The fossil PAZ were destroyed and deformed by tectonic events repeatedly in the Cenozoic along with the denudation.     

RESEARCH PROGRESS OF ALTYN FAULT IN WESTERN CHINA

RESEARCH PROGRESS OF ALTYN FAULT IN WESTERN CHINATheresearchisfundedbyNSFC (No.4 9772 157)