阿尔金断裂：几何学、性质和生长方式

中央造山带范围内的诸多新元古代晚期-早古生长代蛇绿岩带可视为一个系统--昆祁秦缝合系。大致可分西、中、东3段。西段包括库地-苏巴什和麻扎-康西瓦2条缝合带及西昆中微地块；中段包括阿尔金、北祁连、柴达木北缘、祁漫塔格-乌妥及东昆仑南缘5条缝合带和中-南祁连、柴达木、阿牙克库木及玛沁4个较大的微地块及诸多较小的微地块；东段为商丹缝合带和勉略缝合带及其所夹持的秦中-大别微地块。昆祁秦缝合是Rodinia超大陆经历了早-中震旦世（约780-600Ma）初期裂解阶段，晚震旦世-奥陶纪（约600-440Ma）昆祁秦多     

初论尾祁秦缝合系

阿尔金断裂具有线性与弧形相叠加的几何学特征及强烈的时空不均一性，阿尔金断裂是一条同时具有逆冲、左行走滑和正滑复杂力学性质的巨型断裂系。走滑作用和正滑作用的主要时期分别为白垩纪-新生代和上新世一第四纪，逆冲作用则是晚古生代以来一直起主导作用的变形事件（大约305Ma以来）。阿尔金断裂的形成与其两侧地块的强烈不均一变形（阿尔金山腹地以收缩变形为主，祁连地块以逆冲扩展为主）有关，它经历了分段破裂、逐段连接和逐渐扩展的动力学过程，其形成与祁连地块中的上叠式逆冲序列和青藏高原隆升同步，随着自南而北逆冲扩展和青藏高原     

THE GROWTH MODE OF ALTUN FAULT AND IT'S DYNAMICS

THE GROWTH MODE OF ALTUN FAULT AND IT'S DYNAMICS     

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     

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。     

塔西北柯坪剪切挤压构造

塔里木西北的柯坪地区存在着再变形的逆冲岩席。研究表明塔里木盆地西北边界断层－阿合奇断层为一巨型左行走滑断层。它在新生代的总走滑量达３０４ｋｍ,具有与塔里木盆地东南边界阿尔金断层相同量级的走滑量。阿合奇断层与阿尔金断层造成了阿合奇－西昆仑－西南塔里木－阿尔金断层剪切挤压构造系统。     

斜向逆冲断层相关褶皱的正演模型与实例分析

斜向逆冲作用在自然界普遍存在,研究斜向逆冲断层相关褶皱的构造几何学特征,识别断层相关褶皱是否存在斜向逆冲有重要意义。文章采用Trishear 4.5、Gocad以及Trishear3D软件构建一系列不同滑移量的断层转折褶皱和断层传播褶皱的二维正演剖面,通过连接一系列不同排列方式的二维剖面建立了三种不同逆冲滑移方向的断层转折褶皱和断层传播褶皱的假三维模型,通过不同假三维模型的比较分析来探讨斜向逆冲断层相关褶皱的构造几何学特征。研究发现,斜向逆冲断层相关褶皱区别于正向逆冲断层相关褶皱的特征主要有两点：① 正向逆冲断层相关褶皱层面等高线图上的最高点与后翼等高线中点的连线以及水平切面上的核心点与后翼中点的连线方向均与断层走向垂直,而斜向逆冲断层相关褶皱的最高点以及核心点与后翼中点的连线方向均与断层走向斜交,并且最高点与后翼等高线中点的连线方向或者核心点与后翼中点的连线方向均与逆冲滑移方向一致;② 在褶皱平行断层走向纵剖面上,正向逆冲断层相关褶皱各个层面最高点的连线是直立的,而斜向逆冲断层相关褶皱各个层面最高点的连线发生倾斜。通过这两个特征可以判别褶皱是否存在斜向逆冲以及逆冲的方向。将模型分析结果运用到四川盆地西南部三维地震勘探资料所覆盖的邛西背斜和大兴西背斜的实例中。研究结果表明,两个背斜均存在右旋斜向逆冲,逆冲方向与各自断层走向的夹角均为70°左右,邛西背斜和大兴西背斜的逆冲方向分别是NE79°和NE77°左右,这与龙门山南段晚上新世以来的主应力方向以及反演的汶川地震最大主应力方向一致。     

LARGEST ALTYN TAGH LITHOSPHERIC SHEAR FAULT IN CENTRAL ASIA

LARGEST ALTYN TAGH LITHOSPHERIC SHEAR FAULT IN CENTRAL ASIA     

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。     

Thrust Propagation in the Aqqikkol Lake Area, the East Kunlun Mountains, Northwestern China

The western segment of the East Kunlun Mountains is one of the poorly studied regions in northwestern China. Through a structural analysis of the typical sections, we have the following views: (1) There is a very well developed fault system in the western segment of the East Kunlun Mountains and thrust propagation, normal slip and decoupling are the chief deformation events in this area. (2) Although the thrusting started in the Late Carboniferous and Late Triassic-Early Jurassic, strong activity took place in the Miocene-Quaternary when the Kumkol basin was strongly downwarped. (3) The tectonic pattern of coexistence of N-directed thrust propagation and S-directed normal slip in this area is consistent with the general tectonic pattern of the northern Qinghai-Tibet plateau and also very similar to that of the Himalayan region on the southern margin of the Qinghai-Tibet plateau, but their directions between the thrust propagation are opposite and all the strong thrust propagations occurred from the Mioc     

Deformation at the Easternmost Altyn Tagh Fault: Constraints on the Growth of the Northern Qinghai–Tibetan Plateau

How the Altyn Tagh fault(ATF) extends eastwards is one of the key questions in the study of the growth of the Qinghai–Tibetan Plateau. Detailed fieldwork at the easternmost part of the ATF shows that the ATF extends eastward and bypasses the Kuantan Mountain; it does not stop at the Kuantan Mountain, but connects with the northern Heishan fault in the east. The ATF does not enter the Alxa Block but extends eastward along the southern Alxa Block to the Jintanan Mountain. The Heishan fault is not a thrust fault but a sinistral strike-slip fault with a component of thrusting and is a part of the ATF. Further to the east, the Heishan fault may connect with the Jintananshan fault. A typical strike-slip duplex develops in the easternmost part of the ATF. The cut and deformed Quaternary sediments and displaced present gullies along the easternmost ATF indicate that it is an active fault. The local highest Mountain(i.e., the Kuantan Mountain) in the region forms in a restraining bend of the ATF due to the thrusting and uplifting. The northward growth of the Qinghai–Tibetan Plateau and the active deformation in South Mongolia are realized by sinistral strike-slipping on a series of NE–SW-trending faults and thrusting in restraining bends along the strike-slip faults with the northeastward motion of blocks between these faults.     

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。     

东昆仑阿其克库勒湖地区的逆冲扩展作用

东昆仑西段是我国西北地区地质研究程度较低的地区之一。通过典型剖面的构造分析，可以得出下列几点重要认识：①东昆仑西段具有十分发育的断裂构造系统，逆冲扩展、正滑作用和拆离作用是该区的主要变形事件。②逆冲断裂起始于晚石炭世和晚三叠世—早侏罗世时期，但强烈活动发生在库木库里盆地强烈坳陷的中新世—第四纪时期。③该区北向逆冲扩展作用和南向正滑作用并存的构造格局，和青藏高原北部的总体构造格局相一致，与青藏高原南缘喜马拉雅地区的的构造格局也十分类似，但逆冲扩展方向相反，强烈逆冲扩展作用都发生在中—上新世至第四纪印度板块与欧亚板块强烈碰撞和青藏高原急剧隆升时期。这种方向相反的逆冲扩展和正滑作用揭示青藏高原深层物质向南、北两侧对称式扩展和表层物质向高原腹地重力滑动的运动学特征。因此该区断裂构造系统的建立对研究青藏高原北部的深部作用过程，建立青藏高原隆升的统一的地球动力学模式提供了一种思路。     

西昆仑山前冲断系的结构特征

西昆仑山前为一薄皮冲断构造系 ,按冲断系不同区段结构和变形样式的差异 ,由北而南可以将西昆仑冲断系分为以薄皮变形为主的北带和以厚皮变形为主的南带。北带进一步划分为 :帕米尔北缘弧形构造带、齐姆根构造带、柯克亚—桑株构造带和皮山—和田构造带 4个次一级构造带。其中 ,帕米尔北缘弧形构造带为显露型近东西走向展布的紧密的线性冲断褶皱带和断裂带 ;齐姆根构造带为受走滑与冲断作用复合影响的隐伏型盲冲走滑构造带 ;柯克亚—桑株构造带是以冲断作用为主的隐伏型盲冲构造带 ;皮山—和田构造带则是典型的显露型冲断推覆体。构造带的走向差异、边界条件的不同和空间上的制约是各构造带之间差异活动的原因。在每一个构造线变化的区段与邻近部位具有不同的结构 ,从而在空间上形成了较为复杂的冲断体系。     

柯坪地区构造弱信息提取及左行走滑断层证据

通过对柯坪地区TM数据、航天飞机SIR-A数据以及高光谱数据的综合处理和野外调 查研究,充分利用雷达图象对地面结构信息的表现能力,采用多种数据源复合的方法,增强 低序次构造信息和浅覆盖物下的地质体界面信息,从图象上提取有用的构造弱信息。这些信 息显示的一系列证据确定了该区强烈左行走滑活动特征,从而揭示本区地质体在外力作用下 产生的变形格局和运动学过程。     

雪峰山西侧贵州地区中生代构造特征及其演化

贵州中生代变形主要发生在燕山期,发育三幕褶皱变形、两幕逆冲和三幕走滑。根据区域对比、卷入褶皱的地层和褶皱间的叠加关系,判断三期褶皱的形成顺序依次为近东西向、北东向和南北向,时限在J3—K2之间。逆冲推覆构造主要由向北西或西逆冲的近南北向逆冲断层组成,大体与南北向褶皱同时形成; 自雪峰构造带西缘向西,依次划分出根部带、中部带和前锋带。但是,在根部带识别出两幕逆冲推覆,其它两带各识别出一幕。走滑断层也有3个方向：东西向、北东向和近南北向。东西向走滑断层呈现出右行压扭的运动学特征,而大多数北东向走滑断层是左行张扭性质的。依据各个方向断层间的切割和限制关系,推测东西向走滑断层最早形成,其次是南北向逆冲断层,北东向走滑断层最晚活动。这些断裂和褶皱特征,总体表现出贵州多重多种复合联合的构造特征,最后,探讨了本区的构造成因模式。     

北大巴山逆冲推覆构造带前缘构造特征及变形年代学研究

在北大巴山推覆构造带前缘,北—北东倾斜的城口断裂和南—南西倾斜的高桥断裂形成一背冲式逆冲推覆体系,以两断层为界,其间为一巨型冲起构造。该冲起构造因边界断裂的产状特征、活动强度沿走向的差异,而表现出明显的分段性:其北西段为双向逆冲的"正花状"结构;而南东段为反向逆冲为主的"半花状"结构。同构造低温变质绢云母40Ar-39Ar年龄显示,城口断裂在燕山期(约143.3Ma)存在一次强烈的构造活动,导致北大巴构造带进一步逆冲扩展和强烈隆升。在逆冲-推覆向前扩展过程中,受锋缘外侧阻抗的影响,沿前缘部位形成一系列反向逆冲断层,从而形成巨型冲起构造。     

西南三江构造体系及演化、成因

西南三江构造体系突出表现为以昌都-兰坪-思茅地块为中轴的不对称走滑对冲构造,次为与走滑断裂相伴的伸展滑脱、走滑拉分盆地构造体系,再次为块体内部的近北东、北西向走滑断裂系。西南三江造山带构造体系演化分为挤压收缩变形、走滑深熔热隆、走滑剪切伸展、走滑剥蚀隆升等4个阶段。自晚白垩世开始,印度板块与欧亚板块碰撞,西南三江造山带对冲体构造体系初始形成。自渐新世开始,印度板块持续向北楔入欧亚大陆,印度板块与扬子克拉通构成力偶,两者相向、相对运动,挤压与剪切特提斯大洋缝合带及两大陆边缘弧盆系等地质体,西南三江造山带对冲体构造体系进一步发展,近南北向剪切走滑构造体系形成,构造方向也由近东西转为近南北向。而与近南北向主走滑断裂带之相伴的伸展滑脱构造、拉分盆地,块体内部近北东、北西“X”型剪切走滑断裂同时相伴形成。这样,就形成了西南三江造山带大规模的对冲、走滑、旋转及其伴生的伸展、拉分盆地构造的构造体系。     

华北板块南缘的变形分解:洛南-栾川断裂带与秦岭北缘强变形带研究

秦岭洛南-栾川断裂带具有左旋斜向俯冲的运动学特征,其产状一般为107°/N∠65°。华南板块的俯冲方向为80°,俯冲角度为42°;华南板块运动方向为42°,运动方向与华北板块南部边界的夹角为65°,汇聚角25°。秦岭北缘强变形带内褶皱枢纽延伸方向为290°,与洛南-栾川断裂带存在15°的夹角。逆冲断层走向与褶皱的枢纽方向基本一致,大多数断层与洛南-栾川断裂带有相同的运动学极性,性质为左行平移逆断层。平移正断层走向主要为NE SW,断层性质、展布方向、运动学特征与板块汇聚的应力作用方式吻合;片理、片麻理走向117°,与洛南-栾川断裂带走向夹角为10°。在垂直剪切带的剖面上,系统观察岩石变形特征,测量面理产状,进行岩石有限应变测量,岩石非共轴递进变形分析结果表明:秦岭北缘强变形带内由南向北面理走向与剪切带走向的夹角逐渐增大,岩石剪应变量依次递减,造山带变形具有“三斜对称”特点。     

以精定位背景地震活动与震源机制解研究郯庐断裂带中南段现今活动习性

郯庐断裂带是中国东部板内一条规模最大的强构造变形带与地震活动断裂带,其断裂结构与历史地震活动性具明显的分段活动性。文中通过沿郯庐断裂带中南段的历史地震活动性、精定位背景地震活动性与震源机制解分析,讨论了断裂带的深部几何结构与现今活动习性。现今地震活动在中段主要沿1668年郯城MS 8地震破裂带线性分布,线性条带在泗洪-诸城间延伸约340 km长,为1668年地震长期缓慢衰减的余震序列活动。大震地表破裂遗迹与精定位地震分布都揭示出郯庐断裂带中段的两条全新世活动断裂昌邑-大店断裂与安丘-莒县断裂以右阶斜列的形式共同参与了1668年郯城MS 8地震破裂。精定位震源剖面刻画出两条断裂结构面呈高角度相背而倾,其中昌邑-大店断裂倾向SE,安丘-莒县断裂倾向NW,两条断裂在深部没有合并汇聚。余震活动所代表的1668年地震震源破裂带是郯庐断裂带中现今尚未闭锁的安全段落,对应于高b值段。而未发生破裂的安丘以北段,小震活动不活跃,b值低,现今可能已成为应力积累的闭锁段。震源机制解揭示的断裂应力状态在中段以NE向主压应力为主,表现为右旋走滑活动性质,且存在少量正断分量,南段转为以NEE至近EW向为主,存在少量的逆冲分量。在中段与南段的转折处宿迁-嘉山段,主压应力方向垂直断裂带走向呈NWW向,反映出局部以挤压为主的应力特征,其中泗洪-嘉山段也是历史地震未破裂段,现今小震活动不活跃,因此该段可能更易于应力积累。精定位小震活动在郯庐断裂与北西向断裂相交汇处聚集,反映出北西向断裂的新活动性,以及郯庐断裂带现今的逆冲作用。在断裂带南端,精定位背景地震活动沿与其相交汇的襄樊-广济断裂带东段呈北西向线性分布,表明了该段的现今活动性。