沿阿穆尔板块西边界的活动断层(蒙古领土)

阿穆尔板块西部边界在蒙古境内的空间位置尚不清楚,并且活动断层构造及其沿线地壳的应力状态研究较少。本文在沿此边界的三个区域——杭爱—肯特构造鞍部、布尔古特地块(鄂尔浑—土拉交汇处)和色楞格地块(包括色楞格凹陷和布伦—努鲁隆起),利用空间图像解译、地形起伏度分析、地质构造资料以及构造压裂和沿裂缝位移资料重建构造古应力,对活动断层进行研究。研究表明,活动断裂继承了古生代和中生代古构造的非均质性。这些断层沿着板块边界并不是单一的带,而是成簇的。它们的运动取决于走向:亚纬向断层是具有一定逆分量的左旋走滑断层,北西向断层是逆断层或逆冲断层,通常具有右旋走滑分量,海底断层是右旋走滑断层,北东向断层是正断层。位于色楞格凹陷和杭爱东部的断裂构造的活动始于上新世。逆断层和走滑断层与上新世情况不符,但多与更新世地貌相符,表明其活动年代较晚,为更新世时期。利用构造断裂和沿断裂的位移,重建活动断裂带变形末阶段的应力应变状态,结果表明断裂在最大挤压轴的北北东和北东方向上以压缩和走滑为主。只有在色楞格凹陷内,以扩张和走滑类型的应力张量为主,且在最小挤压轴的北西走向尤为显著。在南部,杭爱东部(鄂尔浑地堑)内有1个以扩张机制为主的局部区域,说明蒙古中部断裂在更新世—全新世阶段的活动以及现代地震活动主要受与印度斯坦和欧亚大陆汇聚过程相关的东北方向的附加水平挤压的控制。使研究区地壳产生走滑变形、贝加尔湖裂谷发散活动以及阿穆尔板块东南运动的另一个因素是东南方向软流圈流动对岩石圈底部的影响。阿穆尔板块和蒙古地块之间的边界在构造结构上是零碎的,代表了覆盖整个蒙古西部变形带的边缘部分。     

Paleoseismogenous deformations around ulan bator according to geological and geophysical data

The Gunzhin system of NE-trending active faults is described on the basis of results of special seis-motectonic studies carried out for the first time around Ulan Bator, Mongolia. This system crosses watershed parts of stream valley. It is named after one of them. The total length of the fault segment traced on aerial photos is 15–20 km. In valleys of some temporary stream flows there are considerable visible horizontal displacements attaining 20–25 m, which testify to the right lateral slip (Khundullun River). Revealed structural parageneses of thrusts and overthrusts, divergent as a fan-shaped system to the both sides from the axial sub-vertical shift zone, are reliably confirmed by the data of geophysical investigations. Taking into account the known correlation relationships between seismodislocation parameters (length and maximum displacement amplitude) and earthquake magnitudes, it is possible to suggest that the Gunzhin Fault generated two paleoearthquakes with the magnitude of about 7.0 in the Late Holocene. It means that displacements along that fault could attain the intensity of 9–10 degrees in the Ulan Bator territory according to the MSK-64 scale. This result must be taken into account in estimation of seismic hazard in the territory discussed.     

Fault zones and stress fields of the Earth’s crust in the vicinity of Ulaanbaatar (Mongolia) at the modern stage of tectogenesis

The seismic and emanation activity of fault zones at a geodynamic test site arranged in the vicinity of Ulaanbaatar to investigate dangerous geological processes in a heavily populated area of Mongolia is analyzed. It has been found that, at the modern stage of tectogenesis, destruction of the Earth’s crust occurs in the area of the strike-slip fault transformed from the Indo-Asian collision zone. Thus, a network of fault zones with seismic and emanation activity is developed in this area. In the vicinity of Ulaanbaatar, there are four systems of fault zones. The spatial pattern of the systems shows a nodal junction of comparatively large rightlateral and left-lateral strike-slip faults of submeridional and sublatitudinal orientation. These strike-slips are barely connected with a network of ancient faults. The northwestern and northeastern zones developed by compression and tension, on the contrary, inherit disjunctive structures of the most recent age located in a nodal junction at the tops of dihedral angles. Determination of the pattern of recent faulting is essential to estimate the seismic hazard for the capital of Mongolia, where more than one-third of the nation lives.     

蒙古中南部地区的上地幔P波速度结构

利用中蒙国际科技合作专项项目在蒙古中南部地区布设的69个宽频带地震仪在2011年8月-2013年7月所记录的远震波形数据,采用波形相关方法在0.02~0.1 Hz的频段内拾取了18551个有效的P震相相对走时残差数据,进一步采用有限频走时层析成像的方法,反演获取了蒙古中南部下方深达800 km的P波速度结构.结果显示：肯特山下方的低速异常极有可能是推测中的肯特山地幔柱的反映;呼斯坦瑙鲁和曼达尔戈壁西边的低速异常可能与杭爱山高原下的地幔柱或地幔对流有关联;戈壁滩的低速异常带可能和达里甘嘎火山有相同的热来源,可能是该区火成岩存在的深部原因,也可能是戈壁滩及其周边地区地幔柱或下地幔热物质上涌的表现.     

中蒙弧地区地震活动性及其地球动力学成因研究

应用中国地震局地球物理研究所和蒙古科学院天体和地球物理研究中心合作编制的蒙古国及邻区M≥3.5的地震目录,研究了中蒙弧地区的地震活动性特征.结果表明,与中国大陆的“南北地震带”相对应,研究区地震总体分布大致以107°E为界,呈现西强东弱的特点,7级以上的强震集中于贝加尔湖、萨彦、阿尔泰以及天山地区,107°E以东,除纬度40°线附近（燕山地震带）地震较集中且强度大之外,其它地区地震稀少,强度也低.通过断层的野外调查和本地区震源机制解,进一步研究了该地区地震活动性特征的构造应力场及地球动力学成因.研究区大部份地震都是走滑型断层活动的地震.逆断层活动的地震主要分布于中国的天山地区和中蒙边境一带的阿尔泰山地区,正断层活动的地震主要分布于俄罗斯的贝加尔湖裂谷带,走滑兼倾滑断层活动的地震主要分布在研究区域的西部地区.研究区域内的大部份地区主压应力轴（P）的倾角都小于30°,为水平或近水平的构造应力场,自西向东主压应力轴的走向从近南-北方向逐渐转为北东-南西方向.断层的野外调查、震源机制解和区域构造应力场的方向表明,中蒙弧地区主要来自西南面的印度洋板块向北偏东方向的碰撞挤压,通过青藏高原传递到本区,来自东面太平洋板块的影响已较微弱,这是研究区地震活动西强东弱、8级以上强震都发生在西部的主要原因.     

利用接收函数方法研究蒙古中南部地区地壳结构

2011年8月至2013年7月中国地震局地球物理研究所与蒙古科学院天文与地球物理研究中心在蒙古中南部区域布设了宽频带流动地震台阵,这为开展远东地区深部结构的精细探测提供了有利的数据基础.利用台阵记录的远震地震事件,采用P波接收函数的H-κ叠加分析和共转换点（CCP）叠加方法获得了台站下方的地壳厚度及平均波速比.结果显示研究区的地壳厚度介于39 km至45 km之间.整体上Moho面埋深从西北往东南方向逐渐变浅.在蒙古主线性构造两侧地壳厚度呈现区域性变化特征,东南部地区地壳厚度较薄,约为39 km,而西北部地区地壳较厚,达45 km,为此推测蒙古主构造线可能是地壳的一个陡变带.此外,研究地区地壳的平均波速比值（V_P/V_S）在1.70到1.79之间,均值为1.75,低于全球大陆的平均值1.78,这可能暗示着该区其地壳是缺少铁镁质的.研究还发现测线的西北与东南地区其地壳波速比值较高,推测是古生代铁镁质地壳的残留或是新生代岩浆底侵的反映.     

蒙古戈壁阿尔泰巴音陶勒盖地区二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

蒙古戈壁阿尔泰省巴音陶勒盖地区地处南戈壁-阿尔泰构造带南缘,区内构造活动活跃,中酸性侵入岩比较发育。采用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年技术,对区内二长花岗岩中的锆石进行同位素年龄研究。阴极发光图像显示,锆石颗粒多为自形-半自形,且有明显的初始岩浆振荡环带,少见蚀变微区,结合较高的Th/U值(0.65~1.79),断定其为典型的岩浆成因锆石;30颗锆石的~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值为300.2±0.9Ma,显示二长花岗岩成岩时代为晚石炭世,代表了华力西中期的一次构造-岩浆事件,为约束南戈壁-阿尔泰构造带晚石炭世深成岩浆活动时限提供了新证据。     

蒙古科布多省阿拉腾索音博地区辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

蒙古科布多省阿拉腾索音博地区地处阿尔泰构造带南缘,由一系列弧盆系及增生杂岩带组成。区内发育一条近东西向辉长岩带,辉长岩15颗锆石分为2类:一类具明显条带韵律环带,一类内部均匀干净,二者均不具核边结构,不含包体,结合高Th/U值(0.46~0.68),确定为典型的基性岩浆锆石;锆石LA-ICP-MS年龄加权平均值为317.6±1.6Ma,厘定其成岩时代为晚石炭世。研究对比表明,该辉长岩带形成于板块俯冲碰撞的尾声阶段,是阿尔泰造山运动大背景下区域基性岩浆活动的产物。     

Energy of seismotectonic deformations in the lithosphere of Mongolia

The information about strong earthquakes of Mongolia for the instrumental period of observations has been generalized in a sketch of the energy of seismotectonic deformations in the lithosphere. This sketch has been correlated with the map of general seismic zoning of Mongolia. The derived results characterize the energy of seismotectonic deformations in the lithosphere in terms of absolute units, which is favorable for projecting and building activities. The approach to energy estimation being developed is recommended for further development of modern engineering and building technologies in the framework of the regional seismic safety problem.