阿尔金断裂带研究进展

从阿尔金断裂带的组成、延伸规模、活动时期、活动方式、位错量、活动速率和模式研究诸方面对阿尔金断裂带国内外同行近20年的研究成果进行归纳评述，认为阿尔金断裂带主要由5条断裂组成，其中阿尔金断裂延伸长度近 1 700 km，中新生代左旋走滑活动，累积位错量达400±50 km。晚新生代走滑位错量明显由西向东减小，这可能与印度板块新生代以来的脉冲式北向俯冲有关。未来10年，阿尔金山的隆升年代学研究、断裂对两侧盆地的控制作用及指导油气勘探将引起更多学者的关注。     

阿尔金断裂带年代学和阿尔金山隆升

对阿尔金山断裂带内变形的中生代剪切带中眼球状片麻岩、糜棱岩化花岗片麻岩和新生代剪切带中强变形绿片岩系列样品中同构造新生云母矿物的40Ar-39Ar法定年,获得了164.3~178.4Ma和26.3~36.4Ma两组年龄。结合阿尔金走滑断裂水平错距的研究,认为164.3~178.4Ma的年龄代表阿尔金走滑断裂带的起始活动时间(早侏罗世末—中侏罗世),尔后分别在距今100~85Ma,40~25Ma和10~8Ma发生多次脉冲式走滑活动。新生代沉积物研究表明上干柴沟组和下干柴沟组砂岩骨架矿物成份含量明显不同,随时间变化,石英含量减少,岩屑组份和不稳定矿物含量增加,分选性逐渐变差。这表明阿尔金山在渐新世(下干柴沟组时期)开始发生明显的隆升。地震和柴达木—塔里木盆地沉积速率资料显示在晚中新世山体也发生了一次强烈的隆升。七个泉组(上新世末—早更新世初)和下伏沉积物(上新世中期)之间的角度不整合反映了最后一次强烈隆升事件发生在晚上新世。多数隆升事件和阿尔金断裂带新生代脉冲式活动的同位素年龄完全一致,表明阿尔金山的隆升和断裂带的活动具有密切的成因联系。     

阿尔金断裂:几何学、性质和生长方式

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—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     

乌泊尔断裂带构造几何学与运动学

乌泊尔断裂带位于帕米尔构造结东北缘,作为揭示青藏高原形成与演化历史的关键地区之一,为碰撞造山作用提供了详细信息,因此厘清乌泊尔断裂带关键构造的形成演化具有重要意义。为研究该断裂带的几何学与运动学特征,本文利用钻测井资料、二维地震反射资料、DEM 高程资料以及喀什地区1∶100 000地质图,以断层相关褶皱理论为指导,对乌泊尔断裂带进行精细构造解析。研究认为,乌泊尔断裂沿走向至少可分为东、西两段,西段构造变形强烈,而东段较弱,构造样式沿断裂走向上有较大差异;垂直于构造走向上可划分出两个等倾角区;乌泊尔地区的变形最早于中新世早期开始,自上新世以来构造变形强烈,乌泊尔断裂在该区域的活动起始于第四纪,具有幕式活动的特点;通过断层相关褶皱分析得到,自中新世至上新世,断裂东段的构造缩短量至少为9.47 km,第四纪以来的构造缩短量至少为11.65 km。第四系生长地层的内部结构受控于基底叠瓦构造和乌泊尔断裂,明确深浅构造的关系能较好得限定研究区关键构造的形成演化过程,可作为复杂构造解析的有效方法。     

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     

阿尔金活动断裂带的运动学和动力学特征

位于喜马拉雅碰撞带后陆的阿尔金活动断裂带,是自西向东逐步形成的左旋走滑断裂。早期以逆冲活动为主,晚期以走滑活动为主。距今0.35Ma(中更新世)以来,平均左旋走滑速率为4.9±0.4mm/a,平均水平错动量是垂直错动量的12.3倍。晚更新世晚期至全新世时期发生过5次古地震,平均复现期为800年左右。     

阿尔金断裂带新生代活动在柴达木盆地中的响应

阿尔金断裂新生代以来发生多期次的走滑运动,并伴随强烈的隆升作用,进而影响柴达木盆地新生代的构造演化。本文通过遥感卫星影像解译、地震反射剖面解释、区域地层分析,结合野外考察资料对阿尔金断裂新生代活动在柴达木盆地中的响应进行了研究。对柴达木盆地卫星影像的解译发现盆地中褶皱形态指示了近东西走向的褶皱构造带与近南北走向的褶皱构造带的叠加干涉效应,其中近东西向褶皱构造带是在印度/欧亚板块碰撞作用下青藏高原隆升并向北东扩展过程的响应,近南北向褶皱构造带是阿尔金断裂新生代活动的响应。对NW-SE向穿过阿尔金山-柴达木盆地的盆山结合带地震反射剖面的再解释,发现新生代地层中发育的多层生长地层,记录了阿尔金断裂新生代活动的信息。对盆地中新生代地层分布等厚图褶皱干涉样式的分析表明,上油砂山组沉积时期(14.9Ma)阿尔金断裂活动已经明显影响到柴达木盆地,而狮子沟组沉积时期(8.2~2.6Ma)断裂活动对柴达木盆地改造最强。通过对研究区已有的低温热年代学数据和沉积、构造、磁性地层年代学等方面研究成果的总结和分析,认为阿尔金断裂在新生代至少存在三期(~30Ma,~8Ma、~2.6Ma)强烈的构造活动和隆升作用,在柴达木盆地内表现为相应地质时代沉积速率的加快、沉积物岩性的变化、构造地貌的变形和同构造生长地层的出现。其中后两期(~8Ma、~2.6Ma)构造活动在整个青藏高原及周边地区广泛存在,为准同期构造事件,而月牙山地区地震地表破裂带的发现则表明阿尔金断裂带现在仍在强烈活动,并且直接影响到了柴达木盆地。阿尔金断裂带新生代以来的构造活动具有多期性,并影响和改造了柴达木盆地,可能对油气成藏有重要影响。     

阿尔金南缘断裂带球状辉长岩的发现及意义

本文报道了在新疆阿尔金山南缘断裂带中首次发现的球状辉长岩,及其产出特征与岩石学、地球化学特征。提出球状辉长岩代表了弧后盆地或活动大陆边缘位置,来自消亡洋壳和上覆楔状地幔岩这两种不同源岩组份的混合物。球状辉长岩的岩浆由消亡洋壳熔融直接产生,但熔体在上升达到地表的过程中,与楔状地幔岩发生反应,并加速楔状地幔岩的熔融,同时发生结晶作用和分异作用。     

阿尔金断裂带东段地区深浅部构造综合分析

阿尔金断裂带东段地区的地质构造特征及其动力学机制一直是地学工作者关注的焦点。近年来小震资料越来越多应用到活动断裂空间展布、深浅构造分析及动力学机制研究领域。本文应用双差定位法获得研究区域2008～2017年间6013次地震事件的精确定位数据,通过多条小震深度剖面清晰刻画出断裂系统的空间展布形态。综合石油地震剖面、人工地震宽角反射/折射剖面、人工地震深反射剖面,充分利用小震精确定位信息以及浅表活动构造研究成果,建立研究区断裂系统的深浅部构造模型。研究区莫霍面由北往南逐渐加深,存在三处断错,呈阶梯状展布,地壳内存在一条厚约10km的低速层,在该层以上为地震多发区,断裂系统总体呈"Y"字型,上部为一系列叠瓦状逆冲断裂,造成祁连山的隆升,向下并入一条主干断层。最后探讨了青藏高原东北缘地区构造运动的动力学机制,亚洲板块俯冲至祁连山前,上地壳以逆冲推覆构造模式造成上地壳增厚现象,而中下地壳主要为亚洲岩石圈地幔下插,上地幔的拖曳作用下发生流动引起地壳增厚,上下地壳整体增厚。     

晚白垩世以来沿阿尔金断裂带的阶段性走滑隆升

年代学和沉积学特征表明,与印度板块约55MaBP以来沿喜马拉雅东、西构造结缝合带碰撞后青藏高原的阶段性隆升相对应,沿阿尔金断裂带阿尔金山地区亦发生阶段性走滑隆升,时间段大致为55～30MaBP、约20MaBP、约10MaBP和1～0.8MaBP.始新世-渐新世期间,阿尔金断裂大型左行走滑活动的发生,对中国西北大陆构造格架产生巨大的影响,不仅改造了古老的盆地和褶皱带,而且控制了新生代的走滑拉分盆地和两侧盆地的沉积速率,并对青藏高原的阶段性隆升和地壳物质东向蠕散起到调节作用.     

阿尔金断裂带对青藏高原北部生长、隆升的制约

大量的同位素年代学证据表明(古)阿尔金断裂带可能形成于三叠纪,后又经历了侏罗纪、白垩纪的强烈左旋走滑活动,自印度板块与欧亚大陆碰撞后阿尔金断裂再次活动。主要的走滑活动发生在:(1)245~220Ma;(2)180~140Ma;(3)120~100Ma;(4)90~80Ma;(5)60~45Ma;(6)渐新世至中新世;(7)上新世至更新世以及(8)全新世。沿阿尔金断裂带,伴随左旋走滑活动形成一系列的逆冲断裂和正断裂,反映走滑过程中伴随隆升作用的存在,并且形成自北向南包括祁连山、大雪山、党河南山、柴北缘山、祁漫塔格山和昆仑山,表明阿尔金断裂带制约着青藏高原北部的生长和隆升。阿尔金断裂带东、西两端的白垩纪和新生代火山活动是断裂走滑活动的响应。     

晚白垩世以来沿阿尔金断裂带的阶段性走滑隆升

年代学和沉积学特征表明,与印度板块约55MaBP以来沿喜马拉雅东、西构造结缝合带碰撞后青藏高原的阶段性隆升相对应,沿阿尔金断裂带阿尔金山地区亦发生阶段性走滑隆升,时间段大致为55～30MaBP、约20MaBP、约10MaBP和1～0.8MaBP.始新世-渐新世期间,阿尔金断裂大型左行走滑活动的发生,对中国西北大陆构造格架产生巨大的影响,不仅改造了古老的盆地和褶皱带,而且控制了新生代的走滑拉分盆地和两侧盆地的沉积速率,并对青藏高原的阶段性隆升和地壳物质东向蠕散起到调节作用.     

索尔库里盆地的形成,演化及其与阿尔金断裂带的关系研究

阿尔金走滑断裂带主要由阿尔金主干断层与和条近于平行的左行走滑断层和斜交断层组成,其空间分布规律可用左行走滑简单剪切模型解释。索尔库里盆地是阿尔金断裂带中一个新生代断陷盆地,属于典型松弛分叉型走滑拉分盆地。索尔库里盆地扩张开始于上新世,至今扩张量约为４０ｋｍ,其扩张速率约为０．８ｃｍ／ａ。按相同的位移速率,本文估算了阿尔金主干断层自始新世晚期以来的走滑量,大约为３２０ｋｍ。     

阿尔金断裂带东南缘含油气盆地群的形成演化

沿阿尔金断裂带东南侧发育六个中、新生代的含油气盆地，盆地的边缘或盆地内部发育一系列的近东西走向、与阿尔金断裂锐角相交的断裂，该组断裂对盆地的隆坳格局和地层分布具有控制作用，盆地具有箕状结构或不对称结构特点。沿阿尔金断裂带方向，保罗系、白垩系、古近系、新近系的厚度和沉积特征在时空上呈有规律性变化，显示了阿尔金断裂带时、空活动的差异性。根据侏罗纪盆地在阿尔金断裂带两侧的展布特征和柴达木盆地西部发育的鼻状构造及其沉积演化特征，推断阿尔金断裂带中、新生代经历了多期不同方向的走滑运动。     

从郭扎错断裂构造特征探讨阿尔金断裂带西延问题

阿尔金断裂带在大陆动力学研究中具有十分重要的地位,但其西延过郭扎错后的走势存在争议。郭扎错断裂为北东东向的线性构造带,具多期活动性。笔者从宏观到微观详细论述了该断裂构造的几何学、运动学特征,并结合动力变质作用、沉积盆地、岩石地层分布及变形年代学等资料将其划分为韧性左行平移(J3-K1)、韧脆性正-平移(E1-N1)、韧脆性逆-平移(N2)和脆性左行滑落(Q)等4个阶段。综合分析地质调查资料、地球物理场资料及卫片影像特征,认为郭扎错断裂与阿尔金断裂带是在同一动力学系统中形成的具有相似运动学、动力学特征的相关线性构造,应属同一断裂系统。因此,阿尔金断裂带并非西止于拉竹龙,亦非由郭扎错北侧转向北西,而是经郭扎错继续向南西延伸,过龙木错、羌臣摩河后,由空喀山口进入克什米尔。     

根据航磁数据探讨阿尔金断裂带的结构及构造演化

阿尔金断裂带是西北地区一条重要的走滑断裂带.通过对阿尔金断裂带及周边地区航磁资料的化极、解析延拓处理,获得了很多有关断裂及地质体的信息.在此基础上分析了阿尔金断裂带的主要断裂的地质-地球物理特征及位移幅度,对盖层与基底的拆离进行了正反演拟合,结合地质资料探讨了阿尔金断裂带的形成时限和演化历史.     

巴楚隆起亚松迪断裂带构造特征及几何学模型

基于地震剖面的精细地质解释,识别出塔里木盆地巴楚隆起亚松迪断裂带及邻区三期冲断褶皱构造,并建立了其几何学模型。第一期活动的为沿中寒武统膏盐层滑脱的巴什托断裂,该断裂走向为NWW,形成于二叠纪之后、古近纪之前;第二期为基底卷入型的色力布亚断裂,该断裂走向为NNW,形成于晚中新世;第三期为分别沿中寒武统和古近系膏盐层滑脱的亚松迪深、浅层断裂,这两条断裂走向均为NW,形成于更新世-全新世。平面上,亚松迪断裂的发育位置受控于古近系膏盐层的分布范围。剖面上,与先存的巴什托断裂和色力布亚断裂的复合发育造成了亚松迪断裂带东、中、西三段不同的构造样式：东段发育断层传播褶皱(上)与突破型滑脱褶皱(下);中段发育断层传播褶皱(上)、突破型滑脱褶皱(中)和基底卷入构造(下);西段则发育滑脱褶皱(上)与断层转折褶皱(下),该段滑脱褶皱为亚松迪浅层断裂的西端点。最后,我们利用计算机数值模拟的方法对这三种冲断褶皱模型进行了验证。     

阿尔金断裂带附近地壳结构的接收函数成像及其地球动力学意义

利用中法1995年布设在跨过阿尔金断裂剖面上的18个流动三分量地震台站记录到的近5个月的天然地震记录,经筛选得到533个高质量接收函数。通过速度分析和接收函数成像处理,得到了阿尔金断裂附近地壳结构的清晰图像。塔里木盆地的Moho界面非常清楚,近水平地位于~44km深度上。该界面以低缓的角度一直向南延伸到了阿尔金断裂附近的~70km的深度。阿尔金断裂以南柴达木盆地下面的Moho界面也十分清楚,近水平地位于~55km的深度上,在阿尔金断裂附近存在向上挠曲,并抬升到了~45km的深度上。在阿尔金断裂下方,Moho界面存在~15km的错断。塔里木盆地Moho之下还存在另一个震相,我们解释为沉积层多次波与可能来自Hales间断面转换波的复合震相。接收函数成像结果表明阿尔金断裂是一个超壳的岩石圈断裂,具有比较直立的产状和很狭窄的剪切变形带。根据这些结果,我们推测塔里木的下地壳可能要比柴达木的下地壳更硬,柴达木地壳增厚的原因可以部分归结于它有一个相对弱的下地壳,青藏高原隆升没有扩展到塔里木盆地是因为塔里木盆地具有更刚性的下地壳和岩石圈地幔。高原北部地壳变形应该是所谓青藏高原隆升的“硬”变形模式(Tapponnieretal...     

阿尔金断裂带东段古生代花岗岩浆作用及其大陆动力学意义

造山带花岗岩浆作用一直是地学的重要研究方向, 它记录了地球动力学深部过程的信息, 开展深入的研究工作可以更好的了解板块汇聚环境的陆壳生长和再造以及壳幔之间的相互作用。北祁连造山带是一典型的早古生代造山带, 先后经历了洋盆的打开到闭合, 敦煌地块则是主要由前寒武纪TTG片麻岩和变质表壳岩组成。北祁连造山带和敦煌地块分别位于阿尔金断裂带东段的东南侧和西北侧, 且均出露有大面积的古生代花岗岩体。本文以阿尔金主断裂两侧产出的花岗岩类为研究对象, 涉及北祁连造山带中的赵家庄二长花岗岩, 石包城复式岩体(花岗岩、正长花岗岩和花岗闪长岩)和红柳河花岗岩, 敦煌地块中的党河水库花岗闪长岩、沙枣园二长花岗岩、安盆沟复式岩体(正长花岗岩和花岗岩)以及小草湖似斑状花岗岩。通过对上述花岗岩体的岩相学、锆石U-Pb年代学、地球化学和锆石Hf同位素的研究, 取得了新的认识: