阿尔金断裂不同时间尺度下的滑移速率及构造意义

阿尔金断裂是亚洲大陆最大、也是最活跃的走滑断层之一.一般认为,印度板块与欧亚大陆间的汇聚通过地壳增厚与沿阿尔金等主要深大断裂的侧向滑移2种机制被青藏高原造山带的地壳形变所吸收.由于这2种机制所预测的阿尔金断裂的左旋滑移速率相差甚巨,因此,阿尔金断裂的滑移速率成为判断2种机制相对重要性的重要依据.采用地质学、大地测量学及数值模拟方法对阿尔金断裂滑移的研究结果表明,阿尔金断裂的滑移速率呈长期减小的趋势;青藏高原经历了由块体的侧向挤出向地壳增厚的转变过程;阿尔金断裂在不同地质时间尺度下的滑移速率尚需精确确定;单纯将阿尔金断裂滑移速率的大小作为判断青藏高原构造模式的依据也是应该受到质疑的.     

AGE OF THE ALTYN TAGH STRIKE—SLIP FAULT

AGE OF THE ALTYN TAGH STRIKE—SLIP FAULT     

阿尔金东段现代变形特征的SAR监测

合成孔径雷达差分干涉测量技术(D-InSAR)可监测地球表面的微量形变,包括地震、火山活动、冰川漂移、地面沉降、活动断裂及山体滑坡等引起的地表位移,是近年来发展起来并得到日益重视的新方法,与其他监测方法(如GPS监测等)相比,用D-InSAR进行地面微位移监测具有全天时、全天候、精度高、覆盖范围大且空间连续的巨大优势。采用D-InSAR技术对阿尔金东段构造变形特征进行了研究,结果表明,阿尔金断裂带是青藏高原东北缘地壳变形的重要分界线。界线以北地区变形均匀,而且变形量较小;以南地区变形强烈且不均匀,变形强度的总体趋势为西高东低,中间受北祁连断裂带西段的影响,在断裂带中出现约为1.0cm的变形低值。另外,南区存在N65°W和近NW两个方向的线性强变形带,前者与阿尔金走滑断裂带次一级的压扭面方向一致,后者与北祁连断裂带西段的展布方向一致。     

晚中生代以来阿尔金断裂的走滑模式

对阿尔金断裂两侧塔里木和柴达木盆地晚中生代以来沉积特征以及柴达木盆地反“S”型构造演化的研究表明，始新世中期以前塔里木盆地和柴达木盆地是一个连通的盆地，阿尔金走滑断裂对柴达木盆地内地表新时代的沉积和反“S”型构造形成的控制起始于始新世中期。在阿尔金断裂中段采集的受到走滑变形作用改造的侏罗纪地层和糜棱岩化加里东期花岗岩的样品，测出了激光微区^40Ar/^39Ar等时线年龄为89～92Ma。这说明阿尔金断裂在晚白垩世开始发生韧性走滑运动，而且走滑作用起始于地下深部，并伴有低级变质作用。地表的走滑响应明显地滞后于深部的起始走滑，说明走滑作用是从深部向地表扩展的。     

阿尔金山东段地质热年代学与构造演化

文中综合分析了青藏高原北缘阿尔金山东段地质热年代学和构造体系演化。阿尔金山东段从太古宙陆核发育而来,经历了元古宙稳定地台和新元古代大陆裂解阶段,形成了早古生代阿尔金洋和沟 弧 盆构造体系,发育了奥陶纪早期的板块俯冲、碰撞造山作用和奥陶纪-志留纪之交的岛弧岩浆活动(峰期年龄为443 Ma)。石炭纪洋盆闭合之后,该地区进入陆内构造发育阶段。其中,占主导地位的是以拉配泉断裂为代表的中生代伸展构造和新生代阿尔金断裂系的左行走滑断裂活动,它们分别控制了中生代两期热冷却事件和新生代地块快速抬升 冷却事件。地质热年代学年龄数据为阿尔金山东段不同时期形成的不同地块勾画了不同的热冷却历史,由此可区分不同时期不同构造事件对区域热冷却历史的影响。     

阿尔金山地区构造单元划分和前寒武纪重要地质事件

阿尔金山地区构造单元从北至南划分为敦煌地块、阿尔金北缘蛇绿混杂岩带、中阿尔金中—新元古代构造岩片、阿尔金构造杂岩带和阿尔金南缘基性超基性岩带5个构造单元,它们具有不同的岩石组合和变质变形特征。在正确识别地质事件的性质和特征的基础上,根据现有同位素年龄资料甄别出5期重要地质事件。3600～2500Ma的数据表明敦煌地块内存在始太古代、古太古代、中太古代、新太古代古老地壳和多期的岩浆活动;2500～1800Ma的古元古代是敦煌地块遭受强烈改造和中基性侵入岩形成的时代;1000～800Ma存在新元古代碰撞造山和大规模的岩浆活动;530～500Ma是阿尔金北缘蛇绿混杂岩带、高压变质泥质岩和榴辉岩的变质时代,形成的构造杂岩带是古生代早期秦岭-柴达木盆地北缘巨型碰撞带的西延部分;400Ma的柴水沟辉长岩的斜锆石年龄代表了碰撞后的裂解事件。     

阿尔金断裂带8 Ma左右的快速走滑及其地质意义

阿尔金断裂带的走滑变形历史与青藏高原的抬升、变形密切相关.阿尔金断裂中段旁侧岩体中磷灰石的裂变径迹测试年龄结果集中在8 Ma±.区域资料显示,沿阿尔金主断裂带旁侧普遍存在8 Ma±的磷灰石裂变径迹年龄.为此推测,阿尔金断裂带在8 Ma±经历了一期快速的走滑变形事件.结合青藏高原抬升、变形研究资料,表明8 Ma±是青藏高原抬升、变形等重要构造事件的发生时间.     

阿尔金断裂昌马大坝-宽滩山段全新世活动特征

阿尔金断裂是我国西部著名的巨型走滑断裂带之一,也是全新世活动断裂和发震断裂。该断裂昌马大坝—宽滩山段运动方式为以左行走滑占主导,伴有弱的垂直运动;在距今2.7ka以来发生过明显的新构造活动（和地震）。在沙坪—宽滩山段全新世左行走滑位移速率为0.9～2.2mm/a,明显低于阿尔金断裂东段昌马大坝以西地区4～5mm/a和中西段9～11mm/a的位移速率。阿尔金断裂东段在肃北和昌马大坝出现二次位移速率的锐减,锐减的部分分别转化为海原活动断裂西段（党河南山断裂）和祁连山北缘活动断裂西段的左行走滑和逆冲,且在位移速率数值上相互之间具有非常好的对应性。阿尔金断裂在肃北位移速率减少部分（4.6mm/a）与海原活动断裂西段（党河南山断裂）的位移速率（4～5mm/a）非常接近,同样阿尔金断裂在昌马大坝位移速率减少部分（3.2mm/a）与祁连山北缘活动断裂的位移速率（3.0mm/a）也非常接近。     

“阿尔金山岩群”的组成及其构造意义

以往文献所谓的“古元古代阿尔金山岩群”主要由3种岩石组合组成。第一种为英云闪长质—花岗闪长质片麻岩,占出露面积的70%左右;第二种为副变质岩系,占出露面积的25%左右,包括以夕线石榴片麻岩为代表的高温低压变质岩和以蓝晶石榴片麻岩为代表的高压变质岩;第三种为呈透镜体状分布在前二者中的榴辉岩、石榴斜长角闪岩和基性超基性岩石,占出露面积的5%以下。这种组成表明“古元古代阿尔金山岩群”不具有“岩群“的意义,而是碰撞杂岩带。“阿尔金山岩群”在岩石组合特征、含有榴辉岩、超基性岩石透镜体和榴辉岩的变质年代方面都与柴达木盆地北缘具有可比性,分析“阿尔金山岩群”是柴达木盆地北缘碰撞杂岩带的西延部分。     

阿尔金碰撞造山带西段的构造特征

根据阿尔金山西段前早古生代变质岩的岩石组成、沉积建造、变形变质作用改造历史、岩石地球化学特征等研究,将阿尔金碰撞造山带西段划分为3个构造单元北阿尔金地块、中阿尔金地块(包括英格里克构造-蛇绿混杂岩带、肖鲁克·布拉克高压变质岩带和塔什萨依玉石矿高绿片岩相-低角闪岩相变质岩带)和南阿尔金地块(包括南阿尔金中-新元古界隆起带和阿尔金南缘复合构造-蛇绿混杂岩带).提出该碰撞造山带经历了前长城纪古陆核形成阶段、长城纪-青白口纪不同基底联合阶段和早古生代洋陆转换阶段3个阶段的构造演化.     

阿尔金断裂东北段敦煌阳关断裂晚第四纪活动性及其强震危险性影响分析

阿尔金断裂系东北段阳关断裂的晚第四纪活动性与强震危险性关系到敦煌地区及相关文物古迹的防震减灾问题.基于高分辨率卫星影像对阳关断裂几何展布特征进行解译,采用差分GPS、无人机航空摄影测量方法、古地震探槽方法以及OSL测年方法对两个研究点进行了详细研究,对其定量活动参数进行了初步限定.结果显示,阳关断裂东段运动形式主要表现为挤压逆冲,最新的一次地震事件可能发生在距今43.5~12.1 ka之间,表明阳关断裂东段至少在晚更新世以来有过活动,并且具有发生M_w6.6强震的潜能及危险性.如果发生类似强度的地震,敦煌主城区的烈度至少在Ⅵ以上,阳关土遗址地区则会达到Ⅸ.因此,阳关断裂应该是该区防震减灾重点关注的发震断层之一.      

阿尔金断裂与周缘新生代盆地关系

通过野外填图工作,在阿尔金断裂附近填绘出一系列的新生代地层,对这些地层目前的展布与阿尔金活动断裂的关系分析认为,始新世以来阿尔金断裂对沉积盆地表现出明显的控制作用,表现为明显的左行走滑,并兼具向北西方向掀斜的逆冲活动。乌尊硝尔盆地(索尔库里盆地西部)中的主体沉积是第四系。盆地的东南边界是阿尔金南缘主断裂;盆地西南缘,第四系沉积受东西向北倾正断层控制;盆地北缘为近东西向北倾右行逆冲脆性断裂。盆地的西部边缘超覆在基岩之上,不受断裂控制。     

阿尔金碰撞造山带西段的构造特征

根据阿尔金山西段前早古生代变质岩的岩石组成、沉积建造、变形变质作用改造历史、岩石地球化学特征等研究,将阿尔金碰撞造山带西段划分为3个构造单元:北阿尔金地块、中阿尔金地块(包括英格里克构造-蛇绿混杂岩带、肖鲁克·布拉克高压变质岩带和塔什萨依玉石矿高绿片岩相—低角闪岩相变质岩带)和南阿尔金地块(包括南阿尔金中—新元古界隆起带和阿尔金南缘复合构造-蛇绿混杂岩带)。提出该碰撞造山带经历了前长城纪古陆核形成阶段、长城纪—青白口纪不同基底联合阶段和早古生代洋陆转换阶段3个阶段的构造演化。     

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。     

阿尔金断裂对柴达木盆地西南地区的影响——来自构造节理分析的证据

阿尔金断裂在100～85 Ma、40～25 Ma、10～8 Ma具有多期活动的特征。通过对柴达木盆地西南地区中-新生代地层中构造节理数据的采集、层面校正和综合分析,认为阿尔金断裂多期活动在柴达木盆地西南地区的表征存在差异：即晚白垩世断裂走滑活动对该地区的影响范围较窄,限于阿尔金山前附近;始新世上干柴沟组、中新世下油砂山组沉积之后,阿尔金断裂2期明显的走滑逆冲活动影响范围逐渐增大,可分别达到干柴沟、油砂山一带。这可能与南部青藏高原的多期推覆逆冲导致阿尔金断裂被动活化有关。因此,盆地西南地区油气勘探过程中阿尔金断裂3期走滑逆冲活动的影响值得重视。     

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 ...     

阿尔金断裂新生代活动方式及其与柴达木盆地的耦合分析

位于青藏高原北缘的阿尔金左旋走滑断裂是世界上规模最大也是最重要的线性构造之一,其新生代以来的活动方式是限定高原生长机制的重要边界条件.本文在对阿尔金山中不同方向隆起构造进行分析的基础上,综合前人资料论证了阿尔金断裂在晚始新世-中中新世时以基底剪切为主,大规模地表走滑则发生在中中新世以后.对柴达木盆地内近东西向和北西向断裂系统的分布、形态、活动时间进行了详细的分析,发现它们是在不同时间、不同区域、不同控制条件下形成的两套断裂系统,与阿尔金断裂的两阶段活动方式存在很好的耦合关系.柴达木盆地西北侧的沉积和构造特征表明阿尔金山的隆升幅度和范围在中中新世达到最大,随后则逐渐减小,这种变化也与阿尔金断裂从基底剪切到地表走滑的转换非常吻合.     

南阿尔金晚泥盆世构造体制转换:来自索尔库里二长花岗岩年代学和地球化学的制约

对阿尔金索尔库里地区二长花岗岩进行了 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及全岩主量、微量和稀土元素测试,结果表明二长花岗岩结晶年龄为(377.5±1.6)Ma和(377.4±2.1)Ma;具有高硅(SiO2=72.55％～76.41％)和高碱(K2O+Na2O=7.32％～8.59％)、正常的铝含量(A/CNK=0.9...     

Timing, Displacement and Growth Pattern of the Altyn Tagh Fault: A Review

The Altyn Tagh Fault (ATF) is the longest, lithospheric scale and strike-slip fault in East Asia. In the last three decades, multidisciplinary studies focusing on the timing, displacement of strike-slip and growth mechanics of the ATF have made great progresses. Most studies revealed that the ATF is a sinistral strike-slip and thrust fault, which underwent multiple episodes of activation. The fault is oriented NEE with a length of 1600 km, but the direction, timing of activity and magnitude of its extension eastward are still unclear. The AFT was predominately active during the Mesozoic and Cenozoic, in relation to the Mesozoic collision of the Cimmerian continent (Qiangtang and Lhasa block) and Cenozoic collision of India with Asia. The AFT strike-slipped with a left-lateral displacement of ca. 400 km during the Cenozoic and the displacement were bigger in the western segment and stronger in the early stage of fault activation. The slip-rates in the Quaternary were bigger in the middle segment than in the western and eastern segment. We roughly estimated the Mesozoic displacement as ca. 150-300 km. The latest paleomagnetic data showed that the clockwise vertical-axis rotation did not take place in the huge basins (the Tarim and Qaidam) at both side of ATF during the Cenozoic, but the rotation happened in the small basins along the ATF. This rotation may play an important role on accommodating the tectonic deformation and displacement of the ATF. Even if we have achieved consensus for many issues related to the ATF, some issues still need to be study deeply; such as: (a) the temporal and spatial coupling relationship between the collision of Cimmerian continent with Asia and the history of AFT in the Mesozoic and (b) the tectonic deformation history which records by the sediments of the basins within and at both side of AFT and was constrained by a high-resolution and accurate chronology such as magnetostratigraphy and paleomagnetic data.     

阿尔金断裂索尔库里段铜矿探槽长序列古地震记录

长序列古地震记录是理解断裂地震复发行为的关键,亦是区域地震危险性评价的重要基础。阿尔金断裂作为世界上最长的走滑断裂之一,其大地震复发行为一直是地震地质学家关注的重点。在该断裂中段索尔库里段开挖的探槽记录了8~9次古地震事件,发生时间分别为AD1598（1491~1740）、AD796（676~926）、668（732~590）BC、956（1206~716）BC、1301（1369~1235）BC、2105（2232~1987）BC、2664（2731~2601）BC、2818（2878~2742）BC和3411（3521~3205）BC。平均复发周期为620±410 a,变异系数为0.67,显示了弱准周期性。通过与其他研究点位的古地震数据对比,发现只有部分强震扩展至阿克塞弯曲内部。根据古地震复发周期和最新一次古地震的离逝时间,计算结果表明索尔库里段已经累积了3.3~4.6m的位移量,相当于Mw7.4~7.7地震,且未来30年发生强震的概率为0.07。