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。     

康西瓦断裂带晚新生代构造地貌特征及其构造意义

文章详细调查了康西瓦断裂带发育的断层崖、断层陡坎、地震破裂带、错断山脊、拉分盆地、挤压脊、偏心洪积扇、错断水系等新构造运动形迹,这些新构造运动形迹表明了康西瓦断裂带在晚新生代以来发生了强烈的左旋走滑运动,并兼有正滑运动分量。数字地形高程模型(DEM)分析表明康西瓦断裂西端终止于塔什库尔干谷地东部的瓦恰河谷内,东端与著名的阿尔金断裂带相连。如果以喀拉喀什河和玉龙喀什河为参照系,康西瓦断裂晚新生代以来的左旋走滑累积位移量可达 80～85km,根据断裂带 8～12mm/a的长期走滑速率,推测康西瓦断裂带新生代以来的左旋走滑运动开始于约10Ma。结合我们获得的断裂带两侧岩浆岩的年龄,表明康西瓦断裂带左旋走滑运动的开始时代为晚中新世,现今康西瓦地区的构造地貌格局很可能是中新世晚期以来强烈的左旋走滑运动形成的。     

那拉提断裂晚第四纪活动及其反映的天山内部构造变形

对天山内部大型断裂带晚第四纪以来变形特征的研究是认知天山现今构造变形特征的重要途径。在大比例尺遥感影像解译的基础上,利用野外调查测量、探槽开挖及热释光测年的方法,对那拉提断裂进行了研究。那拉提断裂是一条晚第四纪以来仍有较强活动的大型逆冲左旋走滑断裂带,断裂带宽度巨大,由多条倾向不同的次级断裂组成,分布在南北宽数公里的范围内,这些滑动面是逆冲走滑断裂在地表分散形成的"正花状"构造。晚第四纪期间,那拉提断裂曾多次发生过断错地表的强震事件,是天山内部一条重要的地震构造带。断裂断错了那拉提山前晚第四纪以来的各级地貌面,主要表现为断层陡坎、冲沟水系和地貌面的左旋位移,根据实测陡坎高度和对应地貌面的定年,获得断裂所造成的南北向地壳缩短速率在O.8~1.1mm/a左右,表明天山内部同样存在明显的构造变形。结合目前已有的地震地质研究资料,对天山山前和天山内部吸收的变形量分配进行了讨论,认为天山南北两侧山前对变形量的吸收调节作用并不显著高于天山内部。那拉提断裂具有左旋走滑特征的发现,对于理解天山现今变形方式以及应变分配具有重要的意义。     

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。     

元谋断裂晚第四纪活动特征及其构造应力分析

利用冲沟、山脊等断错构造地貌的卫星遥感图像解析,结合野外构造地貌观测以及断层露头剖面的研究,详细分析了元谋断裂一平浪-江边段的晚第四纪活动特征。研究结果表明,元谋断裂一平浪-江边段在晚更新世末期-全新世以左旋走滑活动为主,兼有一定正断层分量,其晚第四纪走滑速率大致为 0.45～2.60mm/a,其中一平浪-大龙潭一带,水平滑动速率约2.00mm/a,垂直滑动速率为0.07mm/a;   木莲旧-秧田井一带,水平滑动速率接近0.53mm/a,垂直滑动速率为0.06mm/a;   乐胜古-江边一带,水平滑动速率接近1.42mm/a,垂直滑动速率为0.04mm/a。同时表明,断裂表现出至少两期明显活动的分段性特征：  较早期活动时间大致为 50.87±4.32～53.23±5.89kaB.P.,为一平浪-秧田井段的最新活动时间,且一平浪-江边整段均活动;   在秧田井-江边段,断裂最新活动时间应晚于17.92±1.52kaB.P.。2008年8月30日的攀枝花61级地震的震源机制解也显示出与元谋断裂晚第四纪左旋走滑的活动特征一致。     

东昆仑断裂东端塔藏断裂压剪活动与高原隆升作用讨论

塔藏断裂位于东昆仑断裂带东端,横贯青藏高原东缘的高原内部和边缘,因属于巴颜喀拉块体向东南运移的东北侧边界带,其晚第四纪活动性质和滑动速率对认识青藏高原的构造变形模式极端重要。本文综合SPOT、中巴资源卫星等高分辨率遥感影像解译,利用冲沟、山脊、断错河流阶地、断层槽谷、反向坎等地震地貌的识别,开展详细的断错地层、地貌研究和系列年代学样品采集测试,对塔藏断裂的精细几何展布、晚第四纪活动性质、滑动速率进行详细分析。塔藏断裂自西向东可分为青藏高原内部的罗叉段、青藏高原边缘的东北村段和马家磨段,各段走向依次为113°、142°、130°,逐渐向南偏转,晚第四纪的活动表现为分段性和多期性。罗叉段全新世以左旋剪切走滑为主兼挤压活动,左旋走滑速率为2.43~2.89mm/a左右,最新地表断错事件发生在0.66±0.04ka BP以来,断层面表现出走滑断层的近垂直和张裂并发育充填楔的典型特征,塔藏断裂为东昆仑断裂系东延的主要断裂之一;马家磨段也为全新世活动断层,距今9.0±0.8ka的地层被断错,而且断层面北倾达58°。因此,对比分析塔藏断裂各段活动特征可见,西部以水平剪切运动为主,而东部走滑运动分量逐渐变弱,断面北倾、北盘上升导致的垂向分量逐渐变大。东昆仑断裂带及塔藏断裂晚第四纪走滑速率向东规则减小,并转化为横向逆冲作用和高原隆升,符合"叠瓦状逆冲转换—有限挤出模型"的特征。     

东昆仑活动断裂带秀沟盆地段晚第四纪构造变形与地貌特征研究

秀沟盆地是发育在东昆仑走滑断裂带上的一级拉分盆地,位于该断裂带西大滩-东大滩段与托索湖段的左阶连接部位.本研究通过解译分析高分辨率遥感影像和数字高程模型(DEM)数据,并结合野外高精度实时差分GPS(RTK-GPS)测量数据,对秀沟盆地第四纪构造活动及其地貌特征进行了研究.研究结果表明,沿东昆仑活动断裂带秀沟盆地段发育了晚第四纪地表地震破裂带、次级走滑拉分盆地、错断阶地陡坎、错断冲积扇等典型走滑构造地貌特征.其中秀沟盆地东北部发现约50km长,而且保存完好的地表地震破裂带,很可能是1902年秀沟盆地东北部M7.0级的地震地表破裂带.在破裂带的长度上,它与1963年发生在其东部阿拉克湖段的M7.0所产生的40km长的地震地表破裂带相近.高分辨率遥感影像的解译结果表明,冲积扇上发育的河流T3阶地与T4阶地之间发生了90m左右的水平断错累积位移,根据同一海拔高度沉积物的宇宙成因核素暴露年代测定资料得出的T3和T4阶地的形成年龄分别是6276±262a和8126±346a,估算出东昆仑活动断裂带秀沟盆地段全新世以来的平均走滑速率为12.9±2.9mm/a.此外,遥感影像解析和野外测量指示晚第四纪冲积扇发生的累积错断距离为2970±30m,根据这些推测冲积扇形成年代约为297±19kaB.P.,由此估算出秀沟盆地段晚更新世以来的长期平均走滑速率为10.1±0.8mm/a.两者结果接近,表明东昆仑活动断裂带秀沟盆地段晚第四纪以来有比较一致的走滑速率.     

阿尔金断裂带康西瓦段晚第四纪以来的左旋滑移速率及其大地震复发周期的探讨

在高分辨率Ikonos卫星影像（1m分辨率）分析基础上,结合野外考察和定量测量,详细研究了阿尔金断裂带西段康西瓦段三十里营房地区晚第四纪以来的变形特征,在三十里营房东侧塔尔萨依吉勒尕河下游地区,断裂切割了一系列发育完好的冲积扇和阶地。6级不同阶地陡坎和邻近冲积扇面上冲沟的左旋位错量分别为251±4m,250±5m,198±4m,22±2m,12±1m和约6m。T2表面的放弃年龄约10.9±0.2ka（10Be）所限定的位错量22²00m,得到左旋滑移速率为2¹8mm/a;而T4阶地的最大累积位错可能达500m,暗示的左旋滑移速率约4⁵mm/a。最近一次大地震造成的最新地貌左旋水平位错量约6m,该地震同震地表破裂带沿喀拉喀什河谷延伸长达100km,估算为Mw7.4地震,约12m的位错量可能是公元975¹020年（AMS14C）以来最近两次大地震的累积同震地表位错,约6m的特征滑移量暗示该地段发生类似约Mw7.4地震的复发周期约370⁵00 a。这些结果表明,在青藏高原北缘,阿尔金断裂带西段为大型的左旋走滑断裂,它吸收了印度/欧亚大陆碰撞产生的较大部分应变,并使高原西部物质向东运移。     

西秦岭北缘断裂带黄香沟段晚第四纪 活动表现与滑动速率*

文章对西秦岭北缘断裂带黄香沟段的沉积建造、构造地貌等开展了野外调查与研究。冲沟位错、断裂剖面、山脊位错、线性槽地、洪积扇变形与断塞塘等详细的构造地貌分析,显示断裂带在黄香沟段晚第四纪具有较强的活动性,以左旋走滑兼有倾滑分量为特征。根据其中两条晚更新世末期以来的冲沟左旋水平位错平均值30.5±3.0m,及其¹⁴ C限定的冲沟发生位错的年龄为13480±240aB.P.,获得断裂晚第四纪的水平滑动速率为2.3±0.2mm/a。 同时,由断裂位错洪积扇形成的1.05±0.30m垂直位移量,与该期洪积扇形成的¹⁴ C年龄3690±100aB.P. ,估算了断裂晚第四纪的垂直滑动速率为0.28±0.08mm/a。     

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     

青藏高原北部第四纪早期断裂活动的 新生性变化初步研究*

关于第四纪早期构造事件的年代学研究取得了大量数据,但对构造事件的表现形式缺乏认识。文章通过对海原断裂带内拉分盆地演化趋势及年代学研究,认为海原断裂带内的最新拉分盆地形成于1.6MaB.P.之后,代表一次新断裂的形成时期,且新断裂走向与先存断裂有一定的逆时针夹角。通过对青藏高原中部可可西里-东昆仑断裂带构造地貌的遥感解译和强震破裂调查,认为可可西里-东昆仑断裂带是一条具有新生性的强震构造带,新断裂形成时期为1.10~0.65MaB.P.之间,其构造带内的新生性断裂走向与先存断裂亦有一定的逆时针方向夹角。两条断裂带具有一致的演化趋势,说明在早更新世中后期存在区域性的构造事件,该事件表现为一系列新生性断裂的产生。     

天景山断裂带晚第四纪左旋走滑运动速率确定及其空间分布特征

天景山断裂带是青藏高原东北缘一条重要的左旋走滑边界断裂,但是对该断裂左旋走滑运动速率的空间分布特征缺少足够的研究和认识.通过卫星影像解译和野外地质调查,我们在天景山断裂带中段滑动速率限定范围较宽泛的段落选择两个典型的断错地貌观察点,以期获得更为可靠的断裂晚第四纪滑动速率.首先,利用差分GPS和无人机摄影测量技术分别对孟家湾和崾岘沟两点的冲沟或河流阶地的左旋走滑位移量进行精确测量和恢复.然后,利用光释光测年技术对被断错地貌面的年龄进行限定.最后,在综合分析地貌标志物位移和地貌面年龄之间关系以及其形成演化过程,计算和讨论孟家湾和崾岘沟两个点的滑动速率,分别为(1.2±0.3)mm/a和(0.9±0.3)～(1.1±0.2)mm/a.通过与前人研究结果进行对比和分析,认为天景山断裂带晚第四纪左旋走滑运动速率在空间上较为稳定,约为1.1 mm/a.     

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.     

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.     

Study on the Seismic Source Mechanisms of the Tibetan Plateau

STUDY ON THE SEISMIC SOURCE MECHANISMS OF THE TIBETAN PLATEAU