祁连山构造带的新构造变形机制

论述了祁连山构造带新生代以来的变形过程及形成机制。研究表明： 祁连山构造带的变形过程是在欧亚大陆与印度大陆碰撞汇聚作用下发生和发展的, 其变形过程与整个青藏高原的隆升过程同步进行。其中阿尔金断裂在其东段的走滑贯通对祁连山－ 河西走廊地区的构造运动影响很大。上新世末或第四纪初阿尔金断裂东段的走滑导致了祁连山地区应力场的旋转, 进而增大了沿 Ｎ Ｗ Ｗ 向主断裂的水平走滑分量。它是引起主断裂发生走滑的重要原因之一。     

祁连山构造带的新构造形机制

论述了祁连山构造带新生代以来的变形过程及形成机制。研究表明：祁连山构造带的变形过程是在欧亚大陆与印度大陆碰撞汇聚作用下发生和发展的,其过程与整个青藏高原的隆升过程同步进行。其中阿尔金断裂在其东段的走滑贯通对祁连山－河西走廊地区的构造运动影响很大。上新世末或第四纪初阿尔金断裂东段的走滑导致了祁连山地区的应力场的旋转,进而增大了沿ＮＷＷ向主断裂的水平走滑分量。它是引起主断裂发生走滑的重要原因之一。     

阿拉善地块南缘的左旋走滑断裂与阿尔金断裂带的东延

阿拉善地块南缘发育了由5条走向近EW、向西收敛、向东撒开的断裂组成的断裂束,每条断裂长度一般>100km,控制第四纪盆地呈EW向长条状展布,卫片上线性影像清晰,晚第四纪以来表现出左旋走滑活动的特点。断裂束西段的金塔南山断裂与阿尔金断裂带东段的宽滩山段趋于交会,并与文殊山构造隆起之间构成构造转换关系。分析认为金塔南山断裂以及整个阿拉善南缘断裂束是阿尔金断裂左旋运动的东延部分,断裂束在平面上“帚状”的、向东撒开的构造样式有利于走滑运动量的分解、消减和吸收,符合走滑断裂末端的构造特点。阿拉善南缘断裂束的左旋走滑活动有可能是阿尔金断裂带进一步向东扩展的结果,其时代可能发生于早更新世末—中更新世初     

GPS观测及断裂晚第四纪滑动速率所反映的青藏高原北部变形

断裂晚第四纪滑动速率及现今GPS观测揭示了青藏高原向北扩展与高原边缘隆升的运动特征.主要断裂晚第四纪滑动速率及跨断裂GPS应变速率的结果表明,青藏高原北部边缘的断裂以低滑动速率（＜10 mm/a）为主,特别是两条边界断裂：阿尔金断裂和海原—祁连山断裂.两条主要边界断裂上的滑动速率分布显示了断裂间滑动速率转换及调整特征.阿尔金断裂自95°E以西的8～12 mm/a稳定滑动速率,向东逐渐降低到最东端的约1～2 mm/a,而海原断裂自哈拉湖一带开始发育后滑动速率为1～2 mm/a,到祁连一带（101°E以东）增大到相对稳定的4～5 mm/a,直到过海原后转向六盘山一带,滑动速率降低到1～3 mm/a,甚至更低.滑动速率的变化及分布特征显示,阿尔金断裂滑动主要是通过祁连山内部隆起及两侧新生代盆地变形引起的缩短来吸收的,海原—祁连山断裂的低滑动速率及沿断裂运动学特征表明断裂尾端的陇西盆地变形及六盘山的隆起是断裂左旋走滑速率的主要吸收方式.这一变形特征表明,青藏高原北部边缘的变形模式是一种分布式的连续变形,变形发生自高原内部,边界断裂的走滑被高原内部变形所吸收.     

青藏高原东北缘壳幔各向异性的差异及含义

青藏高原东北缘是青藏块体东北部大型边界变形带,地处青藏块体、华南地块、鄂尔多斯地块和阿拉善地块的交汇处,为新构造时期以来较为活跃的地质构造单元,其内部发育了多条规模较大的断裂:阿尔金断裂、祁连山断裂带和海原断裂等.     

阿尔金断裂南侧弧形地貌单元成因及其构造意义

巨型左旋走滑的阿尔金断裂是青藏高原的北部边界,在印度-欧亚板块碰撞过程中起重要的调节作用,控制着青藏高原东北部的构造演化,认识其活动演化对理解青藏高原的构造变形过程和机制具有重要意义。阿尔金断裂南侧存在一系列弧形地貌单元,知晓这些弧形带是原始弧形弯曲还是后期由于阿尔金断裂左旋走滑拖曳而形成的,对认识阿尔金断裂的构造演化具有重要意义。文中在前期阿尔金断裂南侧柴西英雄岭和柴北缘2条弧形带不同部位已开展的精细古地磁旋转变形研究的基础上,综合研究区和阿尔金断裂附近已有的古地磁旋转变形研究结果和弧形带几何形态学等其它地质证据,分析发现这2条弧形带的几何学特征是由其不同部位发生旋转变形所导致的,且旋转变形与该时段阿尔金断裂的快速左旋走滑活动密切相关。通过上述工作,更加全面地了解了阿尔金断裂新生代2阶段的走滑特征,进一步限定了阿尔金断裂早渐新世以来左旋滑移量,以柴西段为参照系滑移量至少约350～430km,以柴北缘段为参照系至少约380～460km,平均滑移速率至少约10. 6～13. 9mm/a。     

阿尔金走滑断裂带昌马段的电性结构样式及构造意义

阿尔金断裂带东段走滑速率沿断裂走向方向存在明显的流失现象,有关阿尔金断裂带的影响范围及走滑速率变化的机制需要有更多的深部结构证据来提供支撑.本文以阿尔金断裂带昌马段为窗口,获取了4条横穿阿尔金断裂带及相邻地区的大地电磁测深剖面.二维电性剖面显示在阿尔金断裂带北侧中上地壳以连续的高阻体为主,而南侧祁连山内部的深部电性结构在横向上有较为复杂的变化.这一点与区域构造背景相对应,即北侧的塔里木盆地东缘依然具有较好的整体性,南侧的祁连山是青藏高原北缘生长的最前端,变形强烈.在断裂带的结构特征上,阿尔金断裂带沿走向方向的切割深度在昌马盆地西侧发生了显著的降低,与阿尔金断裂带相对应的电性边界在这里向南偏移了约15 km,对应F18断裂,并与昌马盆地相接.祁连山北部的断裂带,包括昌马断裂、旱峡—大黄沟断裂总体呈现出低角度南倾的样式,切过高阻异常体的顶部.虽然昌马盆地可以起到连接断裂带的阶区的作用,将部分阿尔金断裂的走滑分量转移到盆地南侧的昌马断裂上,但是昌马断裂的走滑速率从西向东是增加的,东侧的走滑速率甚至大于阿尔金断裂沿走向方向的流失分量.我们认为在青藏高原北部主要断裂带的活动还是受印度—欧亚板块碰撞引起的远程挤压效应的影响,包括阿尔金断裂以及祁连山内部系列断层都处于斜向挤压应力环境.在这种基本构造模式下,阿尔金断裂、断裂F18、昌马盆地、昌马断裂构成了一个局部的走滑速率分解-转换-吸收体系,对局部应力状态产生影响.

     

阿尔金走滑断裂带昌马段的电性结构样式及构造意义

阿尔金断裂带东段走滑速率沿断裂走向方向存在明显的流失现象,有关阿尔金断裂带的影响范围及走滑速率变化的机制需要有更多的深部结构证据来提供支撑.本文以阿尔金断裂带昌马段为窗口,获取了4条横穿阿尔金断裂带及相邻地区的大地电磁测深剖面.二维电性剖面显示在阿尔金断裂带北侧中上地壳以连续的高阻体为主,而南侧祁连山内部的深部电性结构在横向上有较为复杂的变化.这一点与区域构造背景相对应,即北侧的塔里木盆地东缘依然具有较好的整体性,南侧的祁连山是青藏高原北缘生长的最前端,变形强烈.在断裂带的结构特征上,阿尔金断裂带沿走向方向的切割深度在昌马盆地西侧发生了显著的降低,与阿尔金断裂带相对应的电性边界在这里向南偏移了约15 km,对应F18断裂,并与昌马盆地相接.祁连山北部的断裂带,包括昌马断裂、旱峡—大黄沟断裂总体呈现出低角度南倾的样式,切过高阻异常体的顶部.虽然昌马盆地可以起到连接断裂带的阶区的作用,将部分阿尔金断裂的走滑分量转移到盆地南侧的昌马断裂上,但是昌马断裂的走滑速率从西向东是增加的,东侧的走滑速率甚至大于阿尔金断裂沿走向方向的流失分量.我们认为在青藏高原北部主要断裂带的活动还是受印度—欧亚板块碰撞引起的远程挤压效应的影响,包括阿尔金断裂以及祁连山内部系列断层都处于斜向挤压应力环境.在这种基本构造模式下,阿尔金断裂、断裂F18、昌马盆地、昌马断裂构成了一个局部的走滑速率分解-转换-吸收体系,对局部应力状态产生影响.     

基于高分辨率影像的宽滩山北缘断裂带右旋走滑特征及其构造意义的初步研究

阿尔金断裂在河西走廊西端的酒西盆地附近左旋走滑特征逐渐消失,而其东侧的宽滩山断裂和黑山北缘断裂表现为逆冲构造。在宽滩山北侧分布的2条断裂,分别是塔尔湾-池家刺窝断裂和干峡山断裂,这2条断裂也表现出明显的活动特征。前人认为塔尔湾-池家刺窝断裂是1条低活动速率的逆冲断裂,并未对其水平运动进行详细研究。宽滩山北缘断裂带是否存在水平走滑运动,对于进一步探讨阿尔金走滑断裂和祁连山北缘逆冲断裂的构造转换模式,具有非常重要的意义。文中通过无人机Sf M摄影测量等野外工作,对宽滩山北缘的塔尔湾-池家刺窝断裂和干峡山断裂的走滑运动特征进行研究,并获得了2点初步认识:1)宽滩山北缘断裂是具有右旋兼有逆冲的活动断裂,通过对宽滩山北缘断裂带的河流冲沟和阶地的位错量进行统计,初步估计其晚更新世右旋走滑速率为0.2~0.25mm/a,全新世右旋走滑速率为0.5~1.5mm/a;2)宽滩山北缘断裂所在的河西走廊西端位置的构造主要驱动力来自于祁连山向北的挤压作用,造成了宽滩山北缘断裂的右旋走滑和酒西盆地内多条断裂的逆冲运动性质。     

东昆仑断裂带东段(玛沁—玛曲)晚第四纪长期滑动习性研究

东昆仑断裂带、阿尔金断裂带、祁连山一海原活动断裂带等组成了青藏高原北部大型走滑断裂系。这些断裂之间的空间联系、巨大的走滑量及其地壳缩短特征,都显示了它们在印度板块和欧亚板块汇聚过程中青藏高原的形成扮演了主要角色。这些断裂准确的滑动速率对于研究青藏高原变形和演化过程,确定水平滑动、变形的规模,建立高原的变形和演化模式提供了重要依据。     

The Rotational Structure along the Eastern Segment of the Altyn Tagh Fault and Its Implications in Dynamics

As a result of the left-lateral strike-slipping of the Altyn Tagh fault in Neotectonic period, a contra-rotational structure, namely the Zhaobishan vortex structure, has developed at the juncture of the main Altyn Tagh fault and the northern fringe fault of the Qilian Mountains.Preliminary analysis on the deformation and evolution of the Zhaobishan vortex structure. In combination with the previous data, suggests that the tectonic transform between the Altyn Tagh fault and the northern fringe fault of the Qilian Mountains attributes to the deformation of the rotational structure. The existence of a series of rotational structures along the Altyn Tagh fault and on the northeastern edge of the Qinghai-Xizang(Tibet) plateau indicate that as the substance in the northern Qinghal-Xizang (Tibet) plateau moves clockwise around the eastern tectonic knot of the Himalayas, rotational structures become the principal mode on the northern marginal zone of the Plateau of transforming and absorbing tectonic deformation.     

阿尔金构造系晚更新世中晚期以来的逆冲活动

在阿尔金构造系中,阿尔金走滑断裂具有逆冲分量。文中将阿尔金构造系的逆冲活动分为西、中、东3段描述。西段从阿依耐克至车尔臣河河口,阿尔金南缘断裂具有逆冲活动迹象,在山前发育了规模较小的逆冲断层,有较新的地貌面被错动;中段从车尔臣河河口至拉配泉一带,在阿尔金山北缘发育大规模的逆冲断层,有较新的地貌面被错动;东段从拉配泉至宽滩山,逆冲断层有2种形式,此段阿尔金北缘断裂有逆冲分量,同时在阿尔金山北缘及山前冲洪积扇上发育逆冲断裂。自晚更新世中晚期以来,中段及东段逆冲速率<2mm/a。中段西部江尕拉萨依地区自16kaBP以来逆冲速率约为0.33mm/a,中部米兰桥一带自32kaBP以来的逆冲速率约为1.42mm/a。东段最大的逆冲速率在近中部的团结乡,自约5.31kaBP以来达到约1.81mm/a,向东西两端有减小的趋势,在西部柳城子自约72.36kaBP以来的逆冲速率为0.57mm/a,而东端的红柳沟自约8.99kaBP以来仅为0.05mm/a。团结乡地区约自19kaBP以来,逆冲活动有增强的趋势     

昌马盆地内发现活动正断层

昌马盆地为祁连山西端的山间盆地,前人一直关注其周边断裂(如昌马断裂)的构造变形,盆地内部变形则鲜有研究。基于遥感解译和野外考察、探槽开挖、差分GPS和放射性碳(¹⁴C)测年等方法,发现昌马盆地西北部的一条活动断层。断层长约4 km,总体走向NEE,倾向SE,倾角陡立,断层地貌表现为陡坎、复陡坎、断层沟槽等,陡坎高度0～5.6 m,由WS向NE逐渐增大。断层运动性质以正断为主,最新活动时代为全新世,并识别出2期古地震事件：6 670～6 885 a B.P.和26 330～26 915 a B.P.。研究结果表明,在青藏高原东北缘向NE方向挤压扩展的背景下,祁连山造山带发生NW-SE向伸展,导致其西端受到SE向拉张作用而形成正断层。     

Discovery of the Longriba fault zone in eastern Bayan Har block,China and its tectonic implication

Re-measured GPS data have recently revealed that a broad NE trending dextral shear zone exists in the eastern Bayan Har block about 200 km northwest of the Longmenshan thrust on the eastern margin of the Qinghai-Tibet Plateau. The strain rate along this shear zone may reach up to 4-6 mm/a. Our interpretation of satellite images and field observations indicate that this dextral shear zone corresponds to a newly generated NE trending Longriba fault zone that has been ignored before. The northeast segment of the Longriba fault zone consists of two subparallel N54°±5°E trending branch faults about 30 km apart, and late Quaternary offset landforms are well developed along the strands of these two branch faults. The northern branch fault, the Longriqu fault, has relatively large reverse component, while the southern branch fault, the Maoergai fault, is a pure right-lateral strike slip fault. According to vector synthesizing principle, the average right-lateral strike slip rate along the Longriba fault zone in the late Quaternary is calculated to be 5.4±2.0 mm/a, the vertical slip rate to be 0.7 mm/a, and the rate of crustal shortening to be 0.55 mm/a. The discovery of the Longriba fault zone may provide a new insight into the tectonics and dynamics of the eastern margin of the Qinghai-Tibet Plateau. Taken the Longriba fault zone as a boundary, the Bayan Har block is divided into two sub-blocks: the Ahba sub-block in the west and the Longmenshan sub-block in the east. The shortening and uplifting of the Longmenshan sub-block as a whole reflects that both the Longmenshan thrust and Longriba fault zone are subordinated to a back propagated nappe tectonic system that was formed during the southeastward motion of the Bayan Har block owing to intense resistance of the South China block. This nappe tectonic system has become a boundary tectonic type of an active block supporting crustal deformation along the eastern margin of the Qinghai-Tibet Plateau from late Cenozoic till now. The Longriba fault zone is just an active fault zone newly-generated in late Quaternary along this tectonic system.     

On the faults of western Hexi Corridor and its nearby regions, northwestern China:Thrust faults and strike-slip faults of Late Cenozoic

Introduction Hexi Corridor, a corridor extended over 1 000 km and with a strike of WNW-ESE, is locatedbetween Alxa uplift and northern Qilianshan Caledonian folding belt of northern Qinghai-Xizang(Tibet) Plateau (Figure 1). In the paper, we will discuss the regions between Altun fault and Yu-mushan of the western Hexi Corridor, where the climate is arid, which results in sparse vegetation,but abundant oil and gas resource, and being one of the most important petroleum industry base…     

THE LATE QUATERNARY TECTONIC DEFORMATION REVEALED BY THE TERRACES ON THE BAIYANG RIVER IN THE NORTHERN QILIAN MOUNTAINS

The Qilian Mountains, as a major orogenic belt in the northeastern margin of the Tibetan plateau, is the forefront of the expansion of the plateau to the northeast, where thrusts and folds dominate tectonic deformation. The Baiyang River starts from the inner Qilian Mountains, flowing northward across various structures, and finally into the Jiuxi Basin. This work focused on exhaustive investigations to the terraces on this river to characterize the Late Quaternary tectonic deformation in this region. The results show that (1)these river terraces on the Baiyang River are segmented, of which multiple levels developed at steep terrains and anticlines in the basin. Bounded by the Niutou Mountains, mainly 2-3 and 4-5 levels of terraces formed in the upper and lower reaches, respectively. (2)The longitudinal profiles along the river suggest a vertical motion rate of the Changma fault as (0.32±0.09)mm/a and crustal shortening rate (0.12±0.09)mm/a. There was no vertical activity since the formation of T₅ surface (13ka)on the Hanxia-Dahuanggou fault. At the terrace T₅ (9ka)on the Laojunmiao anticline, fold uplift amounts (6.55±0.5)m and shortening amounts (3.47±0.5)m, yielding uplift and shortening rates (1.23±0.81)mm/a and (0.67±0.44)mm/a, respectively. The Baiyang River anticline began to be active about 300ka with uplift and shortening rates (0.21±0.02)mm/a and (0.14±0.03)mm/a, respectively since 170ka. (3)In the Qilian Mountains, there were two different deformation characteristics in response to the expansion of the Tibetan plateau. Shear deformation dominates the inner Qilian Mountains, which is manifested as lateral extrusion of blocks. In the northern margin of Qilian Mountains and Jiuxi Basin, the deformation is dominated by compression, expressing crustal shortening and uplift, and the shortening within the basin accounts about half of the total deformation.     

深地震反射剖面揭示的海原断裂带深部几何形态与地壳形变

由于活动的青藏高原不断的隆升和推挤作用,在西南向东北的推挤作用和周缘块体的阻挡以及东北缘内部块体挤压形变的作用下,形成了多个走向不同的青藏高原东北缘构造体系.新生代构造变形和地震活动强烈,区内分布多条大型深断裂带.海原断裂是青藏高原东北缘发育的弧形活动断裂带中规模最大、活动最为强烈的一条左旋走滑型断裂带,是重要的大地构造区边界,也是控制现今强震活动的活断层.本文利用2009年完成的高分辨率深地震反射剖面的北段资料,对其进行初步构造解释,揭示出海原断裂带的深部几何形态和其两侧地壳上地幔细结构.结果显示海原断裂并不是简单的陡立或者较缓,其几何形态随着深度变化.在海原断裂之下的Moho并未错断的反射特征显示海原断裂并不是直接错断莫霍面的超壳断裂.海原断裂带及两侧岩石圈结构和构造样式的研究为探讨青藏高原东北缘岩石圈变形机制提供地震学依据.     

河西走廊西段及邻区主要断裂（一）-晚新生代逆断层与走滑断层的地震剖面解释

基于地震剖面解释的构造分析表明，河西走廊西段及邻区发育有许多晚第三纪-第四纪的逆断层与走滑断层. 其主要类型有两种:一是与北祁连逆冲推覆作用有关的南倾逆断层，其走向北西，主要分布于北祁连山东北缘及河西走廊西南部地区；二是与阿尔金断裂活动有关的逆断层与走滑断层，主要分布于红柳峡、宽台山——合黎山地区. 这些断层与新生代始新世末期以来印-藏碰撞的远距离效应有关. 它们于晚第三纪开始活动，主要活动于第四纪时期，而且大多目前仍在活动，属于活动性断层，是河西走廊地区地震的潜发因素. 此外，它们还造成了地层的强烈变形，形成了一系列的地貌阶地和河流的水平错移.