青藏高原东北缘海原断裂带新生代构造演化

海原断裂带作为青藏高原东北缘构造变形最显著断裂带之一,记录了青藏高原向北东扩展的构造信息。在详细的构造测量基础上,初步提出海原断裂带新生代以来的古构造应力场序列,反演了其新生代构造演化历史。详细构造解析表明,海原断裂带新生代以来主要经历了5个构造演化历史阶段,即始新世-中新世NWSE向构造伸展与沉积盆地发育、中新世晚期-上新世NNESSW向构造挤压与海原断裂带右行走滑活动、上新世末-早更新世NESW向构造挤压与强烈褶皱逆冲活动、晚更新世晚期以来ENEWSW向构造伸展与断陷盆地发育、全新世以来NESW向构造挤压作用与断裂带强烈左行走滑活动。变形分析表明海原断裂带现今地貌格局主要缘于上新世末-早更新世NESW向强烈逆冲活动,后期ENEWSW向构造挤压作用导致断裂走滑活动,并改造了局部地貌,主要表现为沿断裂带发育一系列第四纪小型拉分盆地。该带新生代构造演化研究,为探讨青藏高原东北缘新构造演化提供了具体构造证据。     

青藏高原东北缘海原断裂带晚新生代构造变形

海原断裂带是青藏高原东北缘的边界断裂带,其新生代以来丰富的构造变形样式是研究高原向北东方向扩展的天然实验室。采自断裂带上盘南华山的磷灰石裂变径迹热年代学结果、横跨海原断裂带的地震反射剖面分析揭示了海原断裂带晚新生代以来经历了先逆冲、后走滑的两阶段变形过程。海原断裂第一阶段强烈的北东方向逆冲推覆变形始于(12±3)Ma,造成了断裂上盘山体的快速隆升与断裂下盘的挠曲变形,同时,破坏了高原东北缘新生代巨型沉积盆地。海原断裂这种挤压变形代表了青藏高原在约12Ma扩展至现今高原东北部,使其成为高原东北缘的最新组成部分。约5.4Ma,海原断裂第二阶段变形以不断增加的左旋走滑分量为特征,沿断裂带所产生的左旋走滑位移被其尾端的六盘山、马东山以东西向的地壳缩短调节吸收。海原断裂上新世左旋走滑运动,可能主要是青藏高原东北缘北东向挤压变形作用后期高原东北部物质沿其主要边界断裂向东有限挤出的结果。     

青藏高原东北缘共和-茶卡盆地晚新生代构造变形与地貌演化

青藏高原东北缘作为现今高原向北东方向最新扩展生长的前缘部分,包括了南部高海拔、低起伏的东昆仑高原以及北部盆山相间的祁连山高原及其邻近地区。有关该区晚新生代构造变形及地貌演化研究,有助于揭示青藏高原生长过程的动力学机制。文章选择青藏高原东北缘共和羊曲、茶卡大水桥等新近纪沉积剖面,通过总结磁性地层学、沉积学资料,综合厘定了共和-茶卡盆地及邻区约20 Ma以来的盆地消亡及地貌演化过程;在现有盆地沉积、构造热年代学以及夷平面变形等研究结果基础上,获得青海南山和共和南山及其前陆的构造缩短量分别为0.8~2.2 km和5.1~6.9 km;并以约6~10 Ma和约7~10 Ma的生成地层记录的变形时间为约束,得到晚中新世以来的缩短速率分为0.1~0.2 mm/a和0.8~1.0 mm/a,这与断裂陡坎揭示的断裂逆冲速率及现今GPS观测相符合,表明10 Ma以来构造变形速率的相对稳定性和连续性;共和-茶卡盆地及祁连山南缘广泛发育低起伏地貌面,后期被不断抬升至现今高度塑造高原地貌形态。上述认识为理解晚新生代以来青藏高原东北缘的形成过程提供了基础资料。

     

青藏高原东北缘六盘山地区新生代构造旋转及其意义

青藏高原东北缘构造变形的研究是认识高原隆起过程、机制和印度-欧亚板块碰撞远程效应的重要途径。新生代时期,海原-六盘山断裂、香山-天景山断裂、烟筒山-窑山断裂和青铜峡-固原断裂控制的青藏高原最东北缘六盘山地区山前盆地群,接受了巨厚的新生代沉积,较完整地记录了高原东北部的变形隆升历史。通过六盘山地区丁家二沟剖面的精细古地磁研究发现,白垩纪结束后至中新世六盘山地区发生了约23°的长期顺时针构造旋转,并主要发生在三个时期:可能于晚始新世至早渐新世六盘山地区发生了约9°的顺时针旋转、早渐新世晚期顺时针快速旋转约9°、早中新世初顺时针快速旋转约5°,同时它们也被地层变形侵蚀和沉积演化所记录,说明印度-欧亚板块碰撞变形的前峰最迟在约始新世末-渐新世初就已经达到六盘山地区。这比目前普遍认同的六盘山地区变形隆升是青藏高原隆起中最晚形成(第四纪以来)的观点早了至少3千多万年,它为深入认识高原隆升过程和环境效应提供了新的证据。     

四川盆地西北部新生代构造变形模式讨论——对认识青藏高原东北缘新生代变形机制的意义

综合造山带内的构造热年代学及盆地内部进行的磷灰石裂变径迹研究,提出了四川盆地西北部的三个背斜（潼梓关背斜、九龙山背斜和南阳坝背斜）主要是新生代构造变形的产物。野外观察发现汉中盆地是一个第四纪的拉分盆地,其主控断层具左行走滑性质。新生代青藏高原东缘大型地块向东挤出,遭遇强硬的四川克拉通阻挡之后,沿着龙门山形成了一个右行的走滑挤压带,并且影响到邻近的四川盆地,形成北东向背斜。这期构造变形往北延伸进入米仓山,形成具有逆冲性质的北东向断层。四川盆地北面也存在向东的挤出作用,这和汉中盆地主控断层的左行走滑性质是匹配的。四川盆地北面的地块挤出影响了米仓山前缘的四川盆地,由于龙门山和米仓山构造变形的叠加,使得最东面的南阳坝背斜相对于其它两个背斜在褶皱轴上发生了偏转。     

青藏高原东北缘龙首山晚新生代多阶段构造隆升的盆地记录

龙首山地区位于青藏高原与阿拉善地块的结合部位,其盆山演化过程和断裂带扩展模式的恢复对揭示青藏高原新生代北东向生长具有重要意义。本文基于龙首山南北两麓3个新近系沉积剖面的构造特征和5个砂岩样品的碎屑锆石U-Pb同位素LA-ICP-MS年龄结果,重建了青藏高原东北缘龙首山地区晚新生代的盆山演化过程。研究结果显示,龙首山地区晚新生代沉积-构造演化经历了3个主要阶段：（1）~14Ma,龙首山南缘断裂带活化,阿拉善地块南缘沿此断裂逆冲于张掖盆地之上,张掖盆地开始接收阿拉善地块的物源;（2）~5Ma,龙首山南缘断裂带的次级断裂开始发育,使龙首山南侧山麓白垩系开始剥露并为张掖盆地提供物源,同时,龙首山北缘断裂带活化并导致潮水盆地发生挠曲沉降,接收龙首山的物源;（3）5~2.5Ma,龙首山北缘断裂带的次级断裂开始发育,导致龙首山北麓白垩系开始剥露并为潮水盆地提供物源。通过对龙首山周缘盆地沉积相和物源开展分析,本研究反演了龙首山地区中新世以来的断裂带活动和山体隆升过程,表明在14~2.5Ma,随着龙首山南缘断裂、北缘断裂的活化和次级断裂的发育,龙首山经历了3次强烈的隆升,这对揭示青藏高原北东向的扩展过程具有重要的指示意义。

     

青藏高原东北缘牛首山地区新构造运动及黄河演化

青藏高原东北缘银川盆地及盆地以南的弧形山地,是研究青藏高原新构造运动与古环境变化的重要区域。位于银川盆地与弧形山地交界的牛首山,记录了上新世以来盆地南缘与黄河中宁-青铜峡段的演化过程。上新世干河沟组具有盆地边缘相及河流相两种不同的沉积,其中河流相沉积呈带状分布于牛首山南麓;西麓山前台地缺失干河沟组,仅覆盖山麓相胶结砾石;南麓及北麓发育完整黄河阶地,最高阶地拔河低于胶结砾石平均高度;西麓断层右旋走滑导致新生界褶皱并错断干河沟组。对上述牛首山构造地貌特征分析表明,上新世时期古黄河经牛首山东麓入银川盆地;早更新世牛首山西麓支流抢夺主流水量发育壮大,切青铜峡入银川盆地,东麓古黄河废弃,形成现今研究区地质地貌现象。     

帕米尔东北缘地区构造变形特征与盆山结构

帕米尔东北缘乌泊尔地区是正确认识帕米尔北缘盆山结构和构造变形特征非常关键的地区,本文利用连续电磁剖面(CEMP)资料和地震资料,并结合野外地质调查资料和钻井资料,对帕米尔东北缘乌泊尔地区的盆山结构和构造变形特征进行了研究。认为帕米尔东北缘及其以北地区的盆山结构表现为帕米尔造山带向北冲断和南天山向南冲断所形成的对冲结构; 帕米尔山前为基底卷入式构造,古生界—中生界沿高角度的逆冲断层推覆到新近系和第四系之上,形成山前的古生界—中生界逆冲推覆带; 北侧由受乌泊尔断裂控制的深部隐伏冲断体系和浅部的第四纪背驮盆地所构成。研究区的新生代构造变形时间开始于上新世晚期,并持续变形至今,形成了下更新统西域组（Q1x）与下伏上新统、Q2与Q1和Q3 4与Q2之间的不整合。研究区最小构造缩短量为486 km,缩短率为481％。     

西秦岭北缘构造带的新生代构造活动——兼论对青藏高原东北缘形成过程的指示意义

西秦岭北缘构造带是青藏高原东北部一条重要的北西西向构造带,它由一组近于平行的断裂组成,中部发育活动的左旋走滑断裂,两侧发育向外扩展的多条逆冲断裂,剖面上呈向北偏心的花状构造。自古近纪中晚期以来西秦岭北缘构造带成为青藏高原早期的北东边界,其新生代构造活动控制了两侧的新生代盆地沉积演化和构造变形。在构造带南侧滩歌盆地自古近纪中晚期堆积了一套厚度较大的砾岩和砂岩地层,但未见新近纪地层;沿西秦岭北缘构造带中部在中新世形成具有剪切拉张性质的武山—漳县盆地,沉积了厚度超过千米的砾岩、砂岩和泥岩序列;在构造带北侧陇西盆地从古近纪中晚期至中新世晚期一直处于前陆盆地发育阶段,沉积了连续的新生代地层序列。在中新世晚期以后,整个构造带遭受挤压变形,逆冲活动强烈,中部的武山—漳县盆地和北侧的陇西盆地相继消亡,新生代地层发生强烈构造变形,位于构造带南侧的滩歌盆地也同时发生轻微缩短变形。第四纪晚期以来西秦岭北缘构造带断裂活动主要表现为左旋走滑运动方式,而逆冲断裂活动则迁移到了北东方向的海原断裂和香山—天景山断裂(又称中卫—同心断裂)等构造带之上,实现了大区域范围内的应变分配。     

青藏高原东北缘柴达木盆地路乐河地区新生代构造变形的古地磁证据

青藏高原东北缘是高原由西南向东北方向扩展的前缘位置，其新生代构造变形对揭示青藏高原隆升、扩展的过程与动力学机制具有重要的意义。柴达木盆地是青藏高原东北缘最大的新生代沉积盆地，发育巨厚的新生代地层，这些地层所记录的古地磁极旋转信息是定量约束柴达木盆地新生代以来构造变形发生的时间、方式与幅度的载体。本文以柴达木盆地北缘新生代地层出露良好、具有精确地层年代控制的路乐河剖面为研究对象，开展了古地磁极旋转研究，统计分析路乐河剖面24. 6~5. 2 Ma之间1477个可靠古地磁样品的特征剩磁方向(ChRM)，发现柴达木盆地北缘路乐河地区在24. 6~16. 4 Ma发生小幅度(不显著)的逆时针旋转，旋转角度约为8. 4°±6. 1°；16. 4~13. 9 Ma路乐河地区发生显著的顺时针旋转，旋转角度可达36. 1°±6. 0°；13. 9~5. 2 Ma 该地区未发生明显的构造旋转；5. 2 Ma以后路乐河地区逆时针旋转了~6°。结合柴达木盆地北缘区域构造变形的分析，我们提出柴达木盆地北缘路乐河地区在16. 4~13. 9 Ma 之间发生强烈的顺时针旋转构造变形(~36°)可能代表了盆地北缘中中新世遭受强烈的地壳差异缩短变形，从而成为高原最新形成的部分。     

Irregular western margin of the Yangtze block as a cause of variation in tectonic activity along the Longmen Shan fault zone,eastern Tibet

On 12 May 2008 and 20 April 2013, respectively, the devastating magnitude 7.9 (Wenchuan) and magnitude 7.0 (Ya’an) earthquakes struck the southwestern Longmen Shan fault zone (LMSFZ), the eastern margin of the Tibetan Plateau. These events were notable because they occurred in a heavily populated area and resulted in severe damage and loss of life. Here we present an integrated analysis of potential field anomalies and a crustal-scale seismic reflection image to investigate the crustal structure and some tectonic relationships associated with these devastating events. Our results show that the western margin of the Yangtze crustal block possesses an irregular margin that extends westward beyond the LMSFZ to the northeast and merges gradually with the LMSFZ to the southwest. We interpret this variation in deep structure to create a lateral heterogeneity in the local stress regime that explains the observed variations in fault geometry and slip distribution, as well as seismicity, of the LMSFZ. This structural complexity results in a differential build-up of stress as the Tibetan Plateau is being extruded eastward. Thus, the results of this research can help identify potential natural hazard zones and focus efforts on hazard mitigation.     

西秦岭新生代以来地质构造过程对青藏高原隆升和变形的约束

西秦岭位于青藏高原东北缘重力梯度带内,是高原物质向北、向东扩展的前缘,其新生代以来地质构造 地貌过程应该是印度板块-欧亚板块的碰撞造山过程和高原隆升过程的一部分。通过对西秦岭内部中-新生代沉积、变形及地貌记录的初步综合分析,得出如下初步认识:(1)根据西秦岭中-新生代红层沉积岩石组合和构造变形特征,可以分为晚侏罗世-早白垩世、晚白垩世-古近纪和新近纪三个构造层,分别对应于西秦岭新生代3个构造演化阶段。(2)西秦岭晚白垩世-古近纪构造层的褶皱缩短和区域断裂带的逆冲推覆发生在古近纪末期-新近纪初期,与整个青藏高原主要逆冲推覆构造事件同步,说明印度板块与欧亚板块碰撞的构造应力在古近纪末已波及至西秦岭。(3)西秦岭新近纪以来经历了一个构造相对稳定的侵蚀夷平期,于36 Ma之前形成了以晚白垩世-古近纪构造层侵蚀面、前新生代碳酸盐地层的岩溶夷平面为标志的主夷平面以及夷平面发育过程中形成新近纪近水平的、以红色粘土岩为主要特征的细碎屑沉积。这一夷平面可以作为高原组成部分的西秦岭隆升的基准面。该夷平面现今高程自西向东逐渐降低,反映了西秦岭隆升呈现自西向东连续的扩展。(4)青藏高原南部构造变形方式在中新世发生了由逆冲推覆 褶皱缩短向伸展走滑的构造转换,而在西秦岭内部却并未发生这样的构造转换,仍然以逆冲构造为主,只是西秦岭北缘的边界断层在中-晚更新世才发生逆冲 左旋走滑作用,这可能指示了青藏高原东北缘晚新生代构造变形的走滑作用只是构造块体边界与构造挤压应力方向下非正交的应力分解所致,同时也可能反映了作为西秦岭块体整体滑移和块体内部的收缩变形并行不悖。(5)由GPS观测数据确定的区域位移场应该指示了现今西秦岭块体的整体缓慢的向东移动,地震机制解确定的构造应力是下地壳向东蠕动拖曳脆性上地壳的整体运动,西秦岭地壳厚度由西向东逐渐增厚是西部由于南北向缩短增厚的下地壳向东扩展流动的结果,增厚地壳的均衡抬升是西秦岭地貌面高度变化的内在原因。     

青藏高原东北缘固关-虢镇断裂中段第四纪以来活动特征

固关-虢镇断裂是青藏高原东北缘、鄂尔多斯地块西南缘陇县-宝鸡断裂带中的一条主要断裂,该断裂的运动特征和活动性包含了青藏高原向东北方向扩展机制的重要信息。固关-虢镇断裂中段在卫星影像和DEM图上都显示出清晰的线性影像特征,地貌上表现为清楚的地貌陡坎,陡坎高80～100 m。通过卫星影像判读、野外调查、探槽开挖和年龄测试等方法的综合研究,结果认为固关-虢镇断裂中段第四纪早期有明显活动,并以左旋走滑运动为主,左旋走滑运动利用了早白垩世形成的正断层面;晚更新世以后固关-虢镇断裂停止了活动。造成断裂运动方式和活动性转变的原因是,第四纪以来印度-欧亚大陆碰撞的远程效应到达青藏高原东北缘之后,陇县-宝鸡断裂带周围的块体因为相互作用进行调整,形成了该断裂带局部构造应力以剪应力为主所致。     

青藏铁路风火山段晚第四纪断裂活动分析

地表地质调查发现,第四纪期间在风火山逆冲-褶皱构造带以发生近东西向的伸展变形为特征。在该构造带中形成切割早期近东西向挤压变形构造带、指示近东西向伸展变形、整体沿北60°东向展布的二道沟断陷盆地。断裂活动的地质、地貌证据表明,控制该盆地晚第四纪断陷的主边界断裂位于其北缘,是一条断续延伸达24 km左右、可能兼具左旋走滑性质的正断层。根据该区晚第四纪沉积物的分布和时代,并对断裂所错动的晚第四纪地质-地貌体进行初步的年代学分析,可以初步断定该断裂的晚第四纪垂直活动速率应该介于0.2~0.4 mm/a之间。     

东至断裂带构造变形特征及其构造演化

东至断裂带是皖西南一条重要的北北东向断裂带。详细的构造解析表明,该断裂带主要经过3期构造变形,分别是发生在晚侏罗世末—早白垩世初的左行平移断层、早白垩世期间的伸展构造和晚白垩世—新生代的右行平移断层。通过断层擦痕矢量反演和断层叠加改造关系分析,认为东至断裂带及其两侧多期构造变形对应的区域应力场分别为近南北向挤压、北北西—南南东向挤压、北西—南东向伸展和近东西向挤压应力场。东至断裂带的形成和演化与郯庐断裂带相似,主要与华南与华北板块俯冲碰撞、伊泽奈崎板块和古太平洋板块向欧亚板块俯冲碰撞与弧后扩张、及印度板块向北碰撞后产生向东的构造挤出等多构造体制共同作用有关。     

郯庐断裂带早新生代的活动性质研究

郯庐断裂带是新生代以来中国东部大陆大地构造演化中最重要的构造带之一,对郯庐断裂的认识制约了大型盆地的形成演化的认识及油气资源的评价。本文在野外实地调查的基础上,从郯庐断裂带与地层的穿切关系入手,借助最新的地震反射剖面以及第一手野外资料,判定郯庐断裂带在新生代早期经历了强烈的活动,表现为左旋兼具逆冲的性质。通过分析覆盖在郯庐断裂带之上火山岩中的断裂发育样式和地震反射剖面上的地层覆盖关系,认为中新世以来,相当于渤海湾盆地的东营运动之后,构造应力场发生了变化,郯庐断裂带不再有显著的活动,发育了新的断裂体系。郯庐断裂新生代兼有垂向位移的走滑活动奠定了中国东部古近纪盆地形成、沉积演化和油气资源成藏的基本格局。     

巽他弧北部掸邦高原地壳变形、长期块体运动和发震过程:来自大地测量研究结果的约束

本文通过约束大地测量研究来探索掸邦高原及其周围地区现今的地壳变形和长期块体运动,以期提供该地区地球动力学和相关地震危险状况的最新状态。掸邦高原在横向上由西侧的萨干(Sagaing)断裂和东侧的红河断裂这两条主要断裂包围。其中,青藏高原地壳的韧性流挤压被认为是该夹层变形单元变形的主要因素。大地测量清楚地表明,萨干断裂和红河断裂段分别具有约18 mm/a和约45 mm/a右旋运动走滑速率。此外,掸邦高原内部断层体系大地滑移累积表现为1213 mm/a的整体左旋运动速率。我们认为相对于刚性巽他古陆,研究区域的形变分布和长期块体运动主要受区域书架型断层作用控制,其原因是掸邦高原两侧的主断裂(萨干断裂和红河断裂)存在差异性断裂活动。