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.     

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.     

阿尔金高压变质岩带的特征及其构造意义

阿尔金构造带存在两条高压变质岩带,一条为高压变泥质岩带,出露在阿尔金中段北部红柳沟-拉配泉东西向蛇绿混杂岩带之中的贝克滩东侧,东西向展布约几公里;另一条为榴辉岩带,出露在阿尔金南缘的江格萨依南-米兰河上游一带的北东向隆起带上,断续延伸约200km.区域构造背景、高压变质岩石的变质历史及顺时针型P-T轨迹和年代学研究表明,这些高压变质岩石的形成应与板块俯冲、碰撞活动有关,它们分别代表了显生宙初塔里木板块东南缘的两次俯冲-碰撞活动.这一成果为阐明阿尔金左行走滑断裂系的早期演化及板块增生提供了重要依据.     

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...     

转换断层及其地质意义—以阿尔金转换断层为例

转换断层按其“平移”段运动方向分为左旋与右旋；按其“平移”段两终端与之高度相交的构造性质组合进一步分为伸展正新“调节”型转换断层、挤压褶皱－冲断“调节”型转换断层及复合型转换断层。新生代以来，阿尔金断裂是“调节”青藏高原北缘西昆仑、祁连造山带挤压变形的构造，为新生代左旋挤压型转换断层。     

玉树断裂带左旋走滑活动标志及其几何学 与运动学特征

玉树断裂带位于甘孜-玉树断裂带北西段,是一条总体呈NWW向展布的左旋走滑活动断裂带.沿断裂带发育错断水系与冲沟、拉分盆地、地震地表破裂与断裂破碎带等一系列反映玉树断裂带左旋走滑活动的典型地质-地貌标志.在室内遥感解译的基础上,结合最新的野外实地调查成果,对沿玉树断裂带上反映其左旋走滑活动的地质-地貌标志进行了总结,并对断裂带的几何学与运动学特征进行了综合分析.结果表明,玉树断裂带总长约150km,总体走向120～130°,自西向东可划分为呈左阶雁列分布的陇蒙达-结隆段、结隆-结古段和结古-查那扣段3段.沿该断裂带发育的串珠状拉分断陷盆地规模的大小反映出玉树断裂带自西向东拉张效应逐渐减弱、挤压效应逐渐增强的特点.玉树2010年7.1级地震的宏观震中处于晚第四纪活动性最为显著的中段,而仪器震中恰好处于该断裂带的不连续部位,进一步证明雁列走滑活动断裂带上的不连续部位通常是强震活动的初始破裂区域.     

阿尔金断裂带最大累积走滑位移量——900km？

通过变形构造几何学、岩石学和区域构造对比研究,认为阿尔金断裂西北侧的阿尔金山北缘、南缘近EW走向的蓝片岩-榴辉岩高压变质带、榴辉岩超高压变质带分别与阿尔金断裂东南侧的北祁连山、柴北缘NW—SE/NWW—SEE走向的蓝片岩-榴辉岩高压变质带、榴辉岩超高压变质带相对应,并且,高压变质带与超高压变质带的宽度和走向在断裂两侧存在较大的变化。这种在断裂带中宽度变窄、角度趋于与断裂带走向一致的变化是韧性或韧脆性走滑过程中产生的拖曳构造。因此,阿尔金断裂带走滑过程中存在较大的韧性变形,它的最大累积走滑位移量应由韧性和脆性走滑位移量组成,至少大于500km,小于1000km。另外,拖曳构造的几何特征,以及西昆仑库地北蛇绿岩、阿尔金南缘蛇绿岩和柴北缘蛇绿岩在年龄、岩石组合及地球化学特征方面均具有相似之处,暗示在早古生代时期西昆仑和阿尔金南缘、柴北缘很可能处于相同的构造背景之中,后被阿尔金断裂所切割。因此,综合得出了阿尔金断裂带最大累积左旋走滑位移量为900～1000km。     

阿尔金断裂走滑作用对青藏高原东北缘山脉形成的古地磁证据

通过对青藏高原北部阿尔金断裂东缘早白垩世-第三纪红层与玄武岩38个采点的系统古地磁测定,获得了研究区早白垩世-第三纪高温特征剩磁分量。结果表明,昌马乡早白垩世红层与玄武岩剖面层面坐标下高温特征剩磁平均方向(Ds=32.8°,Is=59.4°,κs=36.2,α95=8.1°)和北大窖早白垩世玄武岩剖面层面坐标下高温特征剩磁平均方向(Ds=335.4°,Is=55.1°,κs=34,α95=9.6°)均通过了褶皱检验,可能代表岩石形成时的原生剩磁。旱峡地区早白垩世地层层面坐标下高温特征剩磁平均方向(Ds=26.1°,Is=49.5°,κs=28.6,α95=7.3°)和红柳峡早第三纪地层层面坐标下高温特征剩磁平均方向(Ds=355.4°,Is=48.3°,κs=135.8,α95=7.9°),这两组高温特征剩磁方向在地理坐标下均远离现代地磁场方向,且具有正、反双极性特征,说明其也可能代表了岩石形成时的原生剩磁方向。结合已有阿尔金断裂及周边早白垩世-第三纪古地磁结果,提出柴达木块体在新生代印度/欧亚大陆碰撞挤压下并没有发生明显的整体顺时针旋转作用,青藏高原东北地区的块体旋转作用是阿尔金断裂左旋走滑作用在青藏高原东北缘转换的重要表现形式。     

阿尔金断裂走滑位移的确定——来自阿尔金山东段构造成矿带的新证据

阿尔金断裂是中国西北地区最大走滑断裂之一,呈北东东向延绵近1500km,以其强烈的贯穿性、巨大的规模、强烈的活动性和巨大的位移量为特征。但是对于其左行位移量一直存在比较大的争议,一些学者认为300～500km,而另外一些学者认为700～800km,甚至900～1000km。最近十余年的找矿进展显示出阿尔金山东段是一条重要的铁铜金铅锌多金属成矿带,其矿床成因类型、不同矿种组合关系及其反映的成矿作用条件与北祁连山西段非常相似,可以认为阿尔金山东段成矿带是北祁连山西段成矿带的西延部分,即阿尔金山东段成矿带是北祁连山西段成矿带被阿尔金断裂左行走滑断错的部分。因此,依据阿尔金山东段成矿带与祁连山西段成矿带的可比性,将此作为标志物,作者认为阿尔金断裂左行走滑总位移量为400km左右。     

AGE OF THE ALTYN TAGH STRIKE—SLIP FAULT

AGE OF THE ALTYN TAGH STRIKE—SLIP FAULT     

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.     

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。     

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。     

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。     

Late Quaternary Tectonic Deformation of the Eastern End of the Altyn Tagh Fault

The Quaternary activity of the faults at the eastern end of the Altyn Tagh fault, including the Dengdengshan–Chijiaciwo, Kuantanshan and Heishan faults, was studied on the basis of interpretation of satellite images, trenching, geomorphologic offset measurements and dating. The Altyn Tagh fault has extended eastwards to Kuantanshan Mountain. The left–slip rates of the Altyn Tagh fault decreased through the Qilianshan fault and were transformed into thrust and folds deformation of many NW–trending faults within the Jiuxi basin. Meanwhile, under NE–directed compression of the Tibetan plateau, thrust dominated the Dengdengshan–Chijiaciwo fault northeast of the Kuantanshan uplift with a rate lower than that of every fault in the Jiuxi basin south of the uplift, implying that tectonic deformation is mainly confined to the plateau interior and the Hexi Corridor area. From continual northeastward enlargement of the Altyn Tagh fault, the Kuantanshan uplift became a triangular wedge intruding to the east, while the Kuantanshan area at the end of this wedge rose up strongly. In future, the Altyn Tagh fault will continue to spread eastward along the Heishan and Jintananshan faults. The results have implications for understanding the propagation of crustal deformation and the mechanism of the India–Eurasian collision.