青藏高原隆升动力学与阿尔金断裂

青藏高原最晚一期也是最强烈的一期隆升发生在1-0.8Ma,与印度洋中脊三联点附近的“亚澳”陨击事件有关,陨击事件引起印度洋的快速扩张并导致印度板块在锡瓦利克带的强烈（A型）俯冲,正是这次俯冲引起了青藏高原及其外围山脉的快速隆升,中国西北的盆-山地貌因此而形成,其中东昆仑山推覆隆升近3000m,向北推挤近400km,是柴达木盆地,河西走廊新生界构造变形的主因,因此,“亚澳”陨击事件的影响,提供了青藏高原最晚一期隆升和中亚与中国西部大陆构造形成的大陆动力学背景;根据近年对阿尔金断裂带内同变形期新生矿（102-85Ma)近于同步,其累积错距达350-400km,晚白垩世一新生代同步错移了两侧原有的构造带和原型盆地。这为中国西部找矿,找油气的战略评估提供了一个新的思路。     

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.     

阿尔金英格利萨依花岗质片麻岩超高压变质

岩相学和矿物化学研究显示, 阿尔金英格利萨依一带含石榴子石花岗质片麻岩经历了复杂多阶段的变质演化, 其早期变质矿物组合是Grt+Per(出溶前)+Tit(出溶前)+Ky+Zoi+Qz/Coe±Cpx, 副矿物为Ap和Ru, 其中粗粒榍石含有斜长石＋角闪石的棒状出溶物, 计算的榍石出溶前(Tit)的成分含六次配位的Si^Ⅵ, 单位分子式中Si值介于1.032~1.047之间, 即含CaSi₂O₅组分为3.1%~4.6%. 利用实验岩石学资料和三元碱性长石温度计, 获早期变质条件为3.7~4.3 GPa和约1000℃, 结合石榴子石包裹的高Al-榍石,共同证实该岩石经历了超高压变质. 岩石化学特征显示, 该片麻岩的SiO₂含量>70%, Al₂O₃含量为12.58~14.08%, K₂O含量很高(>5%), Na₂O/K₂O比值介于0.4~0.6之间, 稀土配分呈LREE富集型, (La/Yb)N比值介于4.3~9.1之间, 具有明显的负Eu异常(δEu=0.06~0.59), 其原岩可能为中、上地壳重熔的产物. 同时, 考虑与其呈互层状或间层状产出的石榴子石二辉橄榄岩和含石榴子石中基性片麻岩都经历了超高压变质的研究成果, 共同证实区内超高压岩石的形成是陆壳深俯冲作用的产物, 这对深入探讨区内超高压岩石形成与折返的动力学机制提供了重要的约束.     

库姆塔格沙漠形成演化与区域新构造运动关系研究

库姆塔格沙漠位于塔里木板块东部的阿尔金山北麓地带,受青藏高原新构造运动强烈隆升和贯穿本区的阿尔金断裂系发生左旋走滑变动的影响,构筑了南高北低的地质构造变为盆山格局。通过现今的断裂左旋走滑、多风向吹扬及南侧高山洪水及泥石流侵蚀地形共同作用表现出帚状弧形展布。风沙地貌特征表现为由东北向西南分异明显、沙丘类型复杂、形态独特,主要以羽毛状沙丘、金字塔沙丘著称。     

于田地震同震形变场ALOS干涉雷达观测及初步分析

2008年3月21日发生在新疆于田的7.3级地震是继2001年11月昆仑山口西8.1级地震后的最大一次7级以上地震.地震是构造活动的集中反映, 会伴随着较大的地表形变及断裂的明显活动, 能够放大构造正常的活动方式, 同震变形场是这种放大作用在地表的直观反映, 对于认识发震断裂运动性质, 研究邻近构造活动性具有重要意义.青藏高原西北缘自然环境恶劣, 常规方法无法对于田地震开展及时有效的同震形变测量, 凸显出差分干涉雷达(InSAR)技术的优势.在介绍InSAR观测原理基础上, 通过地震前后ALOS干涉雷达观测获取了于田地震的同震变形场, 并结合构造背景揭示出:于田Ms 7.3级地震的宏观震中位于康西瓦断裂东南端的南北2个分支(大红柳滩断裂和慕士山南麓断裂)和阿尔金断裂西南端帚状的3个分支交汇的三角地带; 于田地震引发了阿尔金断裂一近南北向分支断裂的同震地表破裂, 破裂长度为25.6 km; 发震断层为正断层, 倾向西, 上盘的最大运动幅度在200 cm以上; 于田地震所在的两大断裂交汇处的构造应力场以近南北向挤压为主.      

阿尔金断裂新生代构造活动的两阶段性——来自地震属性分析的证据

自新生代以来,柴达木盆地西北缘各构造单元受青藏高原持续挤压和阿尔金断裂走滑的影响,构造变形复杂,发育有多种不同性质,不同规模的断裂.地震属性技术是三维(3D)地震资料解释和构造分析的可靠依据,有助于客观、准确的揭示断裂的空间分布情况,是复杂地区地质解释的重要工具.本文利用地震属性技术,对位于阿尔金断裂南侧柴达木盆地西部的小梁山背斜深、浅层进行详细的断裂解译,发现该地区深部发育早期EW向逆冲断层;晚期由于阿尔金断裂大规模走滑的作用,形成由深部引发的NW向“楔形”逆冲断层,深部NW向断层的活动引发浅层的滑脱褶皱.综合分析认为阿尔金断裂新生代的活动分为早期隆升形成EW向斜向逆冲断层,晚期走滑运动发育控制现今背斜形态的NW向断层,具有两阶段活动的特点.     

LA-ICP-MS Zircon Dating of the Yumuquan Magma Mixing Granite in the Southern Altyn Tagh and Its Tectonic Significance

阿尔金南缘鱼目泉花岗质岩体中含有大量暗色闪长质包体,岩相学及地球化学特征研究表明该岩体是由同期的幔源基性岩浆和酸性岩浆在近于液相(或“晶粥状”)状态下发生不均匀混合作用的产物.LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年结果显示其形成年龄(496.9±1.9 Ma)与南阿尔金山大陆深俯冲超高压变质岩的峰期变质年龄(504～487 Ma)相一致,且在地球化学特征上具有高Al2O3(平均l5.88％),较高的K2 O/Na2O值(平均1.26),高Sr(平均446×10-6),高(La/Yb)N值(平均24.04)和Sr/Y值(平均40),极低的Y(平均14.0×10-6)及Yb含量(平均1.5×10-6),类似于加厚地壳背景下形成的高Sr、低Y及Yb型花岗岩,反映出约500Ma时的南阿尔金造山带总体上处于地壳相互叠覆增厚的陆-陆碰撞造山作用阶段.分析认为,约500 Ma时,南阿尔金山地区伴随着增厚地壳发生熔融作用产生大规模酸性岩浆活动的同时,还存在幔源基性岩浆的底侵,其原因可能与同时期大陆深俯冲作用所诱发的深部热地幔上升有关.     

阿尔金断裂东段的构造转换模式

大型走滑断裂控制着青藏高原的变形,众多学者通过阿尔金断裂来探索青藏高原北部的构造变形过程。基于野外调查和前人的研究结果可知阿尔金断裂的滑动速率在肃北—疏勒河口段表现为三联点两侧的突降,祁连山西段的逆冲和走滑断裂吸收了阿尔金断裂的左旋位移。由于祁连山内部次级断裂活动性的增强,现存阿尔金断裂连续地表破裂终止于酒泉盆地西侧,但位于其东侧的断裂系仍属于阿尔金断裂。在Kohistan岛弧与欧亚板块碰撞之后,青藏高原沿阿尔金断裂曾发生滑动速率近一致的侧向挤出,断裂两侧此时并未发生明显的隆起。随后东昆仑造山带和祁连山造山带的先后大规模隆升,高原的北东向挤出迅速减弱。阿尔金断裂北东向挤出能力与东昆仑造山带和祁连山造山带的隆起存在明显的耦合作用。     

北阿尔金喀腊大湾地区4337高地北花岗闪长岩 SHRIMP U-Pb定年及其构造意义

喀腊大湾位于北阿尔金中东段,为北东向阿尔金断裂与东西向阿尔金北缘断裂所夹持,区内遍布中酸性侵入岩。笔者选取喀腊大湾地区4337高地北花岗闪长岩岩体为研究对象来反演喀腊大湾地区构造演化。岩石地球化学数据表明,岩体为高钾钙碱性I型花岗岩,可能是下地壳中钾和高钾变质玄武岩在高压条件下部分熔融形成的。4337高地北花岗闪长岩岩体锆石 SHRIMP U-Pb年龄为(494.4 ± 5.5)Ma,表明其为晚寒武世岩浆活动的产物。结合岩体的地球化学、微量元素构造环境判别图解、年代学和区域地质背景的特征,判定其形成于与俯冲有关的活动陆缘(大陆弧)构造环境。同时,结合前人对喀腊大湾地区岩浆岩的研究,认为该区在早古生代发育一条活动陆缘(大陆弧)岩浆岩带,指示北阿尔金局限洋盆在晚寒武世早中奥陶世向南俯冲在中阿尔金地块之下。通过对比北阿尔金东西段报道的中酸性侵入岩年龄数据,认为北阿尔金局限洋盆西段经历了更长时间的俯冲,整体呈东早西晚的剪刀状闭合。     

2008年3月21日于田7．4级地震的构造背景

2008年3月21日在新疆和田地区于田与策勒县交界处发生7.4级地震.地震发生在塔里木盆地的南边,靠近西昆仑山区边缘的阿尔金地震带.阿尔金断裂带西南端是有三个分支、向西撒开的构造,北面一支分布在硝尔库勒盆地,中间一支就分布在阿什库勒盆地,是这次地震主要的发震断裂构造;南面一支一直延伸到郭扎错盆地,限制了余震的分布范围.地震破裂是以拉张为主兼有走滑运动的倾滑破裂,是阿尔金深断裂左旋扭错的结果,和震源机制解的结果相一致.阿尔金断裂的强烈地震活动,往往伴随有青藏高原周边主要断裂带的大震活动.这次7.4级地震之后的一个多月就发生了四川汶川8级地震,在青藏高原及其边缘和新疆塔里木盆地的西部及帕米尔高原周缘地区是否会引起地震活动的进一步加强,也值得引起注意.