滑脱褶皱陡坎的变形特征和运动学模型:以帕米尔-南天山前陆地区明尧勒背斜为例

褶皱陡坎是褶皱变形过程中形成的地貌陡坎,是近期发现的一种不同于断层陡坎的构造作用形成的陡坎状地貌。在缺少地震反射剖面等深部资料时,利用褶皱陡坎可对活动褶皱的变形特征和生长演化历史进行限定,但迄今为止有关研究较少。位于帕米尔-南天山前陆地区的明尧勒背斜为第四纪活动的滑脱褶皱。在背斜南翼的河流阶地上发育了一系列褶皱陡坎:在T2和T3b阶地上,褶皱陡坎的高度/宽度/坡度分别为16m/40m/25°和20m/50m/26°,陡坎位置与下伏基岩中向斜枢纽位置对应。通过对这些褶皱陡坎的分析,得出:1)这些褶皱陡坎是滑脱褶皱通过膝折带迁移机制形成的。2)褶皱陡坎形成初期,陡坎高度、宽度和坡度逐渐增大;当陡坎宽度达到枢纽带宽度2倍时,陡坎坡度将达到最大值;之后尽管陡坎高度和宽度逐渐增大,其坡度将保持恒定。3)褶皱陡坎吸收的缩短增量与陡坎高度和下伏地层倾角间存在定量几何关系。根据T2阶地上褶皱陡坎的高度约16m和暴露年龄约8ka,估算T2阶地面暴露以来明尧勒背斜南翼的缩短速率为~1.3mm/a。在上述分析基础上,还对比总结了滑脱褶皱陡坎和断弯褶皱陡坎的异同点。     

帕米尔前缘逆冲推覆系活动断层和活动褶皱作用

帕米尔构造结是印度板块向欧亚大陆碰撞的两个突出支点之一,是中国大陆受板块动力作用最强烈、强震频发的地区之一,也是揭示青藏高原形成与演化历史的关键地区之一。晚新生代帕米尔构造结北部向北楔入推移了约300km,形成了一陆内深俯冲带和地震带,但对这一变形过程及方式至今未能很好的限定。沿76°E附近横跨帕米尔—天山的最新GPS测量     

帕米尔-天山对冲带明尧勒背斜西南倾伏端晚第四纪褶皱变形

褶皱在三维空间的生长包括横向缩短、垂向隆升和侧向扩展.沿褶皱走向不同位置这3个分量的比重是不同的:在背斜中段以缩短和隆升为主;靠近背斜端部,在缩短和隆升的同时也会发生强烈的侧向扩展.前人研究主要集中在褶皱中段,对端部这一相对独特的构造位置研究较少.那么褶皱端部是如何生长变形的,与褶皱中段有何不同,伴随褶皱生长同步变形的河流阶地具有怎样的发育特征?对帕米尔-天山对冲带明尧勒背斜西南倾伏端的研究表明,研究区内的4期河流阶地在垂直褶皱轴向上均发生了强烈反向掀斜,越老的阶地面掀斜角度越大,背斜在西南端的生长是以翼旋转机制进行的.据T2b,T3b,T4a的细颗粒石英光释光年龄及下伏基岩的磁性地层年龄可得46°等斜岩区在距今约0.35Ma、(93.9±18.7)ka、(82.6±16.5)ka和(19.4±2.9) ka时期旋转角度大致呈抛物线曲线函数递减,平均旋转速率依次为＞(0.13±0.01)°/ka、(0.08±0.02)°/ka、(0.05±0.01)°/ka和(0.04±0.01)°/ka,呈明显减小趋势,但该等斜岩区吸收的缩短速率大致保持恒定.河流阶地在发生掀斜和抬升变形的同时,也发生了向西的侧向扩展变形:由东向西,T3a和T4a阶地面上冲沟密度、宽度和下切深度明显减小,阶地拔河高度、陡坎高度和旋转角度也呈减小趋势,这些均反映了背斜向西的侧向扩展.据喀浪勾律克河谷和背斜西南剖面的磁性地层年代学结果,背斜向西侧向加长的速率恒定为16.0 ～ 16.8mm/a.