青藏高原北缘及北山南部活动断层运动学及块体相互作用

来源 :中国地震局地质研究所 | 被引量 : 1次 | 上传用户:crocus
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活动块体理论将中国大陆构造划分为一系列一级或二级活动块体单元。活动块体之间的相互作用构成了中国大陆晚新生代以来构造变形的基本特征,对中国大陆内部强震的孕育和发生以及地震类型起着直接控制作用。对于不同块体之间构造边界以及块体相互作用的认识,是理解青藏高原扩展与周缘地块响应过程、以及评估区域地震危险性的关键所在。随着青藏高原不断向北扩展,现今祁连山—河西走廊以及阿尔金断裂系共同代表了青藏高原构造变形的最北缘。河西走廊—敦煌地区位于祁连山地块、塔里木地块、北山和阿拉善地块三者之间,是研究三个地块相互作用的关键构造位置。本论文主要针对该地区以及北山南部断裂系开展研究,厘定其构造几何学、运动学、断层活动时间等,进而探讨不同块体相互作用的构造位置、变形方式、断层活动性和构造响应过程等。论文主要结论如下:(1)三危山断裂为左旋走滑断裂,伴随逆冲分量。断裂更新世以来的左旋走滑速率和垂直逆冲速率分别为0.06~1.25mm/a和0.05~0.08mm/a。南截山断裂系主要表征为向南和向北的逆冲、以及公里级尺度的褶皱变形。南截山断裂系的南北向地壳缩短速率为~0.3mm/a。低变形速率的三危山—南截山断裂系吸收了阿尔金断裂东段衰减的应变约10%。另外,1000多公里长的阿尔金断裂系主要表现为连续向北东方向生长的转换挤压双重构造,双重构造在深部汇聚到阿尔金主断裂上。(2)北山东南部的北河湾断裂是全新世左旋走滑断裂,局部有逆冲或正断分量。断裂的平均左旋走滑和垂直逆冲速率分别为~2.69mm/a和~0.35mm/a。遥感影像分析显示,北河湾断裂东西两侧发育许多第四纪断层陡坎、挤压脊、位错水系和基岩构造带,揭示存在一个150km长的左旋走滑压扭带。跨断裂的密集点距大地电磁测深剖面揭示出断裂深部为近垂直的低阻带,且向下延伸到下地壳。结合区域地质和地球物理资料,北河湾断裂系与南部的阿尔金断裂和祁连山逆冲体系在构造上不相连,属于北山南部独立构造体系。(3)北山地块南部旧井断裂为晚更新世至全新世左旋走滑正断层。跨断层开挖的探槽揭示最新一次地震事件可能发生在~14ka。几何结构上,旧井断裂位于东西向第四纪活动的金庙沟与红旗山断裂系之间的构造阶区,总体构造样式属于转换挤压构造体系下的转换拉张双重构造。旧井盆地最深沉积物的26Al/10Be埋藏测年结果表明,盆地开始接受沉积的最老年龄为距今~5.5Ma。结合更大区域晚中新世构造变形事件,显示晚中新世以来的构造变形重新激活了北山南部及其以北地区,影响了整个中亚地区的地壳稳定性。(4)遥感影像解译揭示北山地块西南部北北东走向的柳园断裂系是一个左旋斜滑断裂系。山前堆积的第四纪冲洪积物被断裂垂直位错,指示柳园断裂系在第四纪发生过构造活动。柳园断裂系的几何学和运动学特征,及其与南北两侧边界走滑断裂带的构造关系表明,柳园断裂系可能属于转换挤压双重构造,这与现今GPS速度场方向一致。通过对祁连山—塔里木—北山三个块体之间或块体内部断裂系的几何学、运动学特征研究、对比和分析,显示出祁连山前陆冲断系统和阿尔金断裂系仍是青藏高原北缘主要变形的构造,强烈的构造活动使得这些位置仍是现今强震孕育和发生的主要场所。青藏高原块体内部及边界的地壳变形通过断裂的走滑运动、挤压逆冲、转换挤压等被共同调节和吸收。而块体之间的相互作用更是激活了以北稳定的北山地块内部部分先存的构造带,同时可能新生了一些年轻的断裂系(如北河湾、旧井、柳园断裂系)。地块内部的地壳变形主要通过左旋走滑转换挤压和左旋走滑转换拉张而被吸收。青藏高原外围(以北)稳定地块正在遭受块体活化,但活化的幅度和分布范围仍需要进一步研究。
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