青藏高原腹地班戈—双湖一带晚新生代伸展构造 及动力学机制

在青藏高原腹地,晚新生代以来除发育南北向的伸展构造以外,还发现有一系列时代较新的近东西向正断层控制的伸展构造,空间上呈现出平行排列的宽缓凹槽及其间相对狭窄的山梁相互间隔的活动地貌结构特点,称这种地貌结构为"槽梁地貌"。数字高程模型(DEM)的研究表明,研究区近东西向的伸展构造在地貌上切割了近南北向的双湖盆地。结合断层运动学、年代学及盆地沉积作用的研究,认为近东西向的伸展构造的发育最早可能始于中新世,与近南北向的伸展构造交织发育,断裂的活动性在第四纪随着高原腹地海拔抬升得到了显著的增强。青藏高原隆升后重力作用导致了不同方向断陷盆地的发育。     

西藏桑日县沃卡地堑的第四纪正断层活动及其机制探讨

遥感解译和地表调查结果发现,西藏桑日县的沃卡盆地构成了藏南近南北向裂谷带中最东端的错那-沃卡裂谷的北段,它是在该区近东西向的逆冲构造带停止活动之后,上地壳沿N108±1°E方向发生区域性的伸展变形所形成的第四纪活动明显的地堑式断陷盆地。晚第四纪期间,控制该盆地发育的主边界断裂带为整体呈北北东走向、倾向西侧、长50～60km的盆地东缘正断层。该断裂带也是1915年桑日M7.0级地震的控震断裂。断裂活动速率的估算结果表明,该断裂带MIS6以来的垂直活动速率介于0.4～0.9mm/a之间,末次冰期盛冰期以来断裂平均活动速率最合理的估计值为1.2±0.3mm/a。Q3晚期以来活动速率的明显增加可能标志着该断裂带全新世进入了地震丛集期。     

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。     

洞庭盆地第四纪构造活动特征

利用沉积等厚线图，分析得出的洞庭盆地第四纪构造活动特征如下：北北东及近东西向两组断裂将盆地切割为一系列断块；盆地西部为箕状断块，东部为箕状凹陷、早、中更新世为盆地的断陷阶段，晚更新世以来进入坳陷阶段；第四纪以来构造沉降速率呈加速度增强；构造活动的时空变化控制着洞庭湖的演变。     

滇西北弥渡地区主要断裂晚新生代发育特征及其动力学机制

弥渡地区位于滇西北断陷带东南缘,红河断裂带尾端与程海断裂交汇部位,是揭示滇西北断陷带形成机制及其与红河断裂带间运动学关系的关键区域。综合利用遥感解译及野外调查发现,区内主要发育有北东向的毛栗坡断裂,北西—北北西向的凤仪-定西岭断裂、弥渡断裂、密祉断裂、寅街断裂。对断裂错动地质、地貌体及擦痕的统计分析结果表明,毛栗坡断裂第四纪以左旋走滑活动为主兼具有正断分量;弧形的弥渡断裂及北西向的寅街断裂第四纪期间均以正断活动为主;上新世期间凤仪-定西岭断裂以右旋走滑为主,密祉断裂主要为伸展正断,二者第四纪期间均无明显活动。据弥渡地区主要断裂的几何形态、运动学特征及红河断裂带晚新生代活动性变化过程推测,控制弥渡盆地展布的弥渡断裂、寅街断裂等主要第四纪活动断裂是在继承和改造红河断裂带原有断层行迹的基础上形成的。上新世或更早,弥渡地区及滇西北断陷带的断裂活动与地壳张扭变形可能与红河断裂带尾端伸展变形作用有关,但第四纪期间,程海断裂基本上完全控制了弥渡地区主要活动断裂的发育,这一时期区内张扭变形的动力可能来自于川滇内弧带的顺时针旋转以及周缘南汀河断裂、畹町断裂与理塘断裂等左旋走滑断裂引起的区域性走滑拉分的共同作用。      

基于ASTER-GDEM数据的羊卓雍错地区构造地貌分析

基于ASTER-GDEM数据, 运用GIS空间分析统计技术, 通过对数字地形高程、地表起伏度、地表坡度等地貌参数的统计和条带剖面及面积-高程积分等数字地貌分析, 结合前人的区域地质资料及野外实地调查和验证, 对藏南羊卓雍错地区的构造地貌特征进行了初步分析, 旨在为研究区的盆地地貌格局演化分析提供依据。研究结果表明, 研究区构造地貌总体为一近东西向盆地, 最高海拔7515 m, 最低海拔2581 m, 属于高海拔-极高海拔区域; 流域内以平原和丘陵地貌为主, 平均起伏度为314 m, 平均坡度19°, 地势起伏较小, 发育有三级层状地貌; 盆地边缘受断裂的控制, 构造现象发育, 线性影像特征明显。其东、西部分别受桑日-错那断陷带和亚东-露谷断陷带所围限, 具有多期构造活动特征。盆地南北两侧受绒布-哲古断裂和邛多江断裂控制较弱。受构造活动和地表水流综合作用的影响, 盆地内部地貌已进入老龄化阶段。      

银川盆地新生代构造演化：来自银川盆地主边界断裂运动学的约束

银川盆地新生代以来主要沿其边界断裂发生多期断陷活动,其边界断裂运动学特征记录了盆地的形成演化历史。基于其边界断裂滑动矢量的详细测量与分析,结合区域构造、盆地内沉积序列以及叠加变形分析,提出银川盆地新生代主要受NWSE向伸展、NESW向伸展与NESW向挤压3期构造应力场控制。结合区域构造演化与相关年代学数据,银川盆地新生代以来主要经历初始断陷、持续断陷与拉分断陷等3期构造演化,始新世-上新世受NWSE向伸展作用控制,银川盆地两侧主边界断裂发生正倾滑活动,导致盆地发生强烈断陷活动,充填了始新世-上新世红色砂岩、砾岩;更新世期间,古构造应力场转变为NESW向伸展,其主边界断裂以左行斜张活动,银川盆地持续断陷沉降;晚更新世晚期(?)以来,在NESW向挤压作用控制下,银川盆地主边界断裂发生强烈右行走滑兼正断活动,盆地受断裂剪切拉张活动,发生拉分断陷沉积。     

青藏高原南羌塘盆地多玛地区 晚新生代伸展构造特征

晚新生代以来青藏高原南羌塘盆地内发育近南北走向和近东西走向的两组伸展构造。南羌塘盆地多玛地区的遥感影像分析及野外实地研究表明,沿两组断裂均可见线性分布的断层三角面、断层陡坎、断塞塘、热泉和泉华等构造地貌特征,表明断裂的伸展特性;同时,南北走向的断裂错断山脊、中生代地层和研究区内近东西走向的伸展构造,断层错距从几十米到上千米不等。近南北走向的断裂由南部的两条主干断裂向北呈马尾状散开,并在中央隆起带南坡逐渐消失,近东西走向伸展构造发育在近南北走向断裂的北部,不论断层规模还是断层活动性均表明近南北走向断裂为研究区内主控构造单元。光释光年龄表明近东西走向断裂在全新世仍处在活动状态。研究区内两组伸展构造的交切关系表明近东西走向的伸展构造为近南北走向构造的伴生构造或转换构造,两组伸展构造的发育表明高原腹地处于伸展垮塌状态。     

第四纪洞庭盆地构造性质及动力机制探讨

通过地表观察和第四系钻孔对第四纪洞庭盆地及周缘隆起区的地貌、沉积和断裂构造等进行调查研究,进而厘定洞庭盆地构造活动特征暨构造性质,并探讨其动力机制。研究表明,早更新世-中更新世中期洞庭盆地具断陷性质,具体表现在:①在边界正断裂控制下盆地及其次级凹陷强烈沉降并充填厚度较大的河、湖相沉积;②临澧次级凹陷发育典型封闭性断陷湖盆沉积;③NNE向、NW向、EW向、SN向等多组方向控盆断裂的发育指示区域伸展构造体制。中更新世晚期以来洞庭盆地具坳陷性质,主要表现在:①中更新世晚期洞庭盆地与周缘隆起区发生较大幅度的构造抬升并遭受剥蚀,同时产生构造掀斜与褶皱变形;②晚更新世-全新世洞庭盆地坳陷沉降并接受沉积。分析提出洞庭盆地第四纪构造活动机制:早更新世-中更新世中期盆地的断陷沉降与地幔上隆背景下的深部物质迁出有关;中更新世晚期盆地构造抬升、掀斜和褶皱变形与深部迁出物质的回返以及板块尺度的物质运动和挤压作用有关;晚更新世和全新世盆地坳陷沉降与区域挤压应力下的坳陷或拱坳变形有关,可能同时伴有NE向的深部物质流动与拉张;不同级次和不同规模范围的深部物质迁移运动,造成了第四纪洞庭盆地与其内部次级构造单元之间的叠加关系。     

武功山中生代花岗质穹隆伸展构造及岩石地球化学特征

武功山花岗质穹隆伸展构造平面形态呈近椭圆形,长轴呈近东西向展布.花岗质穹隆伸展构造轴部主要出露中生代花岗岩类,其南北两侧为厚度较大、强烈韧性剪切的花岗质片麻岩,韧性变形时代为晚印支-燕山期;近东西向展布的晚古生代-中生代萍乡、安福盆地分别位于其北、南两侧的山前低地.武功山花岗质穹隆伸展构造具三层结构,由脆性变形带、低绿片岩相变质流变层-角闪岩相糜棱岩带和中生代似斑状花岗岩构成.中生代花岗岩群的东西向分布规律表明其侵入活动受东西向基底断裂的控制.深成花岗岩浆隆升作用是发生强烈动力变质作用的基本热源并影响动力变形作用的主要因素之一.武功山是一个从岩体核部朝南北两侧山外倾斜滑移的伸展构造.     

青藏高原中部第四纪左旋剪切变形的地表地质证据

在青藏铁路的格尔木—拉萨段进行的活动断裂调查发现,在沱沱河—五道梁之间宽约150km的地段内发育了多条由北西西向次级断层左列分布构成的北西西向和北西向左旋张扭性断裂带,在断裂带之间则发育"S"型的北东向裂陷盆地和雁列分布的菱形裂陷盆地,盆地边界断裂也为左旋张扭性质。上述断裂带和裂陷带主要形成于第四纪,它们构成了宽约150km的不均匀的左旋简单剪切变形域,该变形域的整体活动性较弱,属于弱的不均匀剪切变形域。但其中的二道沟断陷盆地是个例外,该盆地边界断裂的垂直活动速率约为0 5mm/a,左旋活动速率介于0 8～1 0mm/a之间。而在整个左旋剪切变形带累计的左旋走滑速率不会超过6mm/a,它们所调节的昆仑山与唐古拉山之间的地壳南北缩短量也可能仅占总缩短量的15%～30%。上述弱剪切变形域与强烈左旋走滑的昆仑断裂系共同构成了高原中部的左旋剪切变形带,它们在印度板块与欧亚板块强烈碰撞的构造动力学背景下,起着调节青藏高原南北向缩短的重要作用。     

西藏安多-错那湖地堑的第四纪地质、断裂活动及其运动学特征分析

地表调查和初步的沉积物年代测试结果表明,晚第四纪期间,在安多-错那地堑中主要发育了分别形成于44.2kaB.P.和9～7kaB.P.左右的两套湖泊沉积物和约42kaB.P.以来的5套冲、洪积物。在安多-错那地堑的边界主要发育了包括安多南缘断裂、北缘断裂、错那湖东缘断裂和西缘断裂共4条第四纪正断层。其中活动强度最大的为安多北缘断裂,其第四纪最小垂直活动速率为0.24±0.02mm/a;其次为安多南缘断裂和错那湖东、西两侧边界断裂,它们的最小垂直速率分别为0.19mm/a,0.12～0.16mm/a和0.10～0.12mm/a。晚第四纪以来的断裂活动主要集中在平均垂直活动速率为0.41±0.22mm/a的安多北缘断裂带的西段。安多及邻区现今的地表构造格局及断裂带的几何学和运动学特征符合近南北向地壳缩短背景下由于近东西向伸展变形而引发的菱形断块发育模式。根据断层的活动速率估算结果,晚第四纪期间安多-错那地堑的平均伸展速率为0.25±0.15mm/a,而整个羌塘块体总的东西向伸展变形速率可能达到11±8mm/a。     

西秦岭北缘断裂带黄香沟段晚第四纪 活动表现与滑动速率*

文章对西秦岭北缘断裂带黄香沟段的沉积建造、构造地貌等开展了野外调查与研究。冲沟位错、断裂剖面、山脊位错、线性槽地、洪积扇变形与断塞塘等详细的构造地貌分析,显示断裂带在黄香沟段晚第四纪具有较强的活动性,以左旋走滑兼有倾滑分量为特征。根据其中两条晚更新世末期以来的冲沟左旋水平位错平均值30.5±3.0m,及其¹⁴ C限定的冲沟发生位错的年龄为13480±240aB.P.,获得断裂晚第四纪的水平滑动速率为2.3±0.2mm/a。 同时,由断裂位错洪积扇形成的1.05±0.30m垂直位移量,与该期洪积扇形成的¹⁴ C年龄3690±100aB.P. ,估算了断裂晚第四纪的垂直滑动速率为0.28±0.08mm/a。     

Late Quaternary activity and dextral strike-slip movement on the Karakax Fault Zone, northwest Tibet

Field observations and interpretations of satellite images reveal that the westernmost segment of the Altyn Tagh Fault (called Karakax Fault Zone) striking WNW located in the northwestern margin of the Tibetan Plateau has distinctive geomorphic and tectonic features indicative of right-lateral strike-slip fault in the Late Quaternary. South-flowing gullies and N–S-trending ridges are systematically deflected and offset by up to ~ 1250 m, and Late Pleistocene–Holocene alluvial fans and small gullies that incise south-sloping fans record dextral offset up to ~ 150 m along the fault zone. Fault scarps developed on alluvial fans vary in height from 1 to 24 m. Riedel composite fabrics of foliated cataclastic rocks including cataclasite and fault gouge developed in the shear zone indicate a principal right-lateral shear sense with a thrust component. Based on offset Late Quaternary alluvial fans, ¹⁴C ages and composite fabrics of cataclastic fault rocks, it is inferred that the average right-lateral strike-slip rate along the Karakax Fault Zone is ~ 9 mm/a in the Late Quaternary, with a vertical component of ~ 2 mm/a, and that a M 7.5 morphogenic earthquake occurred along this fault in 1902. We suggest that right-lateral slip in the Late Quaternary along the WNW-trending Karakax Fault Zone is caused by escape tectonics that accommodate north–south shortening of the western Tibetan Plateau due to ongoing northward penetration of the Indian plate into the Eurasian plate.     

西藏错那-拿日雍错地堑的第四纪正断层作用及其形成机制探讨

青藏高原内部的近东西向伸展变形在藏南地区形成了一系列近南北向裂谷带,对其中最东端的错那-沃卡裂谷带南段错那-拿日雍错地堑调查结果表明,它是第四纪活动明显的半地堑式断陷盆地。控制该盆地发育的主边界断裂带是近南北走向、倾向东侧和长80～110km左右的盆地西缘正断层,是区域内N90°～92°E方向伸展变形的产物。断裂活动速率的多种估算结果表明,该断裂带百万年时间尺度的平均垂直活动速率介于0.2～0.9mm/a之间;MIS 8和MIS 6以来的断裂平均活动速率的合理估计值是0.6±0.2mm/a;但末次冰期盛冰阶以来的断裂平均活动速率明显增加,介于1.0～2.1mm/a之间,合理的估计值为1.3±0.3mm/a,末次冰盛期以来断裂垂直活动速率的增加极可能是该断裂带进入地震丛集期的反映。该地堑近于严格的南北走向及其与当雄-羊八井地堑相似的活动强度,指示了下地壳物质侧向流动所产生的纵向拉张作用最有利于该区近南北向裂谷带的形成。     

藏南邛多江地堑的晚新生代沉积地层及对南北向裂谷形成时代的初步限定

邛多江地堑构成了藏南近南北向裂谷带最东侧的错那-沃卡裂谷中段,是由地堑西缘高角度正断层主控的半地堑式断陷盆地。详细的地质、地貌调查表明,该地堑内主要充填有晚新生代以来的多套河湖相、冰碛及冰水沉积地层。河湖相地层底部以黏土和粉砂为主,上部以砾石层为主,向上砾石砾径逐渐变大,顶部为早更新世冲积砾石层;冰碛主要发育于地堑中部山前地带,构成宽缓的冰碛台地或者终碛垄、侧碛堤。地层的测年结果表明,该区主要发育两套晚新生代河湖相地层,早期沉积时代早于5Ma,晚期为晚第四纪;而冰碛及冰水沉积的时代主要为中更新世。综合该区地质地貌、沉积和构造等分析结果表明,早期的河湖相沉积与盆地发生初始裂陷后的主边界正断层发生强烈垂直活动有关,而晚期的河湖相沉积主要形成于盆地后期萎缩过程中,成因可能与中更新世以来的冰川堰塞湖有关。由于邛多江地堑受控于西侧主边界正断层,早期沉积应晚于其初始裂陷时代。因此,进一步综合现有年龄数据资料认为,藏南近南北裂谷的初始裂陷时代应早于5~10Ma,但晚于约15Ma。     

藏南安岗地堑的史前大地震遗迹、年龄及其地质意义

地表调查发现, 沿近南北向亚东-谷露裂谷中段的安岗地堑存在地震大滑坡、多世代断层崖和断层崩积楔等多种类型的史前大地震遗迹.进一步的观测和年代分析表明: 该区的古地震滑坡体至少存在新、老两期, 其中规模最大的"尼续大滑坡体"应该是最新一次大地震所形成.该区T₁到T₆各阶地的形成时代从新到老分别为7.7~2.1 ka、11.0~10.5 ka、17.6~12.1 ka、25.7~22.9 ka、58.4~70.6 ka和130~150 ka, 它们沿主边界正断层的平均垂直断距依次为2.8 m、6.1~7.9 m、10.3~12.5 m、16.6~19.0 m、28.0 m和76.0 m.其中T₁和T₂阶地上的断崖剖面揭示, 最近两次大地震发生在距今约5.8±1.0 ka和2.4±0.2 ka.综合分析认为: 安岗地堑的大地震活动具有较明显的丛集性特征, 并且在距今约23~26 ka以来一直处于大地震活跃期, 期间的断层垂直活动速率为0.8~1.3 mm/a, 大地震的原地复发间隔大致为3.3~3.6 ka, 特征地震的矩震级为7.0~7.2, 推算整个尼木地堑群的大震复发间隔最短可能只有约1.0~1.2 ka.研究结果指示, 藏南裂谷的大地震活动性明显比藏北的近南北向正断层更显著.      

青藏高原北部晚第四纪应力场在遥感影像上的响应

青藏高原北部发育一系列北西向大型左行走滑断裂带,目前普遍认为这些左行走滑断裂至今仍在活动,在左行走滑作用下,青藏高原东部向东挤出并伴随强烈的地块旋转运动。本文以介于东昆仑左行走滑断裂带与玉树左行走滑断裂带之间的巴颜喀拉山中央断裂（及其周缘的构造形迹）为主要研究对象,根据断层构造的直接解译标志——清晰的线性形迹和构造地貌标志如断层陡坎、断层谷地、挤压脊、地裂缝、断层走滑造成的水系错动、新老洪积扇的侧向叠加等,在高分辨率的SPOT5及中等分辨率ETM遥感影像上对研究区内北西向活动断层与北东向活动断层的空间分布、规模、活动性质、相对活动时代及活动幅度等进行了遥感分析和野外验证,并结合对断层周缘沿共轭张裂隙展布的水系与地裂缝的规模、展布方向等的统计分析,对晚第四纪应力场进行了恢复。研究表明:北西向活动断层具右行走滑兼有逆冲运动特征,北东向活动断层具左行走滑兼有正滑运动特征,二者为晚第四纪NNE向（2°）挤压应力条件下产生的北西向与北东向走滑作用的产物。北西向右行走滑作用的发现,预示着青藏高原北部第四纪以来普遍存在的北西向左行走滑作用可能在晚更新世就已终止。在此基础上,探讨了处于不同展布方向上的湖盆在同一应力条件下表现出的不同演化趋势:即在NNE向挤压应力作用下,呈北东向展布的错坎巴昂日东湖处于近东西向拉张状态,呈北西向展布的卡巴纽尔多湖变化不明显。     

Neotectonic and volcanic characteristics of the Karasu fault zone (Anatolia,Turkey): The transition zone between the Dead Sea transform and the East Anatolian fault zone

Abstract

The Karasu Rift (Antakya province, SE Turkey) has developed between east-dipping, NNE-striking faults of the Karasu fault zone, which define the western margin of the rift and westdipping, N-S to N20°-30°E-striking faults of Dead Sea Transform fault zone (DST) in the central part and eastern margin of the rift. The strand of the Karasu fault zone that bounds the basin from west forms a linkage zone between the DST and the East Anatolian fault zone (EAFZ). The greater vertical offset on the western margin faults relative to the eastern ones indicates asymmetrical evolution of the rift as implied by the higher escarpments and accumulation of extensive, thick alluvial fans on the western margins of the rift. The thickness of the Quaternary sedimentary fill is more than 465 m, with clastic sediments intercalated with basaltic lavas. The Quaternary alkali basaltic volcanism accompanied fluvial to lacustrine sedimentation between 1.57 ± 0.08 and 0.05 ± 0.03 Ma. The faults are left-lateral oblique-slip faults as indicated by left-stepping faulting patterns, slip-lineation data and left-laterally offset lava flows and stream channels along the Karasu fault zone. At Hacilar village, an offset lava flow, dated to 0.08 ± 0.06 Ma, indicates a rate of leftlateral oblique slip of approximately 4.1 mm?year^?1. Overall, the Karasu Rift is an asymmetrical transtensional basin, which has developed between seismically active splays of the left-lateral DST and the left-lateral oblique-slip Karasu fault zone during the neotectonic period. © 2001 Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS     

Late Quaternary faulting along the western margin of the Poronaysk Lowland in central Sakhalin, Russia

Sakhalin Island straddles an active plate boundary between the Okhotsk and Eurasian plates. South of Sakhalin, this plate boundary is illuminated by a series of M_w 7–8 earthquakes along the eastern margin of the Sea of Japan. Although this plate boundary is considered to extend onshore along the length of Sakhalin, the location and convergence rate of the plate boundary had been poorly constrained. We mapped north-trending active faults along the western margin of the Poronaysk Lowland in central Sakhalin based on aerial photograph interpretation and field observations. The active faults are located east of and parallel to the Tym–Poronaysk fault, a terrane boundary between Upper Cretaceous and Neogene strata; the active faults appear to have reactivated the terrane boundary at depth in Quaternary time. The total length of the active fault zone on land is about 140 km. Tectonic geomorphic features such as east-facing monoclinal and fault scarps, back-tilted fluvial terraces, and numerous secondary faults suggest that the faults are west-dipping reverse faults. Assuming the most widely developed geomorphic surface in the study area formed during the last glacial maximum at about 20 ka based on similarities of geomorphic features with those in Hokkaido Island, we obtain a vertical component of slip rate of 0.9–1.4 mm/year. Using the fault dip of 30–60°W observed at an outcrop and trench walls, a net slip rate of 1.0–2.8 mm/year is obtained. The upper bound of the estimate is close to a convergence rate across the Tym–Poronaysk fault based on GPS measurements. A trenching study across the fault zone dated the most recent faulting event at 3500–4000 years ago. The net slip associated with this event is estimated at about 4.5 m. Since the last faulting event, a minimum of 3.5 m of strain, close to the strain released during the last event, has accumulated along the central portion of the active strand of the Tym–Poronaysk fault.