本申请以阿尔金断裂东端部相关断裂的几何学(构造图像)和运动学(滑动速率)特征的研究为切入点,重点选择阿尔金断裂东端部与主干断裂近于平行的南侧断裂和尾端断裂、祁连山西端的内部断裂、玉门盆地两侧及内部断裂等为研究对象,在利用前人资料的基础上有重点地开展野外调查,获得该区域断裂的几何结构、运动特性、新活动特征等定量参数,完善研究区断裂构造的变形几何及构造图像,分析研究区构造转换关系与应变分配特征,探讨变形的运动学和动力学机制,综合建立阿尔金断裂东端部的变形几何及构造转换模型,认识和理解阿尔金断裂东端部构造活动所反映的青藏高原隆升和构造变形的意义。
The east end og Altun-Tagh fault;Active tectonic;Slip rate;Deformation geometry;Tectonic transformation
本项目以阿尔金断裂东端部主要断裂的几何学和运动学为主要研究内容,重点对阿尔金断裂东端的相关断裂进行综合研究,完善了研究区断裂构造的变形几何及运动图像,分析了研究区构造转换关系与应变分配特征,探讨了变形的运动学和动力学机制,综合建立了阿尔金断裂东端部的变形几何及构造转换模型。项目通过四年的研究,取得了如下主要进展和成果基于遥感解译、地貌面分级配套和定年、断错位移的高精度测量,对河西走廊两侧的主要断裂的滑动速率进行重新厘定,认为祁连山及河西走廊地区的主要断裂以低的滑动速率为主要特征(<1mm/yr)。基于宇宙成因核素定年得到了被河西走廊西端的嘉峪关断裂和河西走廊北部的金塔南山断裂断错的北大河高洪积阶地的形成年代为10-11万年,得到了嘉峪关断裂晚更新世以来的逆冲滑动速率为0.22±0.03 mm/yr,金塔南山断裂是0.11±0.02 mm/yr。特别是通过大量的洪积扇面年代样品的测试和陡坎测量,获得了河西走廊北部合黎山南缘断裂逆冲滑动速率为0.18-0.53 mm/yr。结合主要断裂晚第四纪地质速率和现今GPS观测结果的研究表明,青藏高原北部边缘的主边界断裂以低滑动速率(<10 mm/yr)为主。阿尔金断裂水平滑动速率的分布特征显示,断裂上的走滑主要是通过祁连山内部隆起、逆冲断层及两侧新生代盆地变形引起的缩短来吸收和调整,青藏高原北部边缘的变形模式是一种分布式的连续变形,变形发生自高原内部,边界断裂的走滑被高原内部变形所吸收。另外,河西走廊西端玉门盆地内主要逆冲断裂在平行于阿尔金断裂方向上的缩短速率总和为0.9-1.43 mm/yr,而盆地内新生代褶皱在平行于阿尔金断裂方向上的缩短速率总和是0.5-1 mm/ yr,总计为1.4-2.4 mm/ yr,这与阿尔金断裂东端部的左旋走滑速率1-2 mm/ yr几乎完全一致。断裂晚第四纪地质滑动速率及现今GPS观测揭示高原东北部边缘在运动转换过程中不断地隆升和向北部扩展。综合考虑构造特征及现今地貌特征认为,河西走廊北部的合黎山的隆起主要是由于构造作用所致,根据滑动速率的研究成果估算出的合黎山隆起的起始时间可能为距今约2Ma左右,综合青藏高原东北部构造变形、地貌特征和断裂活动,认为高原东北缘不断向外扩展和隆升。项目执行四年来,正式发表(含接收)研究论文12篇,其中SCI论文9篇,EI论文2篇,核心期刊论文1篇。