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国家自然科学基金项目《金塔南山东端近南北向张性构造的晚第四纪活动特征及其成因机制》简介

发布时间:2020-04-07 09:40:43  作者:科技处  来源:本站原创   

一、研究背景

阿尔金断裂是地球上最引人注目的巨型走滑断裂之一。前人对阿尔金断裂东端点的位置持多种观点,但总体可以归纳为两种。第一种观点认为阿尔金断裂在宽滩山终止,祁连山逆冲断裂系完全吸收了阿尔金东端的走滑分量,阿尔金断裂不再向东延伸;第二种观点认为阿尔金断裂过宽滩山后,仍然残余部分走滑分量,可以继续向东延伸。区分两种观点的关键在于宽滩山以东是否存在与阿尔金断裂相匹配的走滑断裂或端部转换构造。前期预研究中,课题组在金塔南山东端发现多条SN(南北)向正断层,是研究阿尔金断裂东延问题的重要线索。本研究以这些SN向正断层为研究对象,对其几何展布、运动学特征和构造转换关系开展深入研究,同时完善区域活动构造图像,综合分析阿尔金断裂东延、青藏高原扩展等科学问题。

二、主要技术方法

课题组使用的研究方法包括高分辨率遥感影像解译、活断层填图、探槽研究、光释光测年、差分GPS和无人机摄影测量等。遥感影像解译是活断层研究的前提和基础,我们主要使用Google Earth图像进行解译,研究区图像分辨率为亚米级,且无云层覆盖,符合研究需要。完成遥感解译后,在野外开展活断层填图,查明活断层展布图像、运动性质和构造转换关系。在典型断错点,使用无人机摄影测量构建cm级的DEM,结合差分GPS剖面分析断错地貌,选择探槽开挖点。本项目共开挖8个探槽,探槽研究的目的是揭示断层性质、活动表现和活动历史,结合光释光测年技术,定量限定古地震、活动速率等运动学参数。

三、相关成果

第一,查明了研究区活断层的几何展布图像和构造转换关系。SN断裂系由>10条分支组成,长约40km,宽2.0~2.5km;最新断层陡坎高度为0.2~0.3m,代表一次震级为5.8~6.1的事件。本研究将金塔南山断裂向东延伸27.5km,切割SN断裂系并终止于黑河西岸;慕少梁断裂可能切割SN断裂系的北段。

第二,定量研究了相关断裂的晚第四纪活动特征。SN断裂系上,探槽显示正断层、张裂缝和崩积楔等现象,限定了4次古地震事件,分别是79.97±19.14ka BP,62.55±13.10~55.41±10.77ka BP,16.89±2.08ka BP以前,8.52±1.49ka BP;晚第四纪垂直滑动速率为0.10~0.18mm/a,EW向拉张速率>0.26mm/a。金塔南山断裂东延段上发育冲沟左旋、拉分盆地等现象,限定了3~4次古地震事件,分别是9.00±1.92 ka BP后、28.30±4.44 ka BP、31.74±5.03~56.68±6.85 ka BP和89.18±13.66ka前;晚更新世垂直滑动速率>0.05±0.01mm/a,左旋走滑速率为0.4±0.1mm/a。金塔南山断裂和SN断裂系的活动性质配套,活动速率大致匹配。

第三,完善了研究区周边活动断裂的几何图像和新活动特征。发现合黎山西端发育一条走向SN、长5.1km的逆断层,不属于SN断层系;发现俄博庙断裂以左旋走滑为主,限定该断裂晚更新世末以来的左旋走滑速率为1.52±0.25mm/a;同时发现了鼎新断裂晚更新世晚期以来的活动,活动性质以逆冲为主。

基于上述研究结果,分析探讨了SN断裂系的演化、青藏高原扩展和阿尔金断裂的东延。金塔南山断裂的左旋走滑和向东扩展是SN断裂系形成和演化的直接原因。金塔盆地周边断裂的几何展布图像和新活动特征受青藏高原扩展、阿尔金断裂共同控制。


依托本课题发表论文4篇:

Zhang B,Yuan D Y, He W G, et al. 2018. First Discovery of North-South striking normal faults near the potential eastern end of Altyn Tagh Fault. Journal of Earth Science,29(1):182-192.  SCI

张波,王爱国,袁道阳,等.2018. 基于多源遥感解译和野外验证的断裂几何展布——以西秦岭光盖山-迭山南麓断裂为例. 地震地质,40(5):1018-1039.  EI

庞炜,张波,何文贵,等.2018. 金塔南山断裂中东段古地震特征初步研究.地震地质,40(4):801-817.  EI

何文贵,张波,吴明,等. 2018. 野马河-大雪山断裂野马河段探槽古地震特征. 地震地质,40(1):261-275.  EI