【摘要】：~50-60Ma前,歐亞板塊與印度次大陸板塊發(fā)生碰撞,導(dǎo)致了青藏高原的崛起,成為新生代以來(lái)地球上最為醒目的構(gòu)造事件,對(duì)東亞的構(gòu)造和氣候格局產(chǎn)生了非常深遠(yuǎn)的影響。在青藏高原的周緣及內(nèi)部塊體之間存在著一系列的大型走滑斷裂帶,其長(zhǎng)度往往達(dá)數(shù)百至數(shù)千公里,深切下地殼乃至巖石圈地幔,且構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈(強(qiáng)震多發(fā)),研究這些大型走滑斷裂帶的形成演化歷史對(duì)揭示青藏高原的生成擴(kuò)展模式、陸內(nèi)變形機(jī)制及強(qiáng)震機(jī)理研究等具有重要的意義。海原斷裂帶位于青藏高原的東北緣,為區(qū)域內(nèi)一條重要的活動(dòng)左旋走滑斷裂,其調(diào)節(jié)著變形強(qiáng)烈的青藏地塊與相對(duì)穩(wěn)定的阿拉善地塊和鄂爾多斯地塊間的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。在上世紀(jì),沿海原斷裂帶曾發(fā)生過(guò)兩次M8級(jí)的地震,分別為1920年海原8.5級(jí)地震和1927年古浪8級(jí)地震,數(shù)十萬(wàn)人的性命被無(wú)情奪去。自1920年海原大地震后,地球科學(xué)家們對(duì)海原斷裂帶展開了一系列深入細(xì)致的研究,關(guān)于海原斷裂的構(gòu)造演化、幾何運(yùn)動(dòng)學(xué)、古地震研究及海原大地震考察等取得了大量卓著的成果與認(rèn)識(shí)�，F(xiàn)在,研究者普遍認(rèn)為,自晚新生代以來(lái)海原斷裂帶主要經(jīng)歷了擠壓逆沖和左旋走滑兩個(gè)變形階段。然而,一個(gè)重要的懸而未決的問(wèn)題即是海原斷裂運(yùn)動(dòng)學(xué)的轉(zhuǎn)變時(shí)間是什么時(shí)候?即海原斷裂是于什么時(shí)間由逆沖運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樽笮呋\(yùn)動(dòng)的?拉分盆地與走滑斷裂帶的形成演化有著密切的關(guān)系,盆地內(nèi)的沉積記載了邊界斷裂的運(yùn)動(dòng)變形信息,且拉分盆地通常具有沉積速率快、沉降厚度大等特點(diǎn),因而有可能捕捉到更多的邊界斷裂信息。大比例尺地質(zhì)填圖結(jié)果表明,海原斷裂帶內(nèi)含有大大小小多達(dá)8個(gè)拉分盆地,其中,以干鹽池拉分盆地的面積規(guī)模為最大;同時(shí),該盆地又處在東亞季風(fēng)區(qū)與西北內(nèi)陸干旱區(qū)的過(guò)渡地帶,地貌上表現(xiàn)為一個(gè)完全封閉的內(nèi)陸鹽湖,生態(tài)的脆弱性與環(huán)境的臨界性使得其對(duì)氣候變化的反應(yīng)十分敏感。在干鹽池盆地及其周邊地區(qū),前人主要開展了區(qū)域地質(zhì)填圖和古地震研究方面的工作。但是,干鹽池拉分盆地是什么時(shí)候形成的?經(jīng)歷了怎樣的構(gòu)造演化?又蘊(yùn)含著哪些古氣候與古環(huán)境變化信息?干鹽池拉分盆地與海原斷裂帶存在怎樣的演化關(guān)系?針對(duì)上述問(wèn)題,我們對(duì)海原斷裂帶展開了研究,重點(diǎn)對(duì)斷裂帶內(nèi)最大的拉分盆地——干鹽池拉分盆地進(jìn)行了沉積地層分析、古地磁測(cè)年、磁化率和粒度分析以及淺層人工地震勘探等工作,取得了如下幾方面的認(rèn)識(shí):(1)深約328m的HY-C8鉆孔剖面顯示:干鹽池盆地在約311.2m處到達(dá)基底,基底為前寒武系白云母片巖,沉積地層則以粉砂質(zhì)粘土、粘土和細(xì)粉砂等細(xì)粒物質(zhì)為主。盆地內(nèi)的地層可以劃分為三段6層,自下而上分別為:殘積相的前寒武系白云母片巖基底——扇根相的灰色泥質(zhì)細(xì)粉砂——扇中相的淺磚紅色厚層塊狀粘土質(zhì)細(xì)粉砂——湖相(或鹽湖相)的粉砂質(zhì)粘土與粉砂韻律層。三段地層分別約于2.76、2.33和1.78Ma開始堆積。整個(gè)鉆孔剖面的粒度呈現(xiàn)出“向上逐漸變細(xì)”的趨勢(shì),表現(xiàn)為一個(gè)典型的水進(jìn)源退的“退積型”沉積序列;(2)干鹽池拉分盆地內(nèi)的所有新生地層皆向北傾斜并強(qiáng)烈下陷,表明其確實(shí)為一拉分盆地,盆地的沉降中心位于盆地的北側(cè),介于盆地北邊界斷裂與中央斷層之間,與現(xiàn)今的湖水范圍大體一致,最深處可能超過(guò)了500多米;(3)干鹽池鉆孔剖面共分離出13個(gè)正極性帶和12個(gè)負(fù)極性帶,由于缺乏獨(dú)立的年齡控制及鉆孔下半段的退磁數(shù)據(jù)比較復(fù)雜,我們建立了“年輕”與“年老”兩種對(duì)比模型。由上覆地層的沉積速率外推,得到“年輕模式”下干鹽池盆地的年齡為2.76±0.03Ma,而“年老模式”下的年齡則為5.12±0.04Ma。綜合考慮盆地底部地層尚未固結(jié)成巖、盆地處于活動(dòng)的海原斷裂帶內(nèi)、與GPTS對(duì)比的契合度及相對(duì)較高的沉積速率,我們選擇“年輕模式”作為最終解釋,即認(rèn)為干鹽池拉分盆地的B/M、M/G界線分別位于181.35m和302.55m深度處,而盆地的形成年齡則為2.76±0.03Ma,這表明干鹽池盆地早在上新世末期就已經(jīng)形成,而非前人推測(cè)的中更新世時(shí)期;(4)受控于最大的次級(jí)斷層、東海原斷裂帶規(guī)模最大的拉分盆地、厚達(dá)500m以上的松散沉積層,再加上盆地北側(cè)最古老的左旋位錯(cuò)證據(jù),干鹽池盆地有可能是東海原斷裂最先活動(dòng)的地方。但是,東海原斷裂左旋運(yùn)動(dòng)的開始時(shí)間可能要稍稍“早”于干鹽池拉分盆地的形成,二者之間有一段“滯后期”,該滯后期大約為0.2-0.7Myr。干鹽池盆地的形成年齡(~2.8Ma)加上此滯后期,得到東海原斷裂左旋運(yùn)動(dòng)的開始時(shí)間大約為3.0-3.5Ma,或者為3.5Ma左右,該年齡應(yīng)為東海原斷裂初始活動(dòng)的最小年齡約束,比Burchfiel等(1991)認(rèn)為的~1.8±0.3Ma至少早了近1.7Ma;(5)干鹽池盆地自~2.8Ma形成以來(lái),其平均沉積速率出現(xiàn)了兩段快速堆積時(shí)期:~1.92-1.78Ma和0.77Ma-現(xiàn)在,這有可能是因新生代晚期北半球變冷變干及海原斷裂帶構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的共同影響所致,并且氣候變化可能占主導(dǎo)作用,而構(gòu)造運(yùn)動(dòng)可能只是為沉積物提供了容納空間;(6)磁化率結(jié)果顯示:大約自220m深度起,磁化率突然急劇增高,并出現(xiàn)多次的高值波動(dòng),其有可能是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的湖水面較高且富含有機(jī)質(zhì),沉積環(huán)境變得相對(duì)還原而自生生成了硫化鐵礦物所致(膠黃鐵礦?)。而磁化率曲線多次的高(低)值波動(dòng),有可能指示當(dāng)時(shí)的湖面高(低)及氣候的濕潤(rùn)(干旱);(7)結(jié)合前人的研究成果,左旋走滑運(yùn)動(dòng)沿整個(gè)海原斷裂帶的開始時(shí)間,呈現(xiàn)出“自西向東”傳播的特征,即自西向東逐漸變得年輕化:西段開始得最早,大約于中新世中期(Duvall et al.,2013);中段次之,大約于中新世中晚期(Ding et al.,2004;Gaudemer et al.,1995);而東段最晚,一直到上新世才開始。海原左旋走滑斷裂帶自中新世以來(lái)便以較低的速率在滑動(dòng),這可能意味著海原斷裂的應(yīng)力積累與釋放都是以相對(duì)比較穩(wěn)定的狀態(tài)在進(jìn)行。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地震局地質(zhì)研究所
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P539.3;P548
【圖文】：

連活動(dòng)地塊（張培震等，2003），該區(qū)晚新生代以來(lái)的構(gòu)造變形十分強(qiáng)烈，為青藏高原向北東方向擴(kuò)展的最前緣區(qū)域，被認(rèn)為是青藏高原最新的和正在形成的部分（Molnar and Tapponnier, 1975; Tapponnier et al., 2001）。柴達(dá)木-祁連地塊的以北、以東分別為相對(duì)穩(wěn)定的阿拉善和鄂爾多斯地塊（圖 2.1）。本章中，首先簡(jiǎn)要概述青藏高原及其東北緣的研究概況，隨后重點(diǎn)介紹海原斷裂帶的研究現(xiàn)狀

圖 2.2 印度與歐亞板塊碰撞卡通圖(構(gòu)造地質(zhì)學(xué)家 M. Mattauer 遺作) (引自許志琴等，2011)青藏高原的主要構(gòu)造單元（圖 2.3）自北向南，分別是：柴達(dá)木-祁連山塊體、巴顏喀拉塊體（亦稱松潘-甘孜-可可西里塊體）、羌塘塊體、拉薩塊體和喜馬拉

圖 2.3 青藏高原主要構(gòu)造單元?jiǎng)澐?據(jù)中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局網(wǎng)站)研究區(qū)位于青藏高原東北緣，屬柴達(dá)木-祁連活動(dòng)地塊。青藏高原東北緣，以 NNE 向的阿爾金斷裂為其西邊界，南部以近 E-W 向的東昆侖斷裂為界，北部

【參考文獻(xiàn)】

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1 鄭文俊;袁道陽(yáng);張培震;俞晶星;雷啟云;王偉濤;鄭德文;張會(huì)平;李新男;李傳友;劉興旺;;青藏高原東北緣活動(dòng)構(gòu)造幾何圖像、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換與高原擴(kuò)展[J];第四紀(jì)研究;2016年04期

2 王偉濤;張培震;鄭德文;龐建章;;青藏高原東北緣海原斷裂帶晚新生代構(gòu)造變形[J];地學(xué)前緣;2014年04期

3 雷生學(xué);冉勇康;王虎;陳立春;李西;吳富\

本文編號(hào)：2791760