新疆东北部纸房断裂晚第四纪活动性

发布时间：2020-10-19 06:19

　　 纸房断裂位于准噶尔盆地东缘,北接阿尔泰构造带富蕴断裂和北塔山断裂,东临戈壁阿尔泰构造带的梧桐泉断裂,南抵东天山构造带,全长约80km,是阿尔泰、戈壁阿尔泰和东天山三大构造交汇区的一条北西向断裂,属Ⅰ、Ⅱ级活动块体边界带。对该断裂晚第四纪活动性的深入研究,有助于了解现今陆内造山带的变形模式,对认识青藏高原隆升对陆内造山带的影响具有重要意义。本文在Google Earth影像解译和无人机航摄DEM、30m分辨率AsterDEM分析的基础上,结合野外地质地貌调查和探槽开挖,确定了断裂的几何展布,并进行分段。通过野外地质调查和地质剖面绘制、高精度无人机航摄、差分GPS进行野外陡坎及位错测量、探槽开挖、采取OSL和~(14)C样品测年等方面的工作,对纸房断裂断裂晚第四纪活动性开展了研究,取得以下结论:(1)在纸房断裂北段纸房一带走向330~345°,断面倾向NE,倾角60—78度,哲兰德、阿黑莫娜君克、纸房段山体有明显向NE向的掀斜特征;在阿黑莫娜君克倾向发生倒转,其以南的南段断面倾向SW,其断层走向基本沿塔克扎勒山山前展布,在逆冲盘产生了不对称的断裂扩展褶皱,山体具明显的掀斜特征。断裂南北两段断裂活动性质发生变化,不仅在地貌上呈四象限分布,而且构造性质也发生变化,断裂做枢纽运动,可将纸房断裂分为2段,即纸房—蒙洛克(F1-1)和陈大汉-哲兰德段(F1-2)。从断裂的几何展布和第四纪活动性地质地貌证据分析,断裂断错了全新世地层,断裂晚第四纪活动性以右旋走滑为主,陡坎发育,有一定逆冲成分,线性明显。(2)在纸房断裂的北段开挖了一个探槽,为探槽1,通过断裂事件反演分析,根据断层、充填楔与地层切盖关系,揭示了三次古地震事件,其中,最新一次地震事件发生1730-5170aBP,单次垂直位移约为0.5m,地震离逝时间应大于1730aBP,未来一段时间内有发生大震的可能。纸房断裂南北延伸方向均发生过强震,纸房断裂未有发生大震的历史记录,明显为地震空区,且其位于一、二级块体的边界,该断裂破碎带长约50km,故认为纸房断裂未来有发生7级以上强震的可能。(3)在其纸房以北约1km发现断层右旋错动冲沟,幅度约为14m;从纸房至阿黑莫娜君克用GPS测量的右旋滑动位错最大约14m左右,且纸房北位错冲沟离探槽2位置较近,14m能够代表纸房附近陡坎右旋位错最大位移;在纸房段陡坎上开挖探槽2,采集样品OSL年龄样品4个,最大年龄8.07±0.90ka,以此年龄近似代表陡坎抬升后冲沟的形成年代,计算得平均水平滑动速率值约为1.71~1.75mm/a,GPS研究结果认为阿尔泰地区右旋走滑速率约为4mm/a,与本文的研究结果一致,符合该区域动力学和地震活动背景;探槽2处陡坎高度约1.6m,坎高度丛集分布显示有3个峰值,分别为0.95m、1.85m和3.1m,1.6m比较接近1.85m,考虑到地震发生后陡坎经过长期的风化侵蚀,陡坎高度有所降低,采用1.85作为计算高度比较合理,样品年龄为4.79±0.59-8.07±0.90ka,探槽样品年龄变化不大,为全新世第四纪沉积物,样品年龄基本代表陡坎形成时间,可计算得断裂的平均垂向滑动速率约为0.21-0.39mm/a,表明纸房断裂除显著的右旋走滑外,还具有一定垂向分量。(4)纸房断裂沿线发育两个小型绿洲,研究了其形成与活动断裂的关系。通过无人机航测、开挖探槽和样品测试,对绿洲分布特点和水文地质条件进行研究。结果表明断裂晚第四纪活动对绿洲的形成起关键作用:断裂的最新活动在绿洲前缘形成不透水致密坝体,其主要是由钙质胶结的黏土矿物及其他碎屑物组成,由于断裂持续活动,坝体不断形成,不会遭受侵蚀破坏,地表水得以在坝体内富集;风沙带来的细砂层为草本植被生长提供适合的条件,而草地又利于固定细沙层,形成良性循环,进而形成小规模绿洲。此外,绿洲上游汇水面积小,不能形成季节性洪水冲毁坝体也是绿洲保持重要因素。
【学位单位】：中国地震局地震预测研究所
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P534.63;P315
【部分图文】：

文研究纸房断裂的活动性质，评价其地震危险性，对防震减灾具有重要现实意义。本论文拟对纸房断裂带构造性质和构造变形研究，希望通过分析出该地区构造变形特征，获得纸房断裂的定量参数及古地震事件，初步分析其构造变形模式，对准噶尔盆地东缘构造变形以及青藏高原隆升向北东方向的扩展作用有十分重要的意义。

图 1.3 技术路线流程图1.4 完成工作量本人在 3 年里进行了大量的野外地质调查、探槽开挖等工作，平均每年野外工作时间 20～30 天，累计约 60 天，并在室内开展了大量 Google Earth 影像、无人机航摄处理及解译、数字地形地貌等工作，完成工作量见表 1.1。表 1.1 研究工作野外考察工作量表项别 查阅文献无人机航摄点/(面积)实测剖面/长度开挖探槽野外照片地质观测点样品测试OSL14C单位 篇 km2m 个 张 个 个 个数量 150 50 10000 2 2500 50 12 2

一般认为，阿尔泰造山带是为西伯利亚板块的南边界,泥盆系时与哈萨克斯坦板块闭合（图2.1）。这两大古生代造山带经历后期隆升剥蚀后，造山带交界处可见有大量的古生代花岗岩及古生代蛇绿岩出露。西伯利亚板块大地构造单元的走向为 NW 向，哈萨克斯坦-准噶尔板块所属大地构造单位走向为 NWW 向。新疆地区板块经历多期构造运动。塔里木运动使塔里木-阿拉善块体逐渐隆升，而天山、阿尔泰山及准噶尔界山等下降为地槽。加里东运动于志留纪末期，使中天山隆升，中天山从此形成了天山的基本轮廓，志留纪末期，富蕴地槽中部逐渐隆升。海西早期构造运动造成区内地层不整合；中期构造运动使准噶尔界山地槽区抬升，形成一系列北东走向的褶皱；晚期构造运动使阿尔泰地槽区转变为高山。燕山运动发生于侏罗纪末期，表现为断块差异升降运动。（丁国瑜，1991）。喜马拉雅运动在阿尔泰山带中明显，表现为新生代以来的断裂复活，重新形成了一系列的NNW向断裂切割早先的NW向老断裂，如二台—可可托海断裂近期明显的断块隆升及发育较宽的破碎蚀变带，表明阿尔泰重新处于挤压特性（曲国胜等，1992）。纸房断裂位于准格噶盆地东缘，卡拉麦里构造带，华力西期奠定断裂地质构造基础，燕山运动使地质构造更加完善
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本文编号：2846838