阿拉善地块南部构造活动及其对周边地块相互作用的响应

发布时间：2017-12-18 22:13

  本文关键词：阿拉善地块南部构造活动及其对周边地块相互作用的响应

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【摘要】：阿拉善地块南部位于青藏高原以北、鄂尔多斯地块以西,是一个相对稳定的地块。由于该地区毗邻青藏高原东北缘的祁连山、河西走廊地区,处于青藏高原扩展的前锋位置,同时该地区又靠近鄂尔多斯地块西缘,该地区的地质构造研究对于认识青藏高原最前缘以及鄂尔多斯地块西缘的变形机制都具有重要的科学意义。阿拉善地块南部的晚新生代构造变形特征是怎样的?青藏高原东北缘往北东方向的扩展是否影响到阿拉善地块内部?如果其扩展变形已经进入阿拉善地块内部,又是通过怎样的构造变形样式发生的?其影响范围如何?另一方面,鄂尔多斯周缘断裂系的拉张变形是仅集中在地块周缘位置,还是已经影响到阿拉善地块内部?这些问题的探讨是理解青藏高原、鄂尔多斯地块以及阿拉善地块三大地块之间的相互作用以及构造转换关系的基础。然而前人对该地区的地质构造研究较少,尤其是新构造和活动构造研究,几乎为空白,这主要是由于该地区的新生代构造活动相对较弱,新生代沉积地层出露少,地形高差较小。但是在阿拉善地块内部及边缘地区发育有多条活动断裂带,这为研究阿拉善地块的晚第生代构造活动提供了研究对象。本论文主要是研究阿拉善地块南部的活动断裂,如桃花拉山断裂、阿右旗断裂、雅布赖断裂、巴彦诺日公断裂和巴彦乌拉山东麓断裂等,重点是研究这些断裂的几何展布、运动性质、晚第四纪滑动速率、断裂间的联接转换关系等,然后综合对研究区及邻区活动断裂的几何学和运动学分析,建立阿拉善地块南部的晚新生代构造变形模型,探讨青藏高原向北东方向扩展的影响范围和高原前缘位置的变形方式,探讨鄂尔多斯周缘断裂系对阿拉善地块的影响作用。本论文主要取得如下认识:桃花拉山断裂位于龙首山西北角,全长约30 km,是一条整体走向近东西方向的晚第四纪活动断裂,整体以左旋走滑运动性质为主,并伴有一定的逆冲分量。该断裂可分为东、西两段,其中西段长约20 km,走向近东西方向,以左旋走滑性质为主;东段断裂长约9 km,走向北西西-南东东方向,向东的逆冲分量逐渐增加。根据洪积扇面的垂直位移和冲沟的左旋位移,结合光释光和10Be暴露测年法,获得该断裂晚第四纪以来的平均水平滑动速率约为0.14±0.01~0.93±0.11 mm/yr,垂直滑动速率约为0.1~0.3 mm/yr。阿右旗断裂系是由7条次级活动断裂组成,各断裂的走向、长度和运动性质不尽相同,其中主断层位于阿右旗县城以东的山间沟谷中,整体走向近东西方向,长约30 km,以左旋走滑运动性质为主,该断层上最新一次地震事件发生在距今11.05±0.52 ka至4.06±0.29 ka之间。阿右旗断裂与桃花拉断裂、雅布赖断裂在地表不连续,未形成统一的活动断裂带。根据对该地区的地层变形特征,结合所有次级断裂的几何学和运动学分析,认为阿右旗地区整体处于北东-南西方向的挤压应力场,与青藏高原往北东方向扩展的推挤方向一致。雅布赖断裂是阿拉善地块内部的一条重要活动断裂,根据断裂的几何走向和断错地貌差异,整体可以分为三段:西南段、中段和东北段,其中西南段整体走向约为N60°E,沿山前延伸约35 km,以错断山脚附近的洪积扇根部为主要特征,正断活动为主,伴有一定的左旋走滑运动;中段整体走向N40°E,长约30 km,典型地貌特征为正断层形成的断层基岩面,局部发现有断层往盆地方向迁移的特征,正断活动为主;东北段整体走向N75°-85°E,延伸约26 km,分支断层较发育,断层几何结构复杂,整体以左旋走滑运动为主,兼有明显的逆冲分量。根据宇宙成因核素10Be暴露测年法及断错地貌位移,获得雅布赖断裂的西南段垂直滑动速率约为0.11 mm/yr,东北段的水平滑动速率为0.23±0.02~0.78±0.12 mm/yr。阿拉善地块东部地区整体晚第四纪活动性较弱,仅在局部发现有零星的晚第四纪活动证据,包括阿拉坦敖包断裂、克布尔海北断裂、巴彦诺日公断裂、巴彦乌拉山东麓断裂,断层规模都较小,连续性差,活动性弱。克布尔海-巴彦诺日公构造带是阿拉善地块东部的一个主要构造带,该构造带的最新活动特征对于理解阿拉善地块整体的新构造变形具有重要意义,但是,我们通过对该断裂的活动性和断裂两侧发育的侵入岩脉的研究发现,该构造带整体晚第四纪活动性弱,并不像前人推测的发生大规模左旋走滑运动。巴彦乌拉山东麓断裂晚第四纪活动特征明显,断裂整体走向北北东方向,全长约40 km,根据对最新断错地貌的解译,发现该断裂有水平走滑运动性质,但是关于断裂的主要运动性质还需要进一步研究。综合对阿拉善地块南部活动断裂的研究,结合前人在祁连山、河西走廊、东北缘弧形构造带以及鄂尔多斯地块西缘的研究成果,发现阿拉善地块南部晚第四纪构造活动与鄂尔多斯周缘拉张体系的构造变形特征明显不同,我们认为该地区的最新构造活动受到青藏高原构造变形体系的影响。新生代晚期,青藏高原往北东方向的扩展,造成祁连山地区强烈的地壳缩短变形,同时对阿拉善地块产生向北东方向的推挤作用,造成阿拉善地块南部的先存构造发生活化,并使得相对稳定的阿拉善地块南部发生岩石圈刚性运动,在桃花拉山断裂、阿右旗断裂以及雅布赖断裂的共同调节作用下,地块南部缓慢向东运动。
【学位授予单位】：中国地震局地质研究所
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P542

【参考文献】

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本文编号：1305809