黃偉亮

(中國地震局地質(zhì)研究所，北京100029)

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天山內(nèi)部焉耆盆地中晚第四紀(jì)地殼縮短速率研究

黃偉亮

(中國地震局地質(zhì)研究所，北京100029)

對(duì)于板內(nèi)造山帶變形過程和構(gòu)造演化的研究是當(dāng)今地球科學(xué)領(lǐng)域的前沿課題。橫跨吉爾吉斯斯坦、哈薩克斯坦和我國新疆維吾爾自治區(qū)境內(nèi)的天山，是目前全球最為活躍的板內(nèi)造山帶之一，這使其成為現(xiàn)今研究板內(nèi)造山帶變形過程的天然實(shí)驗(yàn)室。天山山體由多條東西走向的山脈組成，分割開了北部的哈薩克斯坦地塊和準(zhǔn)噶爾盆地以及南部的塔里木盆地，同時(shí)在山體內(nèi)部還散布著多個(gè)大小不一的山間盆地(如：伊塞克盆地、伊犁盆地、尤魯都斯盆地、焉耆盆地和吐魯番盆地等)。天山新生代變形主要以擠壓縮短為特征，山體的強(qiáng)烈隆升在內(nèi)部形成擠壓坳陷型山間盆地，在天山兩側(cè)形成擴(kuò)展型前陸盆地。橫跨天山的多條GPS剖面揭示出，現(xiàn)今天山所遭受的N-S向的擠壓變形并非僅僅集中在天山兩側(cè)的前緣擴(kuò)展部分，還發(fā)生在整個(gè)前陸盆地和山體內(nèi)部的山間盆地中。而對(duì)于天山的新生代變形，大多數(shù)研究集中在天山兩側(cè)的前緣擴(kuò)展部分，而對(duì)于山體內(nèi)部山間盆地晚新生代的構(gòu)造變形研究較為少見，僅有的幾項(xiàng)對(duì)吉爾吉斯斯坦境內(nèi)天山內(nèi)部山間盆地構(gòu)造變形速率的研究表明，山間盆地是現(xiàn)今天山內(nèi)部擠壓縮短變形的主要吸收區(qū)。而我國境內(nèi)天山山脈內(nèi)部也散布著多個(gè)山間盆地(如：昭蘇盆地、尤魯都斯盆地和焉耆盆地等)，對(duì)于這些山間盆地中晚第四紀(jì)變形速率、變形方式以及在天山擠壓造山過程中所起作用的研究，將有利于對(duì)板內(nèi)造山帶變形過程和變形方式的理解。

本論文選取位于東天山內(nèi)部的焉耆盆地為研究對(duì)象，對(duì)盆地內(nèi)部5組重點(diǎn)構(gòu)造變形地段通過大比例尺地質(zhì)地貌填圖，變形地貌面差分GPS測(cè)量和利用原地生成宇宙成因核素(TCN)和光釋光(OSL)確定地貌面暴露年齡，確定了各組構(gòu)造變形中晚第四紀(jì)以來的變形量、變形時(shí)間，并計(jì)算了相應(yīng)的變形速率。

通過對(duì)焉耆盆地內(nèi)部構(gòu)造變形的研究，本論文取得了以下一些認(rèn)識(shí)：

(2) 焉耆盆地內(nèi)部變形主要集中在盆地南北兩側(cè)，其中在盆地北側(cè)主要有盆地北緣逆沖斷裂及和靜逆斷裂褶皺帶兩組活動(dòng)構(gòu)造組成。盆地北緣斷裂為一條高傾角的逆沖斷裂，為盆山交接的邊界斷裂，按其活動(dòng)性可分為東西兩段，現(xiàn)今主要構(gòu)造變形集中在斷裂東段，西段全新世活動(dòng)性不明顯。斷裂東段南北向最小縮短速率為0.4～0.5 mm/a，垂向滑動(dòng)速率為～0.5 mm/a。靜逆斷裂褶皺帶為盆地北緣斷層逐漸向盆地內(nèi)部擴(kuò)展所形成的一排新生褶皺帶，共包括4個(gè)活動(dòng)背斜構(gòu)造。自西向東，各組背斜構(gòu)造中晚第四紀(jì)以來N-S向的地殼縮短速率逐漸減小，由最西端的夏爾木登背斜的～0.7 mm/a，到哈爾莫頓背斜的～0.3 mm/a，再到東段的阿爾夏特和浩特哈那背斜的 ～0.2 mm/a。

(3) 焉耆盆地南緣各主要構(gòu)造走向與盆地南緣的山體近于平行，多為WNW向展布，現(xiàn)今主要活動(dòng)構(gòu)造包括以右旋走滑為主的開都河斷裂及呈左階雁列式展布的海如背斜和水磨背斜。其中根據(jù)被斷錯(cuò)的洪積扇面上的沖溝位移量和地貌面暴露年齡，得到現(xiàn)今開都河斷裂的右旋走滑速率為1.2～1.6 mm/a，分解為N-S向的擠壓縮短變形為0.59±0.17 mm/a。海如背斜和水磨背斜長(zhǎng)期N-S向的縮短速率為0.13±0.1 mm/a。盆地南緣邊界的七顆星斷裂現(xiàn)今活動(dòng)性不明顯，全新世地貌面沒有斷錯(cuò)跡象，因此，認(rèn)為該斷裂為一條晚更新世斷裂。

綜合來看，86°E一線焉耆盆地中晚第四紀(jì)以來N-S向的總地殼縮短速率為1.43±0.53 mm/a，現(xiàn)今GPS所觀測(cè)到86°E天山內(nèi)部地殼縮短速率為1.30±3.13 mm/a，在不考慮GPS速率測(cè)量誤差的條件下，長(zhǎng)尺度的地質(zhì)速率與短尺度的GPS變形速率具有很高的一致性，說明焉耆盆地為現(xiàn)今86°E天山內(nèi)部的主要變形吸收區(qū)，盆地南北緣多組活動(dòng)構(gòu)造的小幅沖斷作用是主要的形變吸收方式。

通過對(duì)比天山兩側(cè)及其余山間盆地內(nèi)主要活動(dòng)構(gòu)造變形方式和變形速率，發(fā)現(xiàn)天山兩側(cè)的構(gòu)造變形主要集中在為數(shù)不多的幾條斷層之上，每條斷層的滑動(dòng)速率均大于1 mm/a，而天山內(nèi)部變形則分散在多個(gè)山間盆地兩側(cè)的邊界斷裂以及向盆地內(nèi)部擴(kuò)展的前緣部分，其變形速率一般小于1mm/a。因此，可將天山內(nèi)部看成由多條小間距、高傾角斷裂所圍限的小型斷塊組成，而發(fā)育有新生代蓋層的山間盆地?cái)鄩K為現(xiàn)今天山內(nèi)部的主要形變吸收區(qū)。

關(guān)鍵詞山間盆地； 中晚第四紀(jì)； 宇宙成因核素； 縮短速率； 氣候循環(huán)

(作者電子信箱，黃偉亮：huangweiliang1987@gmail.com)

中國地震學(xué)會(huì)動(dòng)態(tài)

中圖分類號(hào)：P315.2；

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A；

doi:10.3969/j.issn.0235-4975.2016.06.009