地震地质 ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (6): 1280-1294.DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2024.06.004
臧柯智1,2)(), 吴传勇1,2,3),*(), 张金烁1,2), 高瞻1,2), 袁四化1,2), 袁海洋1,2), 于晓辉1,2), 王雪竹1,2)
收稿日期:
2024-07-09
修回日期:
2024-10-13
出版日期:
2024-12-20
发布日期:
2025-01-22
通讯作者:
*吴传勇, 男, 1978年生, 教授, 主要从事活动构造与新生代构造、 地震动力学、 活动断裂在减轻地震灾害中的应用, E-mail: 作者简介:
臧柯智, 男, 2000年生, 现为防灾科技学院资源与环境专业在读硕士研究生, 主要研究方向地震地质、 活动构造, E-mail: 1143813608@qq.com。
基金资助:
ZANG Ke-zhi1,2)(), WU Chuan-yong1,2,3),*(), ZHANG Jin-shuo1,2), GAO Zhan1,2), YUAN Si-hua1,2), YUAN Hai-yang1,2), YU Xiao-hui1,2), WANG Xue-zhu1,2)
Received:
2024-07-09
Revised:
2024-10-13
Online:
2024-12-20
Published:
2025-01-22
摘要:
受印度-欧亚板块碰撞远程效应的影响, 天山南北发育了多个扇形的前陆冲断带, 它们不仅调节吸收了大部分的SN向会聚应变, 也控制着山体向盆地方向的逆冲推覆。然而, 对于相邻前陆冲断带之间过渡、 转换部位的构造特征和变形速率研究较少, 目前对于天山山前地壳缩短沿EW向是如何变化的仍不清楚。温宿前陆冲断带位于柯坪和库车前陆冲断带的过渡转换区, 该前陆冲断带仅发育一排活动逆断裂-背斜带, 即温宿北逆断裂-背斜带。长期以来, 不同学者给出的该构造带的地壳缩短速率结果存在较大差异, 严重影响了对该地区构造变形和强震危险性的认知。文中以温宿北逆断裂-背斜为研究对象, 通过野外地质地貌调查和地质填图, 获得了该构造带的变形特征; 同时, 对背斜中部柯柯亚河谷的河流阶地进行了详细解译与划分, 并利用无人机摄影测量获取的高精度地形数据提取了各级阶地的位错量, 最后根据光释光年代测试结果, 计算得到温宿北逆断裂-背斜带晚第四纪(距今约4万年)以来的SN向地壳缩短速率约为1.31mm/a, 全新世以来的缩短速率约为2.29mm/a。温宿前陆冲断带的缩短速率在全新世以来明显增大, 反映了该构造带强震复发周期并不规律的活动习性。
臧柯智, 吴传勇, 张金烁, 高瞻, 袁四化, 袁海洋, 于晓辉, 王雪竹. 南天山温宿前陆冲断带晚第四纪形变速率[J]. 地震地质, 2024, 46(6): 1280-1294.
ZANG Ke-zhi, WU Chuan-yong, ZHANG Jin-shuo, GAO Zhan, YUAN Si-hua, YUAN Hai-yang, YU Xiao-hui, WANG Xue-zhu. LATE QUATERNARY DEFORMATION RATE OF THE WENSU FORELAND THRUST BELT IN THE SOUTHERN TIANSHAN MOUNTAINS[J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2024, 46(6): 1280-1294.
图1 西天山区域构造图和托木尔峰至温宿北逆断裂-背斜的地形剖面图 红色实心圆表示1900年以来的地震震中及震级(MW或mb), 地震数据下载自网站① (数据截至2024年6月3日)① https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/search/。
Fig. 1 Tectonic map of the western Tianshan region and topographic profile across the Tomur Peak and the North Wensu thrust fault and anticline.
图3 柯柯亚河谷地貌解译与纵剖面图 a 柯柯亚河谷阶地解译分期图; b 河流与阶地的纵剖面图; c、 d 柯柯亚河谷河流阶地的发育情况
Fig. 3 Geomorphological interpretation and longitudinal profile of the Kekeya Valley.
阶地 序列 | 样品编号 | U /ppm | Th /ppm | K /% | 含水量 /% | 剂量率 /Gy·ka-1 | 等效剂量 /Gy | 年龄 /ka |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
T3 | KKY-OSL-01 KKY-OSL-02 | 5.17±0.08 2.21±0.07 | 41.9±1.22 18.2±0.49 | 2.72±0.01 2.27±0.01 | 1.18 1.21 | 7.0±0.3 4.24±0.18 | 49.21±4.05 17.26±1.32 | 10.6±0.77 9.02±0.55 |
T4 | KKY-OSL-04 | 1.76±0.02 | 13.7±0.02 | 2.64±0.01 | 1.28 | 4.21±0.18 | 69.47±5.12 | 24.23±1.58 |
T5 | KKY-OSL-05 | 2.79±0.04 | 11.7±0.18 | 2.38±0.02 | 3.74 | 3.97±0.16 | 92.54±7.79 | 40.43±3.07 |
表1 光释光样品测年结果
Table1 Optically Stimulated Luminescence(OSL) dating results
阶地 序列 | 样品编号 | U /ppm | Th /ppm | K /% | 含水量 /% | 剂量率 /Gy·ka-1 | 等效剂量 /Gy | 年龄 /ka |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
T3 | KKY-OSL-01 KKY-OSL-02 | 5.17±0.08 2.21±0.07 | 41.9±1.22 18.2±0.49 | 2.72±0.01 2.27±0.01 | 1.18 1.21 | 7.0±0.3 4.24±0.18 | 49.21±4.05 17.26±1.32 | 10.6±0.77 9.02±0.55 |
T4 | KKY-OSL-04 | 1.76±0.02 | 13.7±0.02 | 2.64±0.01 | 1.28 | 4.21±0.18 | 69.47±5.12 | 24.23±1.58 |
T5 | KKY-OSL-05 | 2.79±0.04 | 11.7±0.18 | 2.38±0.02 | 3.74 | 3.97±0.16 | 92.54±7.79 | 40.43±3.07 |
图5 河流阶地地表形变与地下断层之间的关系图(图5b模型改自Yang et al., 2023)
Fig. 5 Diagram of the relationship between the surface deformation and underground fault geometry (Fig. 5b model adapted from Yang et al., 2023).
地貌面 | 褶皱垂直抬升量 H/m | 地壳缩短量 S/m | 阶地年龄 /ka | 隆升速率 /mm·a-1 | 地壳缩短速率 /mm·a-1 |
---|---|---|---|---|---|
T5 | 30.2±3.1 | 46.9±4.8 | 40.43±3.07 | 0.75±0.13 | 1.16±0.21 |
T4 | 22.7±2.4 | 35.3±3.7 | 24.23±1.58 | 0.94±0.16 | 1.46±0.25 |
T3 | 13.3±1.7 | 20.7±2.6 | 9.02±0.55 | 1.47±0.27 | 2.29±0.42 |
表2 晚第四纪温宿北逆断裂-背斜的地壳缩短量以及地壳缩短速率
Table2 Crustal shortening amount and crustal shortening rate of the North Wensu Reverse Fault and Anticline during the Late Quaternary
地貌面 | 褶皱垂直抬升量 H/m | 地壳缩短量 S/m | 阶地年龄 /ka | 隆升速率 /mm·a-1 | 地壳缩短速率 /mm·a-1 |
---|---|---|---|---|---|
T5 | 30.2±3.1 | 46.9±4.8 | 40.43±3.07 | 0.75±0.13 | 1.16±0.21 |
T4 | 22.7±2.4 | 35.3±3.7 | 24.23±1.58 | 0.94±0.16 | 1.46±0.25 |
T3 | 13.3±1.7 | 20.7±2.6 | 9.02±0.55 | 1.47±0.27 | 2.29±0.42 |
[1] |
陈建波, 沈军, 张同良, 等. 2011. 库车坳陷区西段拱拜孜活动逆断裂-背斜变形特征[J]. 新疆地质, 29(1): 32—36.
|
|
|
[2] |
柏美祥. 1998. 新疆河谷阶地的年代[J]. 内陆地震, 12(1): 13—19.
|
|
|
[3] |
何登发, 孙方原, 何金有, 等. 2011. 温宿北-野云沟断裂的构造几何学与运动学特征及塔北隆起的成因机制[J]. 中国地质, 38(4): 917—934.
|
|
|
[4] |
李君, 周慧, 师骏, 等. 2023. 塔里木盆地西北缘神木园-古木别孜冲断系的构造样式和形成演化过程[J]. 地质科学, 58(3): 785—797.
|
|
|
[5] |
帕日地古丽·布苏克. 2020. 塔里木盆地温宿凸起及其北缘新生代构造变形特征与空间差异性分析[D]. 杭州: 浙江大学:22—27.
|
Paridiguli·Busuke. 2020. Cenozoic structural deformation and spatial variation of the Wensu Uplift and its Northern margin, Tarim Basin[D]. Zhejiang University, Hangzhou: 22—27(in Chinese).
|
|
[6] |
曲国胜, 陈杰, 陈新发, 等. 2001. 塔里木盆地阿图什-八盘水磨反冲构造系统研究[J]. 地震地质, 23(1): 1—14.
|
|
|
[7] |
王昌盛, 陈杰, 张克旗. 2005. 西南天山明尧勒背斜河流阶地沉积物的光释光测年[J]. 地震地质, 27(4): 586—598.
|
|
|
[8] |
王伟, 杨少敏, 谭凯, 等. 2014. 利用GPS资料分析天山现今地壳缩短速率[J]. 大地测量与地球动力学, 34(5): 59—63.
|
|
|
[9] |
吴传勇, 沈军, 陈建波, 等. 2006. 新疆南天山库车坳陷晚第四纪以来地壳缩短速率的初步研究[J]. 地震地质, 28(2): 279—288.
|
|
|
[10] |
杨少敏, 李杰, 王琪. 2008. GPS研究天山现今变形与断层活动[J]. 中国科学, 38(7): 872—880.
|
|
|
[11] |
杨晓平, 邓起东, 张培震, 等. 2008. 天山山前主要推覆构造区的地壳缩短[J]. 地震地质, 30(1): 111—131.
|
|
|
[12] |
姚远, 陈杰, 李涛, 等. 2022. 北天山前陆冲断带山麓背斜带新发现反冲断层陡坎及活动褶皱陡坎[J]. 地质通报, 41(11): 1942—1949.
|
|
|
[13] |
张培震, 邓起东, 徐锡伟, 等. 1994. 盲断裂、 褶皱地震与新疆1906年玛纳斯地震[J]. 地震地质, 16(3): 193—204.
|
|
|
[14] |
张培震, 邓起东, 杨晓平, 等. 1996. 天山的晚新生代构造变形及其地球动力学问题[J]. 中国地震, 12(2): 127—140.
|
|
|
[15] |
张培震, 王敏, 甘卫军, 等. 2003. GPS观测的活动断裂滑动速率及其对现今大陆动力作用的制约[J]. 地学前缘, 10(S1): 81—92.
|
|
|
[16] |
张培震, 朱守彪, 张竹琪, 等. 2012. 汶川地震的发震构造与破裂机理[J]. 地震地质, 34(4): 566—575. doi: 10.3969/j.issn.0253-4967.2012.04.003.
|
DOI |
|
[17] |
赵瑞斌, 沈军, 李军. 2001. 1902年新疆阿图什 8 1/4级地震形变特征与发震模式初探[J]. 地震地质, 23(4): 493—500.
|
|
|
[18] |
|
[19] |
|
[20] |
|
[21] |
|
[22] |
|
[23] |
|
[24] |
|
[25] |
|
[26] |
|
[27] |
|
[28] |
|
[29] |
|
[30] |
|
[31] |
|
[32] |
|
[33] |
|
[34] |
|
[35] |
PMID |
[36] |
|
[37] |
|
[38] |
|
[39] |
|
[40] |
|
[41] |
|
[42] |
|
[43] |
|
[44] |
|
[45] |
|
[46] |
|
[47] |
|
[48] |
|
[49] |
|
[50] |
|
[51] |
|
[1] | 张浩, 黄伟亮, 项闻, 杨虔灝, 刘博. 晚第四纪以来巴曲河填充-下切及驱动机制[J]. 地震地质, 2024, 46(3): 570-588. |
[2] | 陈柏旭, 余中元, 肖鹏, 戴训也, 张世龙, 郑荣荧. 青藏高原东北缘榆木山东缘断裂地表破裂带的新发现及其地震地质意义[J]. 地震地质, 2024, 46(3): 589-607. |
[3] | 黄伟亮, 张家乐, 项闻, 杨虔灏. 晚第四纪以来巴塘断裂的活动特征及滑动速率[J]. 地震地质, 2023, 45(6): 1265-1285. |
[4] | 刘庆, 刘韶, 张世民. 大凉山断裂带中段越西断裂晚第四纪古地震[J]. 地震地质, 2023, 45(2): 321-337. |
[5] | 左玉琦, 杨海波, 杨晓平, 詹艳, 李安, 孙翔宇, 胡宗凯. 阿拉善地块南缘北大山断裂的晚第四纪构造活动证据[J]. 地震地质, 2023, 45(2): 355-376. |
[6] | 原浩东, 李安, 黄伟亮, 胡宗凯, 左玉琦, 杨晓平. 西准噶尔地区托里断裂晚第四纪构造变形[J]. 地震地质, 2023, 45(1): 49-66. |
[7] | 张伟恒, 陈杰, 李涛, 邸宁, 姚远. 龙门山前陆冲断带南段三苏场背斜晚第四纪变形速率[J]. 地震地质, 2022, 44(6): 1351-1364. |
[8] | 张秀丽, 熊建国, 张培震, 刘晴日, 姚勇, 钟岳志, 张会平, 李有利. 中更新世晚期以来中条山北麓断层滑动速率研究[J]. 地震地质, 2022, 44(6): 1403-1420. |
[9] | 冯晶晶, 赵勇伟, 李霓, 陈正全, 王丽竹, 刘永顺, 聂保锋, 张学斌. 琼北晚第四纪火山锥体形貌与喷发机制[J]. 地震地质, 2022, 44(5): 1107-1127. |
[10] | 沈军, 戴训也, 肖淳, 焦轩凯, 白其乐格尔, 邓梅, 刘泽众, 夏方华, 刘玉, 刘明. 夏垫西断裂的晚第四纪活动性[J]. 地震地质, 2022, 44(4): 909-924. |
[11] | 徐伟, 刘志成, 王继, 高战武, 尹金辉. 西藏阿里地区喀喇昆仑断裂断错地貌及最近强震活动时代的初步研究[J]. 地震地质, 2022, 44(4): 925-943. |
[12] | 张驰, 李智敏, 任治坤, 刘金瑞, 张志亮, 武登云. 日月山断裂南段晚第四纪活动特征[J]. 地震地质, 2022, 44(1): 1-19. |
[13] | 常昊, 常祖峰, 刘昌伟. 金沙江断裂带活动与大型滑坡群的关系研究:以金沙江拿荣—绒学段为例[J]. 地震地质, 2021, 43(6): 1435-1458. |
[14] | 杨晨艺, 李晓妮, 冯希杰, 朱琳, 李苗, 张恩会. 渭河盆地北缘口镇-关山断层的晚第四纪—现今的活动性[J]. 地震地质, 2021, 43(3): 504-520. |
[15] | 张文婷, 季灵运, 朱良玉, 蒋锋云, 徐晓雪. 南天山前陆盆地的一次典型逆冲破裂事件——2020年新疆伽师6.4级地震[J]. 地震地质, 2021, 43(2): 394-409. |
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