阿尔金断裂带新生代活动在柴达木盆地中的响应*

潘家伟 李海兵＊＊ 孙知明 刘栋梁 吴婵 于常青

PAN JiaWei1，LI HaiBing1＊＊，SUN ZhiMing2，LIU DongLiang1，WU Chan1 and YU ChangQing1

1. 大陆构造与动力学国家重点实验室，中国地质科学院地质研究所，北京 100037

2. 中国地质科学院地质力学研究所，北京 100081

1. State Key Laboratory of Continental Tectonics and Dynamics，Institute of Geology，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100037，China

2. Institute of Geomechanics，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100081，China

2015-06-15 收稿，2015-09-07 改回.

1 引言

柴达木盆地位于青藏高原北部(图1)，是青藏高原内部最大的、沉积巨厚的山间盆地，同时也是我国西部一个大型的中、新生代陆相含油气盆地。盆地内巨厚的新生代沉积地层及构造变形不仅记录了印度/欧亚板块碰撞以来青藏高原，特别是高原北部隆升、扩展的信息(Harrison et al.，1992;Yin and Harrison，2000;Tapponnier et al.，2001;尹安等，2007;Royden et al.，2008)，而且还蕴藏着丰富的矿产、油气资源，因此一直是国内外学者研究的热点地区之一。多年来国内外地质学家和石油工作者利用多种不同的方法，从不同角度对柴达木盆地的沉积、构造等方面的特征进行了研究，已经在柴达木盆地的深部结构(Jiang et al.，2006;Zhao et al.，2006;Shi et al.，2009)、成盆演化模式及过程(Bally et al.，1986;Burchfiel et al.，1989;Métivier et al.，1998;Meyer et al.，1998;Tapponnier et al.，2001;Sobel et al.，2003;Yin et al.，2007，2008a，b)、盆地内新生代地层磁性年代序列(Sun et al.，2005;Fang et al.，2007;Lu and Xiong，2009;Zhang et al.，2013)等方面取得了许多重要进展。

柴达木盆地周缘分别被祁连山、东昆仑山和阿尔金山所围限(图1)，具有特殊的盆山构造格局和岩石圈板块地球动力学背景。作为柴达木盆地的西北边界，阿尔金断裂带是亚洲大陆内部一条巨型左旋走滑断裂带，它切割了青藏高原北部的不同构造单元，控制了高原北部的几何学特征及基本的构造格架，对调节印度/欧亚大陆碰撞作用产生的构造变形起着重要作用(Avouac and Tapponnier，1993;Tapponnier et al.，2001;Yin et al.，2002;李海兵等，2006)。新生代以来阿尔金断裂带发生多期次的走滑运动，并且在走滑过程中伴随着强烈的隆升作用(李海兵等，2006)。柴达木盆地是由于新生代阿尔金断裂左行走滑运动和阿尔金山的隆升而被关闭的新生代沉积盆地(Yin et al.，2002)。刘和甫等(2004)认为柴达木盆地是一个由于阿尔金断裂系的走滑挤压运动而形成的走滑挤压盆地，或称为走滑前陆盆地。很明显，阿尔金断裂新生代以来的走滑运动及其伴随的隆升作用必然会在柴达木盆地中形成沉积、构造以及地貌上的响应，并进一步影响到盆地中油气的运移和聚集成藏。然而，阿尔金断裂带新生代活动对柴达木盆地构造发育演化的影响仍缺乏系统的研究。

图1 柴达木盆地及其周缘地貌、构造简图右上框图a 示柴达木盆地在青藏高原的位置;图b 中2 条黄色直线分别指示图6(剖面1)和图7(剖面2)两条地震反射剖面的位置;白色虚线框指示图2、图3 和图5 位置Fig.1 Geomorphological and tectonic map of the Qaidam basin and its adjacent area

图2 柴达木盆地西北部地质简图(a，据中国石油青海油田分公司，2006①中国石油青海油田分公司，中国石油大学(北京). 2006. 柴达木盆地地质图(1∶100 万)(草图)修改)及NW-SE 向穿过阿尔金断裂-柴达木盆地的构造示意剖面图(b)Fig.2 Geological map of the Northwestern Qaidam basin (a)and schematic geological section crossing the Altyn Tagh fault and the Qaidam basin (b)

本文在前人研究基础上，通过地表卫星影像解译、深部地球物理资料分析，结合已有的新生代地层沉积学和磁性地层年代学资料，对阿尔金断裂新生代不同期次构造活动在柴达木盆地中的构造-沉积响应进行了较为系统的研究。

2 地质背景

柴达木盆地位于青藏高原北部盆岭构造域，其由一系列断裂和相关的山脉与周边盆地组成特殊的“盆山”体系(图1、图2)。盆地东西长850km，南北宽150 ～300km，面积约12万平方千米，总体呈三角形夹持在祁连山、东昆仑-祁曼塔格山以及阿尔金山之间，平均海拔高达3000m。柴达木盆地的形成演化受祁连山构造带、阿尔金构造带和东昆仑构造带的共同控制，盆地中沉积了巨厚的中、新生代地层，尤其是新生代地层最厚达～12000m。新生代以来柴达木盆地一直是一个大型陆内坳陷，并没有前陆盆地发育，沉积中心一直位于其中轴线上，并存在自西向东的迁移(Yin et al.，2008b)。新生代沉积地层在盆地中央及南部东昆仑山-祁曼塔格山前一带覆盖严重，在北缘和西缘则出露较好(图2)，自下而上可划分为路乐河组(E1-2)、下干柴沟组(E3)、上干柴沟组(N1)、下油砂山组(N21)、上油砂山组(N22)、狮子沟组(N23)和七个泉组(Q1-2)(表1)。路乐河组为一套洪泛-河流相红色粗碎屑岩系，岩性以棕褐色、紫灰色砾岩、砾状砂岩、含砾砂岩为主，夹棕褐色、棕红色砂岩、泥岩、砂质泥岩及泥质粉砂岩;下干柴沟组可分为上下两段，其中下段(E31)为一套洪泛-河流相红色粗碎屑岩系，岩性以棕红色砂砾岩、泥岩为主;上段(E32)为一套湖泊相细粒碎屑岩系，岩性在西部坳陷区以灰色、深灰色泥岩、钙质泥岩和碳酸岩为主，在北缘块断带和东部坳陷区以棕红色、灰绿色泥岩为主;上干柴沟组在柴西南区岩性自下而上变粗变红，在柴西北区自下而上变灰变细，北缘和东部则都是黄绿、灰绿色、灰色的砂质岩和棕红色泥质岩的不等厚互层;下油砂山组在盆地边缘较粗，以棕灰色、灰色砾岩、砾状砂岩为主，在盆地中心岩性较细，以灰色、深灰色泥岩、钙质泥岩和砂质泥岩为主;上油砂山组较下油砂山组岩性更粗，在盆地边缘一般以灰色厚层状砾岩为主，夹浅绿黄色砂岩及浅棕红色泥质岩，至盆地中心岩性变细，并含有少量膏盐;狮子沟组与上油砂山组岩性类似，只是膏盐层增多;七个泉组岩性以浅棕灰、浅灰、灰色泥岩、砂质泥岩为主，夹同色粉砂岩和泥质粉砂岩，以及一定量的炭质泥岩。各组之间在盆地内部多呈整合接触，在边缘地区则存在地区性的角度不整合面。由于柴达木盆地地层划分方案几经变动，但地层符号仍按原来习惯，故目前所用的地层符号已不具严格年代地层含义(周建勋等，2003)。

由于柴达木盆地新生代沉积物中断代化石极为稀少，又缺少可精确测年的理想对象，这导致柴达木盆地新生代地层的时代归属长期难以形成统一的认识，在一定程度上限制了人们对柴达木盆地形成机制和演化过程的正确认识。而近年来在柴达木盆地内不同剖面上开展的一系列高精度磁性地层年代学研究获得了盆地内不同时代地层的精确年龄(杨藩等，1992;Sun et al.，2005;张伟林，2006;Fang et al.，2007;Lu and Xiong，2009;Zhang et al.，2013)。综合上述不同剖面的磁性地层研究新结果，我们获得了柴达木盆地最新的新生代地层年代学简表(表1)，其中七个泉组为2.6 ～0Ma，狮子沟组为8.2 ～2.6Ma，上油砂山组为14.9 ～8.2Ma，下油砂山组为22 ～15Ma，上干柴沟组为35.5 ～22Ma，下干柴沟组为52.3 ～35.5Ma，路乐河组为ca. 65 ～52.3Ma。这些磁性地层研究结果为柴达木盆地新生代地层的年代学提供了精确控制，同时为厘定柴达木盆地不同地层单元中生长地层的形成时间，以及盆地中不同构造带新生代的形成演化序列提供了可靠的年代学制约。

3 阿尔金断裂活动对柴达木盆地影响的证据

3.1 卫星影像反映的地表变形特征

对卫星影像资料的解译结合野外考察结果显示在柴达木盆地西北缘阿尔金断裂带中段索尔库里盆地附近，主断裂南侧发育数排由阿尔金断裂向柴达木盆地逆冲的分支断裂(图3a)，此外在盆地内部月牙山红石包东侧还存在与阿尔金主断裂同为左旋走滑性质的断层，在红三旱褶皱构造带北侧的山脉也发育数条与阿尔金主断裂斜交的走滑或逆冲性质的分支(图3a)。红三旱东侧，鄂博梁褶皱构造带以北，同样可以见到阿尔金断裂的走滑分支逐渐向盆地内弯曲，转化成褶皱前缘的逆冲断裂，表明柴达木盆地北部这些褶皱构造的变形均受阿尔金断裂走滑作用的影响和控制。在剖面上，这些逆冲分支断裂与阿尔金主断裂组合成花状构造样式，呈叠瓦状由NNW(阿尔金山)向SSE(柴达木盆地)逆冲(图3b)，这必然会在柴达木盆地西北部造成NW-SE 向的挤压作用，进而影响到盆地新生代构造变形和演化。

表1 柴达木盆地新生代地层年代表Table 1 Cenozoic strata and their ages in the Qaidam basin

柴达木盆地西北部红三旱褶皱构造带的高精度卫星影像显示该构造带呈蛇形弯曲(图4a)，地质图(图2a)上显示其地层均倾向SW，可能为单斜地层，但是事实上，这是一个非常紧闭的不对称的干涉叠加褶皱(图4b)，早期褶皱SW 翼出露宽，NE 翼出露很窄，并且部分地层已经发生了倒转。这种明显不对称的褶皱结构指示该构造带深部存在由SW 向NE 的逆冲。该背斜带总体走向呈NWW-SEE，如果未经历后期构造作用叠加的话，褶皱轴应该呈平直状或单向弧形弯曲，但我们现在看到的该背斜带形态明显呈波状弯曲，这表明红三旱构造带是由NW-SE 向的褶皱和NE-SW 向的褶皱叠加而成的干涉叠加褶皱。两期褶皱的轴迹分别为F1 和F2(图4b)。F1 走向NW-SE，F2 走向NE-SW，两者近直交。很明显它们是在不同时期的不同方向应力作用下形成的，其中早期在NE-SW 向挤压作用下形成的NW-SE 向褶皱F1 是主要构造，它是在印度/欧亚板块碰撞作用下青藏高原隆升并向北东扩展过程的响应。而晚期在NW-SE 向挤压作用下形成的NE-SW 向褶皱F2 则明显受到阿尔金断裂的控制，是阿尔金断裂新生代走滑作用在柴达木盆地的响应。

图3 柴达木盆地西北缘阿尔金断裂带中段索尔库里地区Landsat 卫星影像(a)及阿尔金-柴达木盆山结合带构造剖面图(b，据李海兵等，2006 修改)1-全新统;2-更新统;3-狮子沟组;4-上油砂山组;5-下油砂山组;6-上干柴沟组;7-下干柴沟组;8-侏罗系;9-元古届;10-糜棱岩带;灰色箭头指示块体垂向挤出方向;图a 中虚线方框指示图4 和图9a 位置Fig.3 Landsat image of the Suoerkuli region in the central segment of the Altyn Tagh fault，northwestern boundary of the Qaidam basin (a)，and structural section cross the fault and basin (b，modified after Li et al.，2006)

红三旱褶皱构造带南西侧的尖顶山-黑梁子褶皱构造带的地表形态特征与前者类似，但构造变形强度相对较弱。从卫星影像(图5)上看，褶皱形态呈豆荚状，两翼也具有不对称的结构，NE 翼出露略窄而SW 翼相对较宽，是变形复杂的断背斜。褶皱轴总体呈NW-SE 走向，但同时明显表现出“S”形弯曲，这表明该褶皱带也经历后期NW-SE 向应力的改造。根据地表褶皱形态特征显示尖顶山-黑梁子褶皱带与红三旱褶皱构造带所受的应力一样，都受到早期NE-SW 向挤压应力和晚期NW-SE 向挤压应力的作用，只是晚期的挤压应力对该褶皱带的作用可能弱于红三旱褶皱构造带。因此，尖顶山-黑梁子褶皱带也是一个不对称的干涉叠加褶皱，其后期NW-SE 方向的挤压作用同样指示了阿尔金断裂带走滑与隆升作用对柴达木盆地的影响。

3.2 深部地震反射剖面证据

卫星影像资料反映的是出露地表的地质构造形态特征，而隐伏于地下的深部构造特征则需要依靠对地球物理资料的分析和解释。我们选择了两条NW-SE 向(近垂直于阿尔金断裂带)横穿柴达木盆地的地震反射剖面(图6、图7)进行重新解释，以寻找阿尔金断裂带新生代构造活动对柴达木盆地影响的深部证据。

图4 柴西红三旱褶皱构造带卫星影像(a)及地质解译(b)Pt-元古界;E3-下干柴沟组;N1-上干柴沟组;N21-下油砂山组;Q-第四系;白色虚线F1 指示早期褶皱轴;黑色虚线F2 指示晚期褶皱轴Fig.4 Satellite image (a)and its geological interpretation(b)of the Hongsanhan fold belt in the western Qaidam basin

剖面1 从NW 端阿尔金-柴达木盆山结合部向SE 延伸，依次穿过尖顶山、大风山、红三旱3 号等构造。剖面显示，在柴达木盆地中存在NW 倾和SE 倾的两组断层(图6a)，这两组断层应该是阿尔金断裂带走滑隆升过程中造成的向盆地内的挤压作用形成的。在剖面的NW 段柴达木盆地西部斜坡带上，NW 倾向逆冲断裂发育。该处剖面的局部放大(图6b)可以看出，断层错断了新生代从路乐河组到上油砂山组各层不同沉积，而止于狮子沟组，这表明在上油砂山组沉积之后，在狮子沟组沉积之前可能存在一次由NW 侧阿尔金断裂向SE 侧柴达木盆地的强烈逆冲，也就是说阿尔金断裂在距今约8.2Ma 发生过强烈的活动，并影响到了柴达木盆地。此外，下干柴沟组上段以下地层的厚度在横向上基本保持不变，而从下干柴沟组上段开始，各套地层的厚度均向柴达木盆地西部斜坡带逐渐减薄(图6b)，这表明下干柴沟组上段开始沉积(42.8Ma)以来的地层为一套生长地层，该套生长地层的发育应该也是由阿尔金断裂走滑过程中伴随的NWSE 向挤压作用造成的。综上所述，地震反射剖面1(图6)记录了阿尔金断裂在42.8Ma 以来和约8.2Ma 左右的两次强烈活动事件。

剖面2 呈NW-SE 向，依次穿过东坪、鄂博梁2 号、鄂博梁3 号、伊克雅乌汝、南陵丘、盐湖。与剖面1 类似，在该剖面中也存在倾向NW 和倾向SE 的两组断层(图7a)，整条剖面地层呈波浪状起伏，向斜、背斜交替出现(图7a)，反映了明显的NW-SE 向的挤压缩短作用，而这一方向的挤压作用显然与阿尔金断裂的新生代活动和阿尔金山的隆升密切相关。对该剖面NW 端柴达木盆地西部斜坡带东坪段的分析发现，上油砂山组以下地层的厚度在横向上基本保持不变，而从上油砂山组向上，包括狮子沟组和七个泉组在内的各套地层的厚度均向柴达木盆地西部斜坡带逐渐减薄(图7b)，这表明上油砂山组及其以上地层为一套生长地层。也就是说，该剖面记录了上油砂山组开始沉积(14.9Ma)以来以来，阿尔金断裂构造运动对柴达木盆地的影响。

图5 柴西尖顶山-黑梁子褶皱构造带卫星影像(a)及其地质解译图(b)N22-上油砂山组;N23-狮子沟组;Q1-2-七个泉组;Q3-4-七个泉组以上第四系;黄色点划线指示早期的褶皱轴被后期构造改造而发生弯曲Fig.5 Satellite image (a)and its geological interpretation of the Jiandingshan-Heiliangzi fold belt in the western Qaidam basin

除上述两条剖面外，刘志宏等(2010)通过对柴西缘月牙山附近，NW-SE 向切过阿尔金断裂及月牙山构造的地震剖面的分析，发现了背斜前翼的生长地层，由此认为阿尔金断裂自下干柴沟组上段沉积时期(～38Ma)开始形成，至今一直处于持续的活动状态，并且在下干柴沟组上段至上油砂山组沉积时期(38 ～8.1Ma)，断裂的活动强度较小，自狮子沟组沉积开始(～8.1Ma)，断裂的活动强度明显增大。肖安成等(2013)通过对穿过柴西缘近东西向断裂体系的地震反射剖面的分析也发现了上干柴沟组以上和下油砂山组以上的两套生长地层，并认为这是阿尔金断裂带早期基底剪切作用的产物。综合分析前人的研究成果和我们对收集到的地球物理资料的重新解释可以看到，在柴达木盆地西缘不同位置NW-SE 向穿过阿尔金-柴达木盆山结合带的剖面上均发育有生长地层，而且是不同时代的生长地层，这表明阿尔金断裂带新生代以来一直在长期持续活动，并且这些活动被柴达木盆地内不同区域的新生代沉积地层记录了下来。

图6 柴达木盆地NW-SE 向地震反射剖面1 构造解释(剖面位置见图1)Fig.6 Interpretation of the NW-SE extending seismic reflection profile (1)crossing the Qaidam basin (for location，see Fig.1)

3.3 地层等厚图反映的柴达木盆地新生代叠加干涉褶皱

柴达木盆地不同时代地层等厚图资料显示(据中国石油青海油田公司)，在狮子沟组沉积时期(8.2 ～2.6Ma)，柴达木盆地东半部分，发育宽广的不对称向斜槽谷，南坡较缓，北坡较陡(图8a)。与之相反，柴达木盆地的西半部分，则以发育数排短波长(＜40km)的、沉积厚度较小(大多＜500m)的次级凹陷为特征(图8a)。这些次级凹陷长轴呈NWW-SEE向，各凹陷呈平行排列(图8a)，形成地层厚度的NE-SW 向波状起伏，总体反映了青藏高原向NE 扩展隆升造成的挤压应力。进一步的分析发现，除了上述NWW-SEE 向的轴线(图8a 中F1)外，各次级凹陷圈闭还存在另外一组NNE-SSW 向的轴线(图8a 中F2)，穿越轴线方向地层厚度也呈高低相间。这种地层等厚图反映的是典型的两期垂直轴褶皱干涉叠加的样式(Ramsay，1967)，由轴面近NWW 走向的直立褶皱(主体)被后期轴面近NNE 向的直立褶皱所叠加形成。后期的褶皱轴线F2 平行于阿尔金断裂走向，显然是由阿尔断裂新生代活动在柴达木盆地中造成的褶皱变形。实际上在狮子沟组沉积之前，上油砂山组地层的等厚图(图8b)上已经可以看到叠加干涉褶皱的雏形，也就是说，上油砂山组沉积时期(14.9 ～8.2Ma)阿尔金断裂活动已经明显影响到柴达木盆地，主要影响范围在柴达木盆地的西北部靠近阿尔金山的盆山结合带(图8b)，而狮子沟组沉积时期(8.2 ～2.6Ma)阿尔金断裂活动对柴达木盆地改造最强，已经影响到了整个柴达木盆地北部(图8a)。

3.4 月牙山地震破裂带所反映的阿尔金断裂最新活动

图7 柴达木盆地NW-SE 向地震反射剖面2 构造解释(剖面位置见图1)Fig.7 Interpretation of the NW-SE extending seismic reflection profile (2)crossing the Qaidam basin (for location，see Fig.1)

通过对高精度卫星遥感影像的解译，我们发现在柴达木盆地北部月牙山背斜东侧可能存在一条地震地表破裂带，野外的实地考察证实了这条地震破裂带的存在(图9)。该破裂带西端始于月牙山以东，平行于阿尔金主断裂近东西向延伸，东止于大通沟南山，长约15km，在卫片上具有清晰的线性构造特征(图9a)。破裂带由一系列地震凹槽右阶雁行状排列组成(图9b，c)，地表可见相间排列的挤压鼓包和拉分凹陷(图9b)，是走滑型地震地表破裂的典型标志。野外见到的最大地震挤压隆起超过5m，这种较大的挤压隆起可能为多次大地震累积形成，暗示阿尔金断裂的这条分支断裂，甚至整个阿尔金断裂在晚第四纪曾多次发生大地震(M ＞7)。从前面的图3 中可以看出，这条地震地表破裂带所属的断裂是阿尔金断裂的一条分支，在深部与阿尔金主断裂相连，因此该地表破裂带是阿尔金断裂次级断裂最新活动的产物，这表明阿尔金断裂现在仍在强烈活动，并且直接影响到了柴达木盆地西北部。

4 讨论

4.1 阿尔金断裂带新生代主要活动期次

(古)阿尔金断裂带可能形成于三叠纪，后又经历了侏罗纪、白垩纪的强烈左旋走滑活动，自印度板块与欧亚大陆碰撞后阿尔金断裂再次活动，其新生代主要的走滑活动发生在60 ～45Ma、渐新世至中新世、上新世至更新世、全新世等几个不同时期(李海兵等，2006)。Rumelhart et al. (1997)根据阿尔金山前新生代沉积学研究结果，认为阿尔金断裂大规模的走滑开始于渐新世(30Ma)。刘永江等(2007)认为阿尔金走滑断裂带新生代的主要活动时间为40 ～25Ma 和10 ～8Ma。Cheng et al. (2015)通过对地质资料和地球物理资料综合分析认为阿尔金断裂带新生代活动可以分成两个阶段，早期(49 ～15Ma)的活动造成了～150km 的位移量，晚期(晚中新世至今)的活动累计位移量为～190km。

沿阿尔金断裂带获得的磷灰石裂变径迹和40Ar/39Ar 热年代学研究数据(Jolivet et al.，2001;万景林等，2001;陈正乐等，2001，2002，2006;王瑜等，2002;张志诚等，2008;Ritts et al.，2008)显示，阿尔金断裂带存在着～30Ma(王非等，2001;陈正乐等，2001;刘永江等，2007;张志诚等，2008)和10 ～8Ma(Jolivet et al.，2001;万景林等，2001;陈正乐等，2002)两期主要的构造事件，其中10 ～8Ma 的强活动期体现在沿阿尔金断裂的广大地区，多个地段靠近阿尔金主断裂带磷灰石的裂变径迹年龄大部分集中在7 ～9Ma 之间，而远离阿尔金断裂带的“正花状”构造带，裂变径迹年龄明显变老。陈正乐等(2006)对来自阿尔金山脉34 个花岗岩、花岗闪长岩和片麻岩样品中磷灰石的裂变径迹测试结果表明，阿尔金山脉存在至少5 个阶段的剥露作用，反演出阿尔金山脉具有多期次、阶段性的隆升特征，并存在差异性:EW 向的阿尔金北缘拉配泉-红柳沟山体隆升剥露时间早(61～34Ma);NE 向且末-茫崖山脉的主要隆升时间为始新世晚期-中新世(42 ～11Ma);沿阿尔金(主)断裂山体的隆升剥露最为年轻，存在三期主要的剥露作用:10.2 ～7.3Ma、5.5 ～4.5Ma 和2.1 ～1.8Ma，表明了阿尔金断裂在中新世-上新世和早更新世都发生了快速走滑作用，同时伴随着断裂带两侧山体的快速隆升剥露。郑剑东等(1991)在敦煌地区发现前寒武纪地层逆冲到早更新统玉门砾岩之上，表明阿尔金断裂第四纪发生走滑的同时还向盆地两侧发生逆冲。地貌学(Li et al.，2002)和沉积学(陈正乐等，2006)方面也有证据表明阿尔金断裂带在早更新世发生过快速隆升。

图8 柴达木盆地狮子沟组(a)及上油砂山组(b)地层等厚图(据中国石油青海油田分公司，2006 资料改编)a 图中蓝色线F1 指示早期NWW-SEE 向的褶皱轴;绿色线F2 指示晚期NNW-SSE 向的褶皱轴Fig.8 Isopach map of the Shizigou Formation (a)and Shangyoushashan Formation (b)strata in the Qaidam basin

综上所述，印度板块与欧亚大陆的碰撞造成了古阿尔金断裂带的复活，伴随着青藏高原的隆升，阿尔金断裂带新生代持续活动，综合前人的成果，我们认为其至少经历了渐新世(～30Ma)、晚中新世(～8Ma)和早更新世(～2.6Ma)三期较强烈的活动。阿尔金断裂带新生代各期活动在柴达木盆地中均有明显的响应，表现为前述的地表褶皱形态、深部地震反射剖面特征及地层沉积厚度特征的变化，但上述这些证据只是定性的捕捉到了阿尔金断裂带新生代活动的信息，而未能对各时期断裂活动的具体表现进行很好的限定。

4.2 阿尔金断裂新生代活动在柴达木盆地中的沉积、构造响应

柴达木盆地中的磁性地层和沉积学研究，是阿尔金断裂带新生代各期活动在柴达木盆地中响应的良好记录。红三旱褶皱高精度磁性地层剖面年代学研究(Sun et al.，2005)发现上干柴沟组的沉积速率在～30Ma 时迅速增加，从23m/Myr 增加到66.1m/Myr，意味着阿尔金山在这一时期发生了快速隆升。从沉积物的岩性来看，上干柴沟组下部和中部岩性以细粒的泥岩、砂岩为主，而上干柴沟组上部沉积物的粒度开始明显变粗，有近10 层砂砾岩或砾岩层交替出现，表明沉积物物源开始变近，搬运距离缩短，和/或物源区地形起伏增大。尽管磨拉石沉积主要是山地隆起的产物，但构造运动并不是唯一的影响因素，气候变化也是影响因素之一。如果上干柴沟组上部砂砾岩或砾岩层的交替出现主要是由于气候作用形成的，说明上干柴沟组上部至少存在10 次气候旋回，但根据柴达木盆地第三纪的孢粉、红层和蒸发岩的资料表明，始新世-晚渐新世柴达木盆地主要为高温少雨的干旱期(Wang et al.，1999)，不可能存在多期次的气候旋回，这些砾石层更不可能是寒冷冰期冰川的产物，所以我们认为上干柴沟组顶部的砂砾岩或砾岩层，以及沉积速率的突然大幅增加可能是阿尔金断裂带在～30Ma 的强烈活动及阿尔金山的快速隆升的结果，这一观点也与该地区地质资料和热动力学历史相吻合。

图9 阿尔金断裂带南侧月牙山附近地震地表破裂带卫星影像及野外照片(a)地表破裂带分布;(b)相间排列的挤压鼓包和拉分凹陷;(c)破裂带野外照片Fig.9 Satellite image and field photo show the surface rupture of recent earthquake in the Yueyashan area，south of the main Altyn Tagh Fault

柴达木盆地东部怀头他拉高精度磁性地层所揭示的沉积速率存在三期明显增加的特征。从距今约15Ma 开始沉积速率明显增加，然后减小，从距今约8Ma 开始持续增加，距今约3.6Ma，尤其2.5Ma 以来，沉积速率急剧成倍增加(张伟林，2006;Fang et al.，2007)。岩性方面，在柴达木盆地中狮子沟组地层向上也出现砾岩逐渐增多的现象，表明狮子沟组开始沉积时期(～8.1Ma，据Fang et al.，2007)盆地周围发生了快速隆升的事件。约8Ma 和2.5Ma 以来的两期加速沉积与阿尔金断裂两次强烈活动时期很好的吻合，是阿尔金断裂新生代活动在柴达木盆地中响应的有力证据。柴西地区红沟子剖面晚新生代沉积物的岩石磁学研究也发现～9.8Ma以来青藏高原北部的强烈构造隆升事件(张涛等，2010)。根据柴达木西缘七个泉背斜磁性地层年代学研究获得的地层沉积速率和在七个泉组地层沉积之前发育的角度不整合，Zhang et al. (2013)认为七个泉构造记录了～3.6Ma、～2.5Ma、～1.1Ma 和～0.8Ma 四期构造隆升事件，其中～2.5Ma 的隆升事件也与阿尔金断裂早更新世的活动在时间上吻合。

柴达木盆地周边山地在～8Ma 和～2.6Ma 以来构造运动是青藏高原及周边地区发生的两期准同期构造隆升事件(王瑜等，2002)，不仅在柴达木盆地中有响应，周围其他地区同样对该次构造时间有所记录。我们在阿尔金断裂北侧江尕勒萨依剖面获得的古地磁研究结果也显示在～8.26Ma和～2.15Ma 以来沉积速率大幅增加(孙知明等，未发表)，反映了整个青藏高原在此期间存在大规模的隆升作用。而月牙山地区地震地表破裂带的发现则是阿尔金断裂带现在仍在强烈活动，并且影响到柴达木盆地的最直接证据。

5 结论

(1)对柴达木盆地卫星影像资料的解译、地震反射剖面的解释和新生代地层等厚图的分析表明阿尔金断裂带新生代以来的强烈活动在柴达木盆地中造成了沉积环境、构造的响应。

(2)通过对研究区已有的低温热年代学数据和沉积、构造、磁性地层年代学等方面研究成果的总结和分析，认为阿尔金断裂在新生代至少存在3 次(～30Ma，～8Ma、～2.6Ma)强烈的隆升作用，在盆地内主要表现为相应地质时代沉积速率明显加快，沉积物岩性发生较大变化，构造地貌的变形和同构造生长地层的出现。

(3)阿尔金断裂带新生代以来的多期构造活动影响和改造了柴达木盆地的构造发育，对新生代油气成藏会有重大影响。

致谢 中国石油勘探开发研究院西北分院和中国石油青海油田公司提供了研究区地震反射剖面和地层等厚度图等资料;戚学祥研究员和何碧竹研究员对本文提出了宝贵的修改意见;一并表示感谢。

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