天山内部焉耆盆地中晚第四纪地壳缩短速率研究

黄伟亮

(中国地震局地质研究所，北京100029)



天山内部焉耆盆地中晚第四纪地壳缩短速率研究

黄伟亮

(中国地震局地质研究所，北京100029)

对于板内造山带变形过程和构造演化的研究是当今地球科学领域的前沿课题。横跨吉尔吉斯斯坦、哈萨克斯坦和我国新疆维吾尔自治区境内的天山，是目前全球最为活跃的板内造山带之一，这使其成为现今研究板内造山带变形过程的天然实验室。天山山体由多条东西走向的山脉组成，分割开了北部的哈萨克斯坦地块和准噶尔盆地以及南部的塔里木盆地，同时在山体内部还散布着多个大小不一的山间盆地(如：伊塞克盆地、伊犁盆地、尤鲁都斯盆地、焉耆盆地和吐鲁番盆地等)。天山新生代变形主要以挤压缩短为特征，山体的强烈隆升在内部形成挤压坳陷型山间盆地，在天山两侧形成扩展型前陆盆地。横跨天山的多条GPS剖面揭示出，现今天山所遭受的N-S向的挤压变形并非仅仅集中在天山两侧的前缘扩展部分，还发生在整个前陆盆地和山体内部的山间盆地中。而对于天山的新生代变形，大多数研究集中在天山两侧的前缘扩展部分，而对于山体内部山间盆地晚新生代的构造变形研究较为少见，仅有的几项对吉尔吉斯斯坦境内天山内部山间盆地构造变形速率的研究表明，山间盆地是现今天山内部挤压缩短变形的主要吸收区。而我国境内天山山脉内部也散布着多个山间盆地(如：昭苏盆地、尤鲁都斯盆地和焉耆盆地等)，对于这些山间盆地中晚第四纪变形速率、变形方式以及在天山挤压造山过程中所起作用的研究，将有利于对板内造山带变形过程和变形方式的理解。

本论文选取位于东天山内部的焉耆盆地为研究对象，对盆地内部5组重点构造变形地段通过大比例尺地质地貌填图，变形地貌面差分GPS测量和利用原地生成宇宙成因核素(TCN)和光释光(OSL)确定地貌面暴露年龄，确定了各组构造变形中晚第四纪以来的变形量、变形时间，并计算了相应的变形速率。

通过对焉耆盆地内部构造变形的研究，本论文取得了以下一些认识：

(2) 焉耆盆地内部变形主要集中在盆地南北两侧，其中在盆地北侧主要有盆地北缘逆冲断裂及和静逆断裂褶皱带两组活动构造组成。盆地北缘断裂为一条高倾角的逆冲断裂，为盆山交接的边界断裂，按其活动性可分为东西两段，现今主要构造变形集中在断裂东段，西段全新世活动性不明显。断裂东段南北向最小缩短速率为0.4～0.5 mm/a，垂向滑动速率为～0.5 mm/a。静逆断裂褶皱带为盆地北缘断层逐渐向盆地内部扩展所形成的一排新生褶皱带，共包括4个活动背斜构造。自西向东，各组背斜构造中晚第四纪以来N-S向的地壳缩短速率逐渐减小，由最西端的夏尔木登背斜的～0.7 mm/a，到哈尔莫顿背斜的～0.3 mm/a，再到东段的阿尔夏特和浩特哈那背斜的 ～0.2 mm/a。

(3) 焉耆盆地南缘各主要构造走向与盆地南缘的山体近于平行，多为WNW向展布，现今主要活动构造包括以右旋走滑为主的开都河断裂及呈左阶雁列式展布的海如背斜和水磨背斜。其中根据被断错的洪积扇面上的冲沟位移量和地貌面暴露年龄，得到现今开都河断裂的右旋走滑速率为1.2～1.6 mm/a，分解为N-S向的挤压缩短变形为0.59±0.17 mm/a。海如背斜和水磨背斜长期N-S向的缩短速率为0.13±0.1 mm/a。盆地南缘边界的七颗星断裂现今活动性不明显，全新世地貌面没有断错迹象，因此，认为该断裂为一条晚更新世断裂。

综合来看，86°E一线焉耆盆地中晚第四纪以来N-S向的总地壳缩短速率为1.43±0.53 mm/a，现今GPS所观测到86°E天山内部地壳缩短速率为1.30±3.13 mm/a，在不考虑GPS速率测量误差的条件下，长尺度的地质速率与短尺度的GPS变形速率具有很高的一致性，说明焉耆盆地为现今86°E天山内部的主要变形吸收区，盆地南北缘多组活动构造的小幅冲断作用是主要的形变吸收方式。

通过对比天山两侧及其余山间盆地内主要活动构造变形方式和变形速率，发现天山两侧的构造变形主要集中在为数不多的几条断层之上，每条断层的滑动速率均大于1 mm/a，而天山内部变形则分散在多个山间盆地两侧的边界断裂以及向盆地内部扩展的前缘部分，其变形速率一般小于1mm/a。因此，可将天山内部看成由多条小间距、高倾角断裂所围限的小型断块组成，而发育有新生代盖层的山间盆地断块为现今天山内部的主要形变吸收区。

关键词山间盆地； 中晚第四纪； 宇宙成因核素； 缩短速率； 气候循环

(作者电子信箱，黄伟亮：huangweiliang1987@gmail.com)

中国地震学会动态

中图分类号：P315.2；

文献标识码：A；

doi:10.3969/j.issn.0235-4975.2016.06.009