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古生代末期,中亚地区开始大规模的走滑作用,中亚海西期增生型造山带发育多条北西向走滑断裂,它们的长度可达数千公里的,错距可达上百公里,如中哈萨克斯坦断裂(错距70km); Chingiz 断裂 (错距100km); 额尔齐斯断裂等。尽管这些走滑断裂运动年代尚缺乏系统资料,但哈萨克斯坦境内的这些断裂被认为早于中生代(Yakubchuk,2004),它们的形成与古特提斯域的叠加改造密切相关。这些断裂带在新生代再次经历了构造复活,发生走滑运动。
中亚地区大型断裂系统与逆冲断裂系
(李锦轶等,2007)
主要中亚造山带古生代结构
( Gillespie1 et al., 2019)
ISZ =鄂毕湾断裂,CSZ = Char断裂,CANTF = Chingiz-Alakol-North天山断裂,DF = Dalabute断裂,JF =准噶尔断裂,CKF=哈萨克斯坦中部断裂,NTF =北天山断裂,TF = 塔拉斯费尔干纳断裂),塔拉斯费尔干纳断裂(TF)
塔拉斯费尔干纳断裂
塔拉斯费尔干纳断裂(TF)为中亚最大规模的断裂,由多条北西向次级断裂组成,累计长度约1000km。 它起始于哈萨克斯坦境内,沿喀腊山脉向东南延伸,横切西天山晚古生代造山带诸构造单元,造成尼古拉耶夫线、西南天山缝合带等右旋位移,在乌恰进入我国境内。断裂总位移超过250公里,大规模右旋走滑活动发生于中生代,形成沿着断裂分布J1-J2的走滑断陷盆地。
新生代以来受印度板块碰撞的影响,塔拉斯费尔干纳断裂再次构造活动,新近纪以来发生右旋走滑斜冲活动,走滑位移约几十公里,现今走滑位移速率为1.6cm/年(Burtman et al., 2000),沿着断裂控制了区域内山脉、水系及地震活动。 TF南端延伸进入塔里木西部的喀什凹陷。
塔拉斯费尔干纳断裂的形成与帕米尔高原向北楔入亚洲大陆内部后中生代构造边界分段的差异性走滑复活相关,断层末端冲断带的构造调节与帕米尔前缘之间构造汇聚,形成喀什凹陷内的冲断褶皱带。沿NNW向TF的右旋滑移及其南端的构造转换, 还造成帕米尔外缘东西两侧构造样式明显的不对称性(李江海等,2007)。
中亚塔拉斯-费尔干纳断层的位置以及仪器记录的地震震中
(Vladimir etal., 2015)
中亚地区新生代构造简图
(李江海等,2007)
阿尔金走滑断裂系
阿尔金断裂是亚洲大陆内部一条巨型左旋走滑断裂带,作为青藏高原的北部边界,分隔塔里木盆地与柴达木盆地,并切割青藏高原北部不同构造单元,控制高原北部的几何学特征及基本的构造格架(李海兵,2001)。断裂从西昆仑一直延伸到祁连山,全长达1200-1800 km,断裂走向以 NEE 向为主,断层性质以左旋走滑为主,兼有逆冲作用,是我国最大的走滑断层及最活跃的构造断裂之一(刘雷等,2018)。阿尔金断裂带及次级断层除了表现出左行走滑特征外,还表现出向塔东南方向的冲断作用。
阿尔金断是新生代亚洲构造带的主要构造边界之一,在印度-欧亚板块碰撞过程中起着重要的调节作用,影响着高原北部的几何学特征并控制其基本的构造格架。该断裂被认为是一条具转换性质的巨型走滑断裂,通过左旋斜向走滑活动将其部分左旋走滑组分转换为祁连山和柴达木盆地内部一系列 转换挤压性质的褶皱和逆冲带(栗兵帅等,2019)。
阿尔金断裂带在柴达木盆地的西北边界,对理解青藏高原新生代以来的向北生长过程和机制具有重要意义(陈思远,2019)。柴达木盆地是青藏高原内部最大的活动山间盆地,地球物理资料揭示刚性的柴达木地块向南俯冲于昆仑山下部,并且可能到达高原中部(Zhao et al., 2011)。新生代以来柴达木盆地沉积了巨厚的陆相地层。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(董金元,2022)。柴达木盆地位于青藏高原东北部,东西长约850km,南北宽约300km,面积约121000km2。盆地北西、南西、南、北东和东部分别以阿尔金山、祁曼塔格山、东昆仑山、祁连山和鄂拉山为界,是中国西部重要的中—新生代大型陆相含油气盆地。盆地内发育和出露完整的新生代沉积地层,最厚可达13000m。 柴达木盆地新生代地层,从老到新依次为路乐河组、下干柴沟组、上干柴沟组、下油砂山组、上油砂山组、狮子沟组以及七个泉组(栗兵帅等,2019)。
新生代以来阿尔金断裂带发生多期走滑运动,走滑过程中伴随着强烈的隆升作用,在柴达木盆地中形成沉积、构造以及地貌上的响应, 并进一步影响盆地中油气的运移和聚集成藏(潘家伟等,2015)。
阿尔金断裂带的平面分布图
(罗俊成,2011)
阿尔金断裂带北缘断裂的野外照片
(罗俊成,2011)
阿尔金断裂带及其北缘的新生代走滑-逆冲作用
(罗俊成,2011)
阿尔金断裂带构造演化示意图
(罗俊成,2011)
早、中侏罗世时期,阿尔金山尚未隆升,现今的阿尔金山区为主要沉积区,塔里木和柴达木两大盆地是连通的。塔里木盆地东南缘、柴达木盆地西部和吐拉地区在早中侏罗世分别是同一坳陷沉积盆地(塔东南-柴西盆地)的不同组成部分。受新生代阿尔金断裂体系左旋走滑冲断作用影响,在阿尔金北缘逆冲推覆体下掩覆了一定规模的侏罗系。以平均推覆距离3Km计算,沿阿尔金北缘断裂一线侏罗系被掩覆的面积达1000Km2(罗俊成,2011)。
陆地上巨型走滑构造系与海底转换断层具有密切联系,它们的形成源于泛大陆基底构造的薄弱带,在中生代裂解期间继承活动,使海陆具有一致的构造延续性质,并长期影响大陆板块内部的构造活动(地震、成矿)及其断陷盆地系统的发育。如大西洋盆地的扩张,造成非洲和南美陆上的裂谷系及其走滑断层系,横贯中大西洋转换断层的差异性扩张调节,并影响被动陆缘盆地以及非洲陆上中生代断陷沉积盆地的差异。印度洋盆地的扩张,对应喜马拉雅造山带的形成及其两侧走滑断层系的发育。
西藏北部的新构造地图
(Meriaux et al., 2005)
(a) 沿阿尔金断层系统东部地形和活动断层;(b) 阿尔金断裂系统从平顶山到祁连山的地质剖面
钦孜—准噶尔断裂系
钦孜—准噶尔断裂系由多条近平行的断裂组成,主要走向为NW向。钦孜—准噶尔断裂系中最重要的断层是钦孜-准噶尔断裂(CJF),即艾比努尔断裂或阿拉山口断裂,其右旋走滑位移显著,约260 km。它是北天山造山带与准噶尔地块之间的一条边界断裂。通过其两侧的直线特征和色调对比,可以很容易地在遥感图像中识别出它。该断层东南侧与天山西部的南祁连山断裂带交汇。CJF的另一个重要断层是西准噶尔板块中的扎娄勒-拉巴断层。它是一条北西向的右旋走滑逆断层,北东倾,倾角70°,南接达拉布断层。它是山的一个边界,北为WJOB,南为戈壁沙漠和艾比湖,长度为超过90公里。断裂运动使构造阶梯明显,地形起伏北高南低。
中亚造山带西部构造体系构造如
(Ding et al., 2019)
显示主要断裂
西准噶尔断裂系统
西准噶尔断裂系统是一个多米诺式的构造系统,由多条平行分布的主要断裂组成Darabut, Mayile,和Ba’erluke断层,次级断层准噶尔盆地西北缘的益家仁断裂、安齐断裂、哈图断裂及一些隐伏逆冲断裂。
Darabut断裂,它是WJFS中最重要的左旋走滑断层。它从WJOB西南端向北东方向延伸,穿过萨耳托海地区的柳树沟河谷和达拉布河谷,一直延伸到河什托洛盖盆地东南部,具有明显的线状特征,长度超过200 km。Mayile断裂又称托里断层。在遥感图像上,它是一个向南突出的弧形构造,长度超过150 km,在西部与扎鲁勒—腊八断层相融合。Ba’erluke断裂是一条长度大于140 km的北东向、北西倾的左行走滑断裂(Song et al., 2011)。
西准噶尔地区合成遥感图
(Ding et al., 2019)
断层:1、钦孜-准噶尔断裂;2、达拉布特断裂;3、Mayile 断裂;4、巴鲁克断裂;5、安淇断裂;6、塔尔根断裂(为圆形构造);7、玛雅图断裂;8、扎鲁勒—腊八断裂;9、伊家仁断裂;10、哈图断裂;11、别庐阿伽西断裂;12、谢米斯台南缘断裂;13、塔巴哈泰断裂;14、孟布拉克断裂