JGR-Solid Earth: 河流阶地变形对祁连山东部晚第四纪地壳缩短的制约

在过去十年中,对祁连山及其山麓的活动断裂进行了诸多研究。基于这些工作和越来越详细的GPS数据,我们现在有机会讨论祁连山地壳缩短的空间格局。基于详细的河流地貌调查,Xiong等人2017)报道了当变形扩展到河西走廊南部时,沿东祁连山的前缘逆冲系统的近端断层仍然活跃因此,他们认为东祁连山前的累积缩短率高于西祁连山前。不同的观点认为西祁连山前缩短速率更高或者山前是均匀变形。这也有碍于对河西走廊地震危险性的认识

针对上述问题,苏黎世联邦理工大学的钟岳志博士和中国地震局地质研究所的熊建国副研究员等人组成的团队,张掖盆地南部的变形进行了详细的研究。基于童子坝河(图1阶地形成的年代学研究、阶地变形测量模型研究获得东祁连北缘变形的最新结果主要结论如下:

1童子坝河主要发育了7晚第四纪阶地,其中T7T5废弃光释光年代分别为74.1±4.9 kyr~17 kyrT4-T1的废弃14C年代分别为:9.86±0.15 kyr8.23±0.07 kyr2.54±0.30 kyr0.40±0.12 kyr

2民乐-大马营断裂活动导致T5T4垂直位移分别为22.2±1.2 m9.8±0.6 m;永固背斜活动导致T7T5的缩短量分别为112.7±23.1m20.6±4.2m

3依据附近探槽揭示的45°±5°断层倾角,在民乐-大马营通过T4T5废弃以来产生了1.0±0.3 mm/yr1.4±0.5 mm/yr的缩短速率;在永固背斜,T5T7形成以来,缩短速率分别为1.3±0.4mm/yr1.5±0.4mm/yr所以沿童子坝河上述两个构造产生了2.7±0.6mm/yr缩短速率(图2

4结合已有认识,晚第四纪以来东祁连山前(民乐大马营断裂-龙首山断裂)总的缩短速率为3-4mm/yr,这是东祁连山北缘断层活动的一个常见特征,并高于西祁连山前的~2.5mm/yr。但是,西祁连山内部要高于东祁连山内部活动构造的研究结果与GPS速度场也是一致,表明晚第四纪祁连山的变形大体是稳定的横向分配是不同的。而且,东祁连山前更的变形速率,意味着更高的地震危险性(图23


1 青藏高原东北部(a)和研究区(b)的地形和活动构造。

2 祁连山块体晚第四纪以来的地壳缩短率(S)和垂直滑动速率(VGPS站的位置和速度矢量来自Wang and Shen (2020)


3青藏高原东北缘垂直于西祁连A)东祁连BN30°E方向缩短速率。框和蓝框分别代表祁连山地块的内山和山前部分。EE地震事件,数字显示过去50年中不同地区发生过地震事件Mag>5.0


本项工作的合作方还包括北京大学李有利教授团队和中山大学郑文俊教授团队研究成果于20208月在线发表于《地球物理研究杂志-固体地球》(Journal of Geophysical Research - Solid Earth: Zhong Y., Xiong J.*, Li Y., Zheng W., Zhang P., Lu H., Liu Q., Lei J., Chen G., Gong Z., Hu X., Zhang H., 2019. Crustal shortening in the southern Zhangye Basin and its implications for the deformation distribution of the Qilian Shan, NE Tibetan Plateau. Journal of Geophysical Research-Solid Earth doi.org/10.1029/2020JB020631


网址链接https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2020JB020631