对于板内构造变形方式和演化过程的研究是目前地球科学领域关注的热点之一。天山作为远离板块边界的板内造山带,构造运动强烈,变形样式复杂,地震活动频发。新生代天山变形主要以南北向挤压缩短为特征,其变形主要为山前逆冲断裂和山体内大型走滑断裂调节和吸收。GPS观测数据结果显示横跨西天山的缩短速率达20 mm/yr,缩短速率向东逐渐减小,至天山东部地区仅为3-5 mm/yr。缩短速率的显著差异暗示东西天山具有不同的构造变形机制。现有关于天山新生代构造变形的研究主要集中在西天山地区,对东天山地区断裂晚第四纪变形特征、活动习性等方面的研究还非常缺乏。东天山处于以挤压缩短变形为主的西天山构造体系、阿尔泰NW向右旋构造体系和戈壁-阿尔泰近EW向左旋构造体系的构造转换交汇区,构造位置十分重要。因此,对东天山断裂构造变形的研究不但能够为该区地震危险性评价提供定量参数,更有助于理解东天山变形格架以及全面认识天山的变形模式。本文选取东天山西段的包尔图断裂以及最东端的喀尔里克山北缘断裂为主要研究对象,在高精度卫星影像解译的基础上,通过详细的野外地质地貌考察、无人机摄影测量获得了断裂的几何展布情况、运动性质及变形量;同时利用原地宇宙成因核素(10Be)和光释光定年方法获得了变形地貌面的年代,并限定了断裂晚第四纪以来的滑动速率。同时,通过对东天山其他主要活动断裂晚第四纪以来的活动特征进行资料收集和补充调查,完善了该区活动构造几何学和运动学图像;结合现有研究资料,讨论东天山东段的变形模式,并进一步讨论左旋走滑断裂在东天山构造变形发挥的作用。通过对东天山地区主要断裂构造变形的研究,本文取得了以下一些认识:1.包尔图断裂是分割中天山与南天山块体的深大断裂,该断裂晚第四纪以来以左旋走滑运动为主,并兼有一定逆冲分量。通过对沿断裂被错断的冲沟或扇体边缘进行位移恢复,得到断裂110 ka以来的平均左旋滑动速率为0.65±0.18 mm/yr,平均垂向滑动速率为0.07±0.01 mm/yr。包尔图断裂、博-阿断裂与开都河断裂围限的中天山块体和焉耆-库米什块体向东的差异性滑动是驱动包尔图断裂左旋滑动的原因。2.喀尔里克山北缘断裂位于天山最东端,在喀尔里克山与伊吾盆地之间呈弧形展布。根据断裂走向与运动性质的变化将其分为东西两段,其中西段为NW走向,逆冲性质,晚更新世以来垂直滑动速率为0.08 mm/yr;东段为NE-NEE走向,运动特征以左旋走滑为主,兼有一定逆冲分量,向东至蒙古西南部与戈壁-天山左旋走滑断裂系统相连,根据下马崖河阶地的位移量及阶地暴露年龄得到180 ka以来断裂东段的左旋滑动速率为1.1～1.3 mm/yr。3.碱泉子-巴里坤断裂和哈密盆地北缘断裂是东天山东端两条重要的断裂。碱泉子-巴里坤断裂始于博格达山东南缘,向东沿巴里坤山北缘展布。断裂具有明显的分段特征,断裂西段呈NEE向,主要表现为左旋走滑的运动性质,在托莱泉盆地南侧,通过测量冲沟的位移与洪积扇定年得到中更新末期以来的左旋走滑速率为2.6±0.2 mm/yr;断裂东段呈NW走向,在山前断续展布,晚更新世以来的最小缩短速率为0.13～0.22 mm/yr,断层向盆地内部扩展形成奎苏背斜,该背斜中更新世末期以来的缩短速率为0.45 mm/yr。哈密盆地北缘断裂展布于哈密盆地于巴里坤山、喀尔里克山之间,晚第四纪以来以逆冲变形为主要特征,计算得到其190 ka以来垂直滑动速率为0.07～0.12 mm/yr,断裂垂直活动在时间和空间上未发生明显变化;4.梳理总结东天山晚新生代活动断裂的几何学及运动学图像,东天山西段仍以挤压缩短变形为主要特征,横跨天山的各构造共吸收了～4.67 mm/yr的缩短速率,与GPS方法限定的缩短速率一致;到东天山东段转换变为转换挤压的构造格架。碱泉子-巴里坤断裂西段与喀尔里克山北缘断裂东段在平面上呈右阶排布,在两条断裂之间形成挤压阶区。碱泉子-巴里坤断裂西段的左旋走滑速率向东不断减少,被阶区内逆冲变形后吸收后剩余部分向东传递到喀尔里克山北缘断裂东段或戈壁-天山左旋走滑系上。5.在东天山西段,包尔图断裂作为块体之间的分界性断裂,调节天山内部块体之间的差异滑动;在东天山东段,左旋走滑断裂在区域变形中起着控制性作用,将变形向东传递到蒙古南部地区;6.巴里坤山与喀尔里克山具有转换挤压造山带的性质,山体处于走滑断裂的挤压阶区之中,其隆升受山前逆冲断裂与走滑断裂共同控制,并且通过南北两侧山前逆冲断裂向盆地的迁移逐渐向外扩展。