论文部分内容阅读
地质演化过程中的构造活动与人类生存环境密切相关,尤其是与地震等地质灾害的发生直接关联,因此,逆冲构造背景下的断层活动特征一直是活动构造研究关注的焦点,其中用于刻画浅部地壳构造活动特征的构造活动速率是一个重要参数,从而备受关注。第四纪是构造变形遗迹保存程度最高的一个地质时期,对于这一时期开展详细的构造活动性研究有助于充分揭示活动造山带的构造变形机制以及地震活动性。天山是亚洲内陆规模巨大的年轻山系。响应于印度板块和欧亚板块挤压碰撞,天山在新生代复活造山,天山山体逐渐向前陆盆地增生扩展,导致前陆盆地内的新生代地层逐渐发生褶曲变形,形成一系列走向与山体近于平行的逆断裂-背斜带。对于这样一个构造活跃的地区,天山历来都是活动构造地貌学研究的一个重点区域。前人基于深地震反射剖面的研究,对天山北麓的活动构造模式已有了相对深入的理解。同时基于详细的野外调查、河流阶地变形以及年代学研究,较好地约束了天山北麓第II、III排逆断裂-背斜带晚第四纪以来的活动速率。近年来伴随城市发展,位于天山山前的乌鲁木齐市日益面临来自山前板房沟断裂活动引发地震的风险,而目前对于该断层的活动性认识不足。因此,亟需对板房沟断裂晚第四纪的构造活动特征进行进一步深入研究。板房沟断裂是天山北麓柴窝堡盆地南缘盆山边界断裂的北支,构造上属于乌鲁木齐凹陷南侧的逆冲推覆体。在详细的野外调查并结合遥感卫星影像解译的基础上,本文进一步厘定了天山北麓柴窝堡盆地南缘晚第四纪地貌序列,进一步结合构造地质学、第四纪年代学等手段,探讨了板房沟断裂晚第四纪的活动特征。论文取得的主要认识如下:(1)基于详细的野外调查、Google Earth影像解译,本文划分天山北麓柴窝堡盆地南缘的主要地貌序列为3期冲积扇,由老到新依次为F1、F2和F3。其中在乌什城沟山前,F2冲积扇可进一步划分为F2H和F2L高低两级地貌面。乌鲁木齐河山前的F1冲积扇首先被废弃(对应区域内最高级阶地T9),随着河流的进一步下切,逐渐在乌鲁木齐河东西两岸形成了9级阶地,由高到低依次为T9T1阶地。(2)测年结果表明,天山北麓柴窝堡盆地南缘F1冲积扇废弃时间为约0.5Ma,F2冲积扇废弃时间可能为约20-30 ka,F3期冲积扇为全新世堆积形成。(3)基于野外考察以及前人研究,进一步认为板房沟断裂从乌什城沟经南山边缘成近北西向向盆地内切入,向西过乌鲁木齐河后,断裂走向近东西;断层面以高角度南倾,是一条活动逆断裂。(4)地层实测结果揭示,板房沟断裂在乌鲁木齐河东、西岸低级阶地上均以高角度将新近系泥岩逆冲至上更新统砾石层上,其最新活动导致乌鲁木齐河T1H阶地基座新近系泥岩逆冲至全新世砾石层之上。在乌鲁木齐河以东,板房沟断裂似乎没有直接出露地表。这可能表明板房沟断裂在乌鲁木齐河一带的全新世活动性似乎要强于断层其他段落。(5)板房沟断裂晚第四纪活动在地貌上有直接体现,其造成了多级地貌面发生断错变形。在乌鲁木齐河山前,断裂活动造成T7、T5、T4三级阶地发生了明显的拱曲变形,在断层下盘,由于后期沉积埋藏作用,因此准确的变形量不能确定;T1H阶地在0.7ka以来的垂直位错量为0.6m,这表明在乌鲁木齐河一带板房沟断裂约7 ka以来的垂直活动速率为约0.1mm/a。在水西沟,F2冲积扇垂直位错估计不小于21m。在乌什城沟山前,F2H和F2L地貌面垂直位错量估计不小于32m和18m。同样由于断层下盘的后期沉积埋藏,此两处准确的变形量难以获得。