柴达木盆地南缘更新统震积岩特征及其意义

来源 :中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:shb
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在柴达木盆地西南缘更新统湖相地层中发现了大量具有震积岩特征的软沉积变形构造,层内发育有液化砂(泥)岩脉、液化角砾岩、负荷构造、火焰构造、球-枕状构造、液化卷曲变形层等一系列软沉积变形标志,此外剖面内还发育了大型同震断层、震裂缝、同震褶皱等一系列同震构造变形标志。柴达木盆地西南缘震积岩的发现表明更新世以来昆仑山北缘及柴达木盆地地区仍处于频繁而强烈的活动状态,昆仑山构造隆升与相邻的柴达木盆地断陷沉积是同时进行的,通过震积岩层我们可以更加深入的了解柴达木盆地更新世以来构造活动状况,这对于研究青藏高原隆升及其盆山耦合、古地震活动、油气运保条件等都有着十分重要的意义。   柴达木盆地在中生代进入大陆动力学演化阶段,与邻近的昆仑山脉共同组成了板内盆山体系,本地区该阶段的构造运动可被归为两个阶段,首先是燕山期的板内造山成盆作用,其次是喜山期随同青藏高原整体发生的快速隆升作用,与本次震积岩层有关的古地震活动就发生在后一阶段。喜山中晚期,柴达木盆地在由南向北挤压为主兼受阿尔金强烈的左行走滑影响的大地构造背景下,由早期的拉张背景全面进入挤压反转阶段,并随时间推移发生阶段性高强度构造活动,盆地及周缘盆山边界山系构造格局主体为南北向,沿此方向展布的东昆仑造山带断裂系与盆山边界断层等断层构造活动频繁,研究表明这些断层活动与造山隆起和盆地沉降具有良好的同步发育关系:在山脉迅速隆起过程中,盆地发生快速沉降和沉积作用,盆地边缘及内部断裂活动以及挤压作用响应比较强烈;反之,盆地沉降作用趋缓过程中断裂活动相对较弱。盆地内次级断隆与凹陷具有同步发育特点,往往最强烈挤压上冲段也是构造沉降幅度最大的部位。该类基底卷入型断裂对盆地内次级构造单元的形成和沉积具有一定的控制作用,而作为盆山边界断层的昆北断层为便是柴西南地区典型的基底卷入高角度逆冲断层,在长期逆冲过程中,柴达木盆地受到来自南侧的强烈挤压逆冲作用造成大面积的隆升剥蚀,形成了大量褶皱、断裂,这些变形构造在盆地边缘较强,向中心逐渐减弱,因此震积岩仅在盆山边界地区有发现,同时来自震积岩同震构造的统计数据还显示,90%的同震断层沉降盘位于南侧,表现出两期发育特点的同震断层中,67%的断层第二期断距大于第一期,同时剖面南侧发育同震断层的密度与规模明显增大,且同震断层切割了先期形成的数个震积软沉积变形层表明该地区后期又发生了多次更为强烈、时代更新的构造运动,将前者破坏,形成具有全新特征的震积构造与软沉积变形组合。同时盆地中、东部受挤压作用影响而进一步沉降,第四纪沉降中心迁移至三湖地区,同时在盆地第四系沉积层内形成了广泛分布不整合面,在此过程中东昆仑造山带内部断裂系统发生大尺度逆冲兼具左行走滑运动,断层活动自然伴随着地震等强构造活动,区域构造背景及断裂的活动性为本次盆地内第四系地层震积岩的发育提供了条件,而对这些震积岩层的年代学测试对我们了解这些强烈构造活动的时间及其期次性无疑是有帮助的。   结合区域内沉积演化过程,我们发现新近系以来盆地逐渐由代表温湿环境的深色灰泥岩沉积(更新统干柴沟组等)过渡为温暖干旱型的红色砂泥沉积(更新统察尔汗组等),同时沉积层中碳酸盐岩减少,膏岩类增多,在发现震积岩的剖面内有还有泥裂等暗示湖盆干涸的暴露构造发现,这都表明随着青藏高原整体3.6Ma以来的均衡隆升,盆地及相邻造山带构造活动强烈,致使盆地内沉积中心与沉积相发生变化,研究区内湖盆面积逐渐减少,直至最终消失。当然造山带和沉积盆地并不是孤立的,我们在研究盆地内的震积构造时必须考虑其南侧昆仑山隆升作用对盆地的影响。野外实际工作中我们发现:在盆地南侧昆仑山北部发育了至少6级倒粒序河流阶地,这也表明更新世以来盆地南缘的昆仑山处于不断隆升的状态,在隆升过程中经历地表的风化剥蚀,碎屑沉积到盆地内形成进积型倒粒序河流阶地沉积,即在盆山演化过程中,两者存在物质交换,演化也具有同步性的特点,本次发现的震积岩就是在高原整体隆升背景下昆仑山与柴达木盆地同步耦合演化的过程中形成并保存下来的。   综上所述,柴达木盆地作为青藏高原内部盆山系统重要的组成单元,青藏高原更新世以来的多次隆升作用为盆地内震积岩的发育提供了有力的条件,自3.6Ma以来青藏高原开始整体性均衡隆升,以垂直运动和脉动式隆升为特征,可划分出3.6Ma、2.5Ma、1.8Ma-1.2Ma、0.8Ma、0.15Ma等一系列成山事件,这些隆升事件均伴随着强烈的古地震活动,对剖面内样品的测试分析表明发现的震积岩可以作为1.8Ma-1.2Ma、0.8MaBP、0.15MaBP三次成山事件的沉积响应证据之一,即在高原整体隆升的背景下发生的昆仑山隆升作用控制了柴达木盆地的沉积,使柴达木盆地南侧下陷沉积,形成了一系列沉降盘位于南侧的同震断层以及其他古地震痕迹,这个过程中山体持续隆升而盆地持续沉积并便随着区域内剧烈的地震活动,震积构造得以迅速掩埋保存在地层中,形成了一系列震积特征层。此外青藏高原周边盆地内发育的青藏高原源的砾石碎屑沉积层、柴达木盆地中更新统的湖相沉积层以及周边山系冰碛物层都可以作为这几次成山事件的证据。
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