论文部分内容阅读
嘉黎断裂带是一条位于青藏高原东南部的大型走滑断裂,也是喀喇昆仑-嘉黎断裂带最东端的一条断裂,是印度板块与欧亚板块碰撞后块体运动重要的调节断裂。断裂全长超500km,从平坦高原内部向SE方向延伸,经过南迦巴瓦构造结前缘,后转为SSE走向延伸出西藏,跨越三大类型的地貌单元。对嘉黎断裂带进行晚第四纪活动性的系统性深入研究,有助于了解现今青藏高原的变形模式,对认识青藏高原隆升的历史具有一定的指导意义,也是检验刚性块体模型和连续变形模式的关键构造。本文通过Google Earth影像解译、Aster30m分辨率的DEM分析以及高精度无人机航测的DEM分析处理,并结合野外细致调查,确定了断层的几何展布,并在前人研究基础上进行了更细致的分段。主要通过野外实地测量、无人机高精度DEM测量、剖面图绘制等工作,得到嘉黎断裂的走滑量及正断量,进行剖面清理、OSL及14C的样品测年工作,对嘉黎断裂的晚第四纪活动性开展研究,取得以下结论:（1）嘉黎断裂带从高原内部以NW-NNW走向绕过东构造延伸出西藏,从遥感影像上可以清晰看到嘉黎断裂经过三大地貌单元,依次是平坦高原内部、U型河谷过渡带、V深切峡谷带,通过提取区域的地形起伏度、地表陡峭度、HI指数、条带状剖面的地貌指数,分析断裂带不同段的地貌及活动性差异,确定基本分段原则,即那曲-林堤段、夏玛-嘉黎段和嘉黎-察隅段;根据前人地质工作及大地测量结果显示,那曲-林堤段、夏玛-嘉黎段张扭性质,嘉黎-通麦段在东构造界北缘,受持续向北运动影响表现为压扭性质,通麦-察隅段推测主要表现为右旋走滑特征,地貌特征也反应该性质的转换。（2）嘉黎断裂北西段那曲-林堤段整体走向NW-SE,倾向NE,倾角>60°,全长近55km,卫星影像上线性特征明显,沿线冲沟均有明显位错,沿途可见一系列的反向陡坎和串珠状沼泽地,表明断裂除明显右旋走滑运动外,还有显著的正断特征。在克加村陡坎处,测得沼泽地宽度以及边坡坡度,通过假设断裂倾角可能值,计算得到断层倾向滑动量为31.7-41.7m之间,在该地区阶地上采集的OSL样品年代为24.4±2.05ka,得到断裂1.30-1.71mm/a倾向滑动速率;断裂走滑使诺玛隆村处的不对称河流阶地发育,通过对阶地的恢复,得到110m二级阶地位错量和290m三级阶地位错量,依据前人在三级阶地上采集的OSL样品定年结果,得到那曲断裂约6.1mm/a的走滑速率。（3）那曲断裂地表破裂带清晰可辨的部分自克加村至克马尼亚,长度达30km,沿线有多处草皮撕裂,并根据新月形撕裂构造,测量得其单次水平位错量0.56m,垂直位错量0.42m,另外在断裂东端的桑地盆地西侧发育一条长500m的张性破裂,无明显水平和垂直位错,裂缝最大宽度10cm,根据高原草皮破坏恢复周期,推测地震发生在距今300a以内,根据破裂长度与震级关系,估计那曲断裂的发震震级区间约为5.2-6.6级;（4）那曲断裂两端发育两个小型三角形张性盆地,在盆地之间断裂行迹最为清晰,地表破裂带也主要在该段落上,而延伸出盆地之后活动性明显减弱。通过对盆地的剖面测量证实,位于断裂西端北西侧的克马尼亚盆地地势西北高东南低,盆地东侧发育控盆正断裂,断裂活动形成眉脊;断裂东端东南侧的桑地盆地地势自东南向西北缓降,而盆地西侧形成陡崖,推测盆地边缘发育控盆正断裂,因此提出那曲断裂的运动学模式,断裂北侧的羌塘块体快速向东运动,断裂主要表现为右旋运动,由于两侧盆地拉张吸收大部走滑量,导致盆地内外活动速率的差异性。（5）实地考察后对夏玛-嘉黎段断裂进行了更细致的分段,由东向西依次为娘亚-帕多段、雀隆段、夏玛段。娘亚-帕多段断层走向279-291°,长度26km,从嘉黎县城西南隅娘亚基地内向NWW方向延伸到帕多村,线性特征明显,通过卫星影像判读,其西延部分似乎与当雄-嘉黎剪切带相接;雀隆段断层走向302°,长度约12km,因其较其他段的强活动性以及反常的断裂倾向,推测其为一条右行走滑阶区内的调节断裂;夏玛段断层走向275-280°,长度约30km,在夏玛盆地南北两侧进行了无人机航测和剖面清理工作,综合分析认为夏玛盆地南缘的断裂为主断裂,北侧的断裂应是被动分支断裂。在三段断层上均有倾向NNE的陡坎发育,因此推断断层性质都为右旋走滑兼正断。娘亚-帕多段断裂上一处基岩断错量达到15m,因基岩陡崖与区域三级阶地高程一致,取断裂正断活动开始的年代为三级阶地的形成最大年代,三级阶地的OSL定年结果为38±1.6ka,得到约0.4mm/a的倾向滑动速率。嘉黎县城西9km处的四级阶地上的冲沟位错揭示了断裂的走滑特征,冲沟最大位错量达96m,前人测得本区域四级阶地的定年结果为47.5±5.4ka,得到约2mm/a的走滑速率。那曲-嘉黎段断裂活动速率由西向东有明显降低趋势,推测是由于高原中部块体整体向东运动过程中,向东逐渐受东构造结向北推挤作用影响,致使嘉黎断裂的右旋走滑活动速率降低,断裂的正断作用也相对减弱。（6）根据以上研究结果,表明那曲-嘉黎段表现为南侧抬升,而北侧下降的总体特征,结合地球物理、GPS研究结果,建立该段地球动力学模型:在印度块体持续向北东运动,断裂南侧拉萨块体抬升量明显高于北侧的羌塘块体,导致断裂北侧快速向东运动的同时,还有显著的向北倾滑运动。地质工作表明,班公怒江缝合线附近以南的广大区域内的走滑断层都具有正断特征;对青藏高原进行的三维GPS测量结果,揭示了高原上不同区域的抬升与沉降特征,印证了嘉黎断裂现今的正断特征;嘉黎断裂显示的张性特征可能来自于深部地壳挤压隆起、中部软弱层的存在引起的上部地壳的不均匀沉降。地球物理资料显示,92°E附近的印度地壳以高角度俯冲挤压高原下地壳,可能造成拉萨地体下地壳的隆起;壳内水平反射层的存在可能代表中地壳的软弱层存在。