利用变形河流阶地限定帕米尔北缘木什背斜的缩短、隆升和侧向扩展.pdf

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1、第33卷第2期地震地质VIJI．33．N0．22011年6月SEISM0L0GYANDGE0L0GYJHne，201】doi：10．3969／j．issn．0253—4967．2011．02．005利用变形河流阶地限定帕米尔北缘木什背斜的缩短、隆升和侧向扩展李涛’陈杰’肖伟鹏，BurbankDW黄明达ThompsonJ1)中国地震局地质研究所，地震动力学国家重点实验室，北京】000292)中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院，北京1000833)DepartmentofEarthScience

2、，UniversityofCalifornia，SantaBarbara，CA93106，USA摘要位于帕米尔前缘逆冲推覆体(PanfirFrontThrust，PFT)东端的木什滑脱背斜，是帕米尔弧形推覆构造带最前缘和最新的变形带。对地形横剖面、纵剖面和水系发育特征的分析表叫，小什背斜总体上具有由西向东扩展生长的特征。在背斜核部及北翼发育数级开阔平坦的沿轴向展布的河流阶地，阶地可划分为4期。利用阶地堆积细颗粒英光释光测年获得阶地面T2a、1"3和T4的肜成年龄分别为(15．8±2．40)ka、(5

3、5．1-I-l0．3)ka、(131．4_+23．9)ka。伴随背斜的生长扩展，河流阶地l豇『发生j横向和纵向掀斜，并形成断层陡坎和褶皱陡坎。木什背斜晚第四纪的缩短和降升主要足通过皱翼旋转机制进行的，估算其最小缩短速率为(1．6±0．3)nlnl／a，最小隆升速率为(1．9-+0．3)mnl／a。此同时，沿轴向背斜发生了向东的侧向迁移和旋转。根据背斜垂直隆升与侧向扩展之问的关系，估算背斜在131～16ka期间向东的侧向迁移扩展速率较快，为(I4．6±3．6)mnl／a；自16ka至今，侧rⅡJ迁移扩

4、展速率迅速减小至(1．7±0．3)mm／a，背斜向东的迁移扩展可能已基本停止，而以侧向旋转为主：关键词帕米尔木什背斜晚第四纪河流阶地褶皱生长侧向扩展中图分类号：P315．2文献标识码：A文章编号：0253-4967(2011)02—0308—150引言褶皱在三维空问的生长包括缩短、隆升和侧向扩展(图1)，定量限定其牛长扩展过样对于理解褶皱的生长机制、造山带的时空演化、地震危险性和危害性评价及油气资源}ji『景评估等方面至关重要。随着断层相关褶皱定量几何模型的建立(Suppe，1983；Suppeet

5、a1．，1990，1992)，褶皱生长理论有了突破性进展：褶皱的缩短和隆升是通过膝折带迁移和翼旋转2种机制进的(图1a1，a2)(Suppe，1983；Suppeeta1．，1990，1997；Hardyeta1．，1994；Zapataeta1．，1996；Casas—Sainzeta1．，2002)；利用与褶皱生长同步沉积的地层(生长地层)和同步变形的地貌(如河流阶地面)等带有时间标尺的标志可较好地限定褶皱生长；结合前生长地层的变形，恢[收稿日期]201I一04—17收稿，2011—06-07改

6、回。[基金项目]科技部国际科技合作计划项目(2008DFA20860)、地震动力学国家重点实验臼研究课题(LED2010A04)和我国地震重点监视防御区活动断层地震危险性评价项}j共资助．$通讯作者：陈杰，研究员，E—mail：chenjie@ies．ac．en。2期李涛等：利用变形河流阶地限定帕米尔北缘木什背斜的缩短、隆升和侧向扩展313为坡积物、冲洪积物覆盖，外缘因侵蚀而发育大规模冲沟(图3b，4)。在对ASTER影像和航片解译基础上，我们对河流阶地进行了详细填图。根据阶地拔河高度和表面风化程度

7、可大致划分为4期(图3b，4b)。T4和T3分别位于背斜东部和核部，且仅在克孜勒苏河南岸发育，2级阶地拔河高度分别约为100m和70m，由西向东，阶地拔河高度均有降低趋势；阶地内部平坦，外缘冲沟内下伏基岩出露。T2在河两岸均有发育，是背斜区内发育最广、延续性最好的一级阶地。T2又可进一步细分为T2a和T2b，在背斜核部T2a拔河高度30～40m，仅比T2b低3～5m。T1发育非常局限，在背斜核部其拔河高度6～8m。2．2阶地年龄为确定上述各阶地形成时间，在克孜勒苏河南岸3级阶地(T2a、T3和T4)

8、堆积物中的细粉砂透镜体中采集了OSL样品(图4a，表1)。其中，在T2a中采集了1个样品，编号为08MS一2；在T3不同位置共采集了3个样品，编号分别为08MS一4、08MS一5和09MS一3；在T4共采集3个样品，其中09MS一4和09MS一5在同一剖面不同层位采集，09MS一6在另一剖面采集。所有样品等效剂量的测量是在中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室Daybreak2200自动测试系统上完成的，采用的方法是4～11m细颗粒石英简单多片再生法(Lueta