帕米尔北缘木什背斜第四纪滑脱褶皱作用与北翼逆断裂的生长.pdf

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1、第33卷第2期地震地质Vol_33．No．22011年6月SEISMOLOGYANDGE0L0GYJune，2011doi：10．3969／j．issn．0253—4967，2011．02．004帕米尔北缘木什背斜第四纪滑脱褶皱作用与北翼逆断裂的生长肖伟鹏'陈杰李涛李文巧ThompsonJ。1)中国地震局地质研究所，地震动力学国家重点实验室，北京1000292)中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院，北京1000833)DepartmentofEachScience，UniversityofCaliforn

2、ia，SantaBarbara，CA93106，USA摘要发育在帕米尔弧形推覆构造带最前缘的木什活动背斜是一南缓北陡的第四纪滑脱褶皱，背斜的最小地壳缩短量为0．7km，构造隆升幅度可达1．5km。木什背斜北翼逆断层由一系列坡向北的反向断层陡坎组成，不同断坎间垂直位移分布呈现此消彼长的特征，不论是整个北翼逆断层西段还是单条断坎，其垂直位移均呈东高西低的不对称分布，位移梯度东高西低，这可能反映了背斜西段晚第四纪褶皱作用的东强西弱。该断层可能是背斜生长过程中为了调节褶皱逐渐紧闭时不断减小的核部空间形成的浅部、无根的前

3、翼次级剪切逆冲断层，本身不会产生中强地震。该断层晚第四纪平均水平缩短速率为0．8mm／a，仅吸收了该区现今GPS地壳缩短速率的1／5。木什背斜和背斜北翼逆断层的生长均遵从根据全球断层数据获得的断层长度>100m的标度律。木什背斜北翼逆断层西段陡坎的幂律回归标度指数n=1．37(R=0．88)，其断层最大位移(D⋯)与断层长度()的比值(k)远小于木什背斜的约4．3％，但比全球地震地表破裂带的k值(1O～～10。)要大1～2个数量级，这表明木什背斜北翼断裂陡坎可能是数个中强震的派生产物，但尚处于断层发育的早期。关

4、键词帕米尔木什背斜褶皱相关逆断层断层陡坎断层位移一长度标度律中图分类号：P315．2文献标识码：A文章编号：0253—4967(2011)02—0289—19O引言断层和褶皱作用是地壳变形的基本类型(Scholz，1990)。造山作用起始于断层和褶皱的成核、生长和扩展(Armstrongeta1．，1965)。褶皱和断层是如何成核、生长扩展和相互关联的?褶皱和逆断层间是如何相互作用的?沿单条断层位移是如何变化的，沿整个断裂带累积位移又是如何变化的?生长是以单向不对称扩展为主还是以双向扩展为主?相邻2条断层之间位

5、移是如何分配和传递的?褶皱与逆断裂长度和位移的关系遵从何种标度律(scalinglaws)?这些问题不论对于认识褶皱和逆断层本身，还是对于评价活动褶皱和逆断层未来地震危险性都具有十分重要的意义。对断裂带形成和生长过程的研究多集中在正断层和走滑断层(Dawerseta1．，(收稿日期]2011-04-09收稿，2011-05—17改回。[基金项目]科技部国际科技合作计划项目(2008DFA20860)、我国地震重点监视防御区活动断层地震危险性评价项目和地震动力学国家重点实验室自主研究课题(LED201OA04)共

6、同资助。通讯作者：陈杰，研究员，E—mail：chenjie@ies．ac．en。2期肖伟鹏等：帕米尔北缘木什背斜第四纪滑脱褶皱作用与北翼逆断裂的生长291斜(图1)。新生代以来，帕米尔通过主帕米尔逆冲断裂(MainPamirThrust，MPT)、帕米尔前缘逆冲推覆体(PamirFrontThrust，PFT)及其之间的乌帕尔背驮盆地吸收了约300km塔里木一塔吉克块体向南的俯冲(Burtmaneta1．，1993；Thomaseta1．，1994)。MPT的活动起始于距今25～18Ma(so—beleta1

7、．，1997；Yineta1．，2002)，其空间展布和演化历史至今未能很好地限定(图1)。帕米尔的第四纪变形集中在帕米尔前缘逆冲推覆体(PFT)上。PFT是帕米尔的最前缘和最新变形带(图1)，又称乌帕尔断裂带(刘胜等，2005；陈汉林等，2010)或卡兹克阿尔特断裂(冯先岳，1987)，断裂以古近系底部的膏泥岩层作为滑脱面向北推覆，由喀孜克阿尔特复背斜及其北缘的卡兹克阿尔特逆掩断裂带组成(刘胜等，2005；陈汉林等，2010)。PFT由多个向北逆冲的次级推覆体及其问的横向撕裂断层组成，由西向东包括卡巴加特断裂

8、、吉勒格由特断裂、托姆洛安断裂和木什背斜(陈杰等，1997)。PFT和喀什一阿图什褶皱带的现今GPS缩短速率为6～9mm／a(Yangeta1．，2008；Zubovicheta1．，2010)。据艾斯毛拉背斜东南的GPS观测站WUPA和喀什背斜南的KSH站观测数据(Zubovicheta1．，2010)，两站之间现今缩短速率约为3．7mm／a。2木什背斜的构造变形特征木什背斜位于西南