首頁板塊
【沈曉明等】JGR-龍門山內陸區變形機制:上地殼縮短
來源:辦公室 發布時間:2019-10-18

     斷層的短期活動歷史(萬年時間尺度)對地震研究具有重要價值,而斷層的長周期(百萬年時間尺度)變形對認識活動造山帶的變形過程和機制具有重要意義。2008年汶川5·12地震(Mw7.9級)的發生造成中央(映秀-北川斷裂)和山前(灌縣-安縣斷裂)兩條斷裂產生大規模的地表破裂,對人民的生命財產安全產生了巨大破壞。然而,位于龍門山內陸區的汶川-茂縣斷裂在此次地震中并未表現出明顯的活動跡象。前人對汶川-茂縣斷裂短期和長期的活動性質、活動歷史及其對造山過程的貢獻程度均存在著較大的爭議。針對該斷裂的長期活動,有學者認為汶川-茂縣斷裂在晚新生代以逆沖活動吸收了顯著的上地殼縮短;相反,也有學者認為該斷裂為彭灌雜巖西側發育的正斷層,并以此作為青藏高原東緣晚新生代存在下地殼流動的重要證據之一;另外,基于地貌指數分析,也有學者推斷該斷裂在晚新生代以來沿斷層傾向上很少或沒有發生過活動。該地區晚新生代沉積物缺乏,傳統的構造地質學方法難以制約其晚新生代以來的活動歷史;同時,該區域晚新生代為脆性變形,缺乏有效的地質定年方法,是構造年代學研究的難點問題之一。
     中國地震局地殼應力研究所沈曉明副研究員和中山大學田云濤教授等人在中國地震局地殼應力研究所所長基金的資助下,針對上述科學問題和爭議,選取位于汶川-茂縣斷裂上盤、研究程度較低的雪隆包雜巖(最高峰5527m)為研究對象,對兩條高差約3000米的高程剖面進行了系統的地質考察和樣品采集,使用磷灰石和鋯石的(U-Th)/He(AHe、ZHe)及裂變徑跡(ZFT)年代學技術,運用年齡-高程數據線性擬合及三維熱動力學模擬方法(Pecube)反演了巖石自晚中新世以來的剝露歷史和剝露速率。
     研究獲得以下主要認識:(1)從~13Ma至今,汶川-茂縣斷裂上盤經歷了一期快速剝露,剝露速率為0.9-1.2 mm/yr;(2)汶川-茂縣斷裂上盤的剝露速率明顯高于下盤,是下盤剝露速率的2倍;(3)根據差異剝露計算的汶川-茂縣斷裂晚中新世以來的垂向最小滑動速率約為0.6 mm/yr;(4)龍門山地區晚新生代以來的剝蝕空間樣式說明持續的上地殼縮短是青藏高原東緣的主要變形方式。

11.jpg

圖1 研究區位置及前人低溫熱年代學研究結果

12.jpg

圖2 草坡和馬埝坪剖面樣品低溫熱年代學年齡-高程關系圖

13.jpg

圖3 Pecube三維熱動力學模擬,揭示剝露轉換時間為約13Ma和之后的剝露速率為0.9-1.2 km/百萬年

14.jpg

圖4 龍門山中段剝露速率投影圖,揭示汶川-茂縣斷裂兩盤具有明顯的差異剝露

     研究成果發表于JGR- Solid Earth上:Shen X.M., Tian Y.T. *, Zhang G.H., Zhang S.M., Carter A., Kohn B., Vermeesch P., Liu R., Li W. (2019). Late Miocene hinterland crustal shortening in the Longmen Shan thrust belt, the eastern margin of the Tibetan Plateau. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, doi.org/10.1029/2019JB018358. 原文鏈接:https://doi.org/10.1029/2019JB018358

分享到:
安徽十一选五技巧