Geomorphology:北天山博乐盆地北缘勒塔干背斜/逆冲断层晚更新世地壳缩短速率及深部几何结构

对逆冲断层褶皱的研究的两个最重要的参数分别是褶皱的地壳缩短速率以及断层的深部的几何结构。而研究逆冲断层褶皱深部的几何结构的最直接的数据便是地震反射剖面。但对于一些缺少油气的地区,地震反射剖面的数据是缺失的。在天山地区,断层的深部的几何结构的研究主要集中在天山南北两麓等有石油储存的地区,而在天山内部,其逆冲断层背斜的深部的几何结构的研究相对较少。为了研究天山内部逆冲断层背斜的深部几何结构,胡宗凯博士在杨晓平研究员的指导下,以北天山博乐盆地南缘库松木楔可断裂东段的勒塔干背斜为研究对象,通过地貌和断层深部的几何学关系,得出以下结论:

通过逆冲断层和地貌面几何形态的反演结果表示,勒塔干断层是一条铲状逆冲断层,其特征为下断坡-铲状断层-上断坡的几何形态(图1)。

勒塔干背斜的晚更新世以来的地壳缩短速率为~ 0.4 mm/a。结合前人在北天山的研究成果,北天山的变形主要集中在天山北麓和吐鲁番地区,而导致博乐盆地地区地壳缩短速率降低的原因为ⅰ)博乐盆地的逆时针旋转吸收了部分应变。ⅱ)在塔里木盆地和帕米尔高原的向北俯冲的应变传递中,大量的应变被其他构造所吸收,仅少量的应变传递到了博乐盆地地区(图2)。

本项研究得到了国家自然基金面上项目(42072249)、地震动力学国家重点实验室基本科研业务专项(LED2022A01)和中国地震局地质研究所中央级公益性科研业务专项(IGCEA1704的共同资助。研究成果于发表于Geomorphology:Hu, Z., Yang, X., Li, A., Yang, H., Miao, S., & Yuan, H. (2023). Late Pleistocene slip rate and subsurface fault-plane geometry of the Latgan Fold (Bole Basin, North Tian Shan, NW China) derived from a deformed cosmogenically dated alluvial fan. Geomorphology, 421, 108526. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2022.108526.

图1 勒塔干背斜地表变形量及深部几何结构


图2 北天山断层地壳缩短速率