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西秦岭临潭-岷县-宕昌断裂带新生代运动学历史及动力学分析

2018-09-27郭进京王凯旋韩文峰梁收运

西北地质 2018年3期
关键词:岷县断裂带运动学

郭进京,王凯旋,韩文峰,梁收运

(1.天津城建大学地质与测绘学院,天津 300384;2.兰州大学土木工程与力学学院,甘肃 兰州 730000)

西秦岭造山带是青藏高原东北缘重要的构造单元之一,其南以勉略缝合带,北以西秦岭北缘构造带(商丹缝合带之西延)为构造边界,在经历了中—晚三叠世(印支期)主碰撞造山后,进入了陆内地质演化阶段(张国伟等,2001; 冯益民等,2003)。新生代以来印度与欧亚板块持续而强烈的碰撞汇聚,使其成为青藏高原构造系统的组成部分(李吉均等,1996;刘少峰等,2007;王成善等,2009;肖序常等,2010;TAPPONIER et al., 2001; YIN et al., 2000)。但包括西秦岭在内的现今青藏高原东北缘新生代沉积盆地演化、区域断层变形历史、构造地貌过程、岩浆活动、深部构造等,特别是断裂带运动学方式演变,到揭示了西秦岭何时、以何种方式卷入青藏高原构造系统、经历了什么样的地质过程一直是争论的科学问题(李吉均等,1996; 张岳桥等,2005;王志才等,2006;张培震等,2007;GUO et al., 2002; FANG et al., 2003, 2005; HORTON et al., 2004; LEASE et al., 2011, 2012; DUPONT-NIVET et al., 2008; CLARK et al., 2010; HOUGHet al., 2011; WANG X X et al., 2011,2012; WANG Z C et al., 2012; WANG W T et al., 2012)。现今西秦岭构造格架是以北西或北西西向区域性大型逆冲断裂带为构造边界,自北而南依次推覆叠置的4个带状分布的高角度逆冲推覆体组成,边界断裂自北而南依次为西秦岭北缘断裂带、宕昌-岷县-临潭断裂带、光盖山-迭山断裂带(迭山-舟曲断裂)、迭部-白龙江断裂带和东昆仑南缘-玛曲-文县-康县断裂带(张国伟等,2001,2004)。其中西秦岭北缘断裂带和宕昌-岷县-临潭断裂带是2条重要地震断层,沿这2个断裂带,历史上曾发生了多次强烈地震(袁道阳等,1999,2004;郑文俊等,2007,2013;邵延秀等,2011)。尽管前人对宕昌-岷县-临潭断裂的构造特征做了不少研究,但多限于第四纪以来变形和地震活动特征及地貌特征(袁道阳等,2004;郑文俊等,2013),但该断裂带的组成、结构和变形历史以及不同构造阶段断层活动的几何学-运动学特征尚缺乏系统研究。众所周知,大陆地壳中区域性断裂带作为大陆构造变形的敏感带,每一次构造变动都会在其中留下构造变形几何学和运动学、物质迁移(沉积)、物质结构转换(构造岩)等地质记录,蕴藏着丰富的大陆变形历史和过程的信息。因此,对西秦岭内部的宕昌-岷县-临潭断裂带组成、结构和变形运动学演化研究,对于揭示西秦岭中—新生代以来陆内构造过程和动力学特征具有重要的科学意义。

1 宕昌-岷县-临潭断裂带的基本特征

临潭-岷县-宕昌断裂带是由一系列走向北西—北西西,向北东—北北东陡倾(倾角多在50°~70°)的逆冲断层组成(图1),也被称之为临潭-岷县-宕昌断层系(郭进京等,2009)。该断裂带西起合作,向东经临潭、岷县延伸至宕昌以南,长约250km,东与北东向徽成县盆地西边界断层相连接,平面上呈现出以西和县南为弧顶的向南突出的宽缓弧形构造。该断裂带曾被认为是南部三叠系复理石沉积和北部泥盆系—二叠系之间构造地层分区边界断层(甘肃省地质矿产局,1989)。断裂带内大量不对称褶皱及拉伸线理等运动学标志一致指示自北向南的逆冲叠置,使北侧上古生界泥盆系—二叠系向南逆掩在三叠系之上,记录了印支主造山期地壳挤压缩短背景下的逆冲推覆构造过程(张国伟等,2001)。沿断裂带分布的上白垩统和新近系等中—新生代地层并未显示出受该断裂带控制的特征,并且临潭-岷县-宕昌断裂带主断层(F1)多不截切错断上白垩统(哈达铺盆地等),说明其晚白垩世时期活动微弱或不活动。但主断层(F1)北面的2条断层(F2,F3)明显截切了上白垩统,特别是沿F3断层北部二叠系向南高角度逆冲在上白垩统之上。虽然地学界普遍而笼统地认为临潭-岷县-宕昌断裂带也是西秦岭主要地震断层,沿该断裂带地震活动频繁,如1573年中寨6.5级地震、1873年岷县北6.0级地震、2003年岷县5.2级地震、2004年岷县5.0级地震、2013年岷县6.6级地震等都与临潭-岷县-宕昌断裂带活动有关(郑文俊等,2007;2013;张元生等,2013),但这些地震活动并未沿临潭-岷县-宕昌断裂带的主断层(F1)发生,相反多沿其北侧的2条断层(F2、F3)发生,特别是F3断层发育的150m宽的由断层角砾岩、断层磨砾岩、碎粉岩、杂色断层泥、石墨化断层泥等碎裂岩组成,并且发育多期断层带、摩擦镜面、运动学标志等。F3断层中丰富的断层岩和构造要素等更能反映西秦岭新生代以来的构造活动历史记录。因此,笔者主要通过对F3断层的构造剖面详细观测研究,以企揭示该断层多期、不同性质的变形历史。

2 小寨-浦麻断层变形期次和几何学-运动学分析

小寨-浦麻断层(F3)西交汇于中寨-申都-闾井断层(F2)。断层总体呈北西—南东走向,向北陡倾。在小寨—中寨以西,北盘造山带地层清晰显示出沿该断层逆冲推覆在白垩系红层之上,构成了红层地层的北边界(图1)。在小寨西的大哈山南坡该断层的断层带出露良好,断层带宽度约150m,北盘为二叠系灰色-青灰色石英砂岩、长石石英砂岩、岩屑石英砂岩与粉砂岩、粉砂质板岩互层,地层向北北东陡倾,倾角在60°~80°;断层南盘为白垩系砖红色砾岩、砂岩,产状平缓,向南东东倾,倾角在20°~30°(图2)。断层带由各种断层角砾岩、碎裂岩和超碎裂岩以及各种颜色断层泥等组成,并且夹裹有白垩系碎裂砂岩和石炭系碎裂石英岩,断层带内不同类型的断层岩、多期不同特征的断层破裂面、摩擦镜面、擦痕线理和构造透镜体斜列或不对称构造运动学标志以及相互截切关系等指示了其至少经历了3期具有不同几何学-运动学特征构造活动(图2、图3)。

1.第四系;2.新近系;3.白垩系;4.侏罗系;5.三叠系;6.前三叠地层;7.花岗岩;8.主要断层;9.一般断层;10.地震震中;左上角图:NQT.北祁连前缘逆冲断层带;NQS.北祁连缝合带;QNS.柴北缘缝合带;SDS.商丹缝合带;AKS.阿尼玛卿缝合带;MLS.勉略缝合带;JS.金沙江缝合带;BNS.班公湖.怒江缝合带;ALT.阿尔金左旋走滑断裂带;LMT.龙门山逆冲断裂带图1 西秦岭区域地质简图Fig.1 Geological sketch map of Western Qinling Region

1.上白垩统砾岩、砂岩;2.二叠系石英岩、长石石英岩;3.断层碎裂带、断层泥带;4.断层带边界;5.第一期高角度逆冲;6.第二期中等角度逆冲;7.第3期左旋走滑图2 临潭-岷县-宕昌断裂带小寨-浦麻断层(F3)构造剖面图(西秦岭岷县小寨乡)Fig.2 Tectonic section of F3 fault of LMTL in Xiaozhai, Minxian County

图3 临潭-岷县-宕昌断裂带小寨-浦麻断层(F3)三期变形断层面极射赤平投影图Fig.3 Stereonet projection diagram of three phase fault planes within F3 fault of LMTL

2.1 小寨-浦麻断层(F3)北带构造特征

在小寨-浦麻断层北边界之南断层带内,由于断层多期活动中形成了多种断层岩类型。例如,碎裂岩化石英岩、断层角砾岩、碎裂岩、碎斑岩、碎粉岩、红色或灰色或土黄色断层泥等,这些断层岩中蕴含了丰富的有关小寨-浦麻断层构造变形机制、变形历史及几何学-运动学信息(何永年等,1988;孙岩等,1985;SIBSON, 1977)。其中还夹裹有被断层肢解破碎的上白垩统砖红色砂岩块体和碎裂的二叠系石英岩块(图4a、图4b)。断层多期活动形成了不同的几何学-运动学特征构造要素。最新一期断层活动形成的向南东中等-陡倾的30 cm宽的上下边界清晰的、主要由碎裂岩-碎粉岩组成小型断层带,它截切了下盘向北东陡倾的早期碎裂石英岩-碎裂带,而且断层带内红色砂岩透镜体斜列所指示的断层运动方向和上盘对应的红色砂岩的错动方向指示其具有一定正断分量(图4c);这期断层活动形成的灰白色断层岩带指示了强烈挤压剪切的特征,但其上边界的摩擦镜面和近水平的擦痕线理却指示了其总体为近水平的左旋走滑运动学特征(图4d),这可能指示沿这条新生的小型断层带经历了向北挤压逆冲作用,晚期叠加左旋走滑作用。该小型断层之南断层带中发育的8~10 cm的特殊的黄色或红色断层岩和黑色超碎裂岩,其中黄色断层岩中透镜状角砾平行面理的定向排列,不对称性指示了逆冲断层的性质,而其下的黑色超碎裂岩中碎斑却不定向,呈随机排列(图4e,图4f)。如果说碎斑不定向的黑色超碎裂岩是与强烈地震爆裂作用有关,反映了一种快速变形的特征,那么具有面理构造的断层岩则指示断层韧性的缓慢变形过程,形成了类似于糜棱岩中面理和不对称指向构造(GOODWIN, 2002; LIN, 2001)。虽然小寨-浦麻断层北部断层带主要由各种快速变形的碎裂岩岩系组成,指示了其脆性变形特征,但其中出现的与糜棱岩类似的面理构造和不对称构造的断层岩则说明该断层不仅存在快速的脆性变形,而且也存在缓慢剪切流变变形。

断层带中部碎裂的石英岩-长石石英岩块体中发育一条向北中等倾斜的破裂带,宽度约15 cm左右,下盘为较完整的石英岩-长石石英岩,而上盘则为碎裂岩化的石英岩-长石石英岩,指示了断层的上盘效应;两者之间的破裂带由碎裂岩-碎粉岩和断层泥组成,特别是其中出现了串珠状黑色超碎裂岩(假熔岩)透镜体和石墨化(图4g)。这种超碎裂岩(假熔岩)和石墨化反映了强烈地震过程中沿滑动面的快速剪切和摩擦升温(林爱明,2008;付碧宏等,2008;韩亮等,2010;李海兵等,2013;袁仁茂等,2014)。这期向北东东中等倾斜、具有逆冲性质的断层破裂面与前述的向南倾、具有左旋走滑性质断层破裂面产状相反,指示了它们是2期不同构造动力学作用下的构造记录。

2.2 小寨-浦麻断层(南带)构造岩特征

小寨-浦麻断层南边界之南(下盘)为白垩系红色砾岩、砂岩,产状向南东缓倾,其北(上盘)为向北陡倾的碎裂岩、碎粉岩和断层泥以及大小、形态各异的构造透镜体等,其原岩为二叠系薄层状-条带状石英岩、粉砂质板岩等(图2、图5a)。沿石英岩构造透镜体边缘强烈挤压剪切形成了黄色-灰白色断层泥和碎粉岩,脆性的石英岩构造透镜体内部与断层面近直交的构造节理发育,指示了区域构造挤压和断层逆冲剪切的特征(图5b、图5c)。这与小寨-浦麻断层北带中向南东东陡倾的左旋走滑破裂带面下盘向北陡倾的碎裂岩的构造性质和产状相同。断层带南带岩性多样、结构复杂,构造透镜体、碎裂岩、红色-灰色-土黄色断层泥和碎粉岩交织在一起,缺乏平直的断层面,厘米级断层泥层和断层角砾岩,并且宽度大,说明这期变形过程持续时间长,规模大,结合北带这期活动的构造岩特征分析,毫无疑问,它是F3断层的基本定型期变形。

a.小寨-浦麻断层带宽度和地貌特征,北盘为二叠系石英岩,南盘为上白垩统红色砾岩、砂岩;b.断层带北边界和北部特征;c.第三期左旋走滑断层带截切了第一期向北陡倾的碎裂岩带;d.第三期左旋走滑形成的摩擦镜面、擦痕线理及断层带;e.第二期逆冲断层作用形成的具有韧性变形的黄色断层泥带;f.第二期逆冲断层作用形成的杂色断层泥和磨砾岩带,其中磨砾斜列指示了逆冲的运动学特征,截切了早期的碎裂岩和黑色断层角砾岩;g.第二期断层逆冲作用形成的断层带和透镜状石墨化超碎裂图4 临潭-岷县-宕昌断裂带小寨-浦麻断层(F3)北带构造特征图Fig.4 Structural features of northern part of F3 fault of LMTL in West Qinling

a.F3断层南边界和断层带特征:K.上白垩统砾岩;Q.第四系洪积砾岩;b.第一期逆冲作用形成的杂色碎裂岩、断层泥和碎裂石英岩构造透镜体;c.第一期逆冲断层带内的形成断层岩分带,自左到右依次为碎裂石英岩、灰色断层碎粉岩、杂色断层泥和角砾岩、灰红色断层泥和断层角砾岩图5 临潭-岷县-宕昌断裂带小寨-浦麻断层(F3)南带构造特征图Fig.5 Structural features of southern part of F3 fault of LMTL in West Qinling

2.3 小寨-浦麻断层(F3)变形期次和几何学-运动学

通过对临潭-岷县-宕昌断裂带的小寨-浦麻断层的断层岩类型、断层面产状、运动学标志和构造截切关系以及卷入的地层时代分析,虽然该断层带总体特征指示了其主要为向北陡倾的高角度逆冲断层,但断层带内丰富的断层岩类型、复杂的结构分带和多期构造要素的几何学-运动学特征等,则揭示了其至少曾经历了3期几何学、运动学特征各异的构造变形历史。3期构造变形的特征如下。

第一期构造变形,是小寨-浦麻断层主变形期,形成了近150 m的断层带。断层带主要由各种碎裂岩化石英岩、碎裂岩、粉碎岩和断层泥等组成,并且断层带夹裹有上白垩统的砖红色砂岩透镜体和二叠系石英岩、长石石英岩、板岩等破碎的岩块或透镜体。该期变形的几何学-运动学特征在断层北带清晰显示出向北陡倾或近直立的由北向南高角度逆冲特征。断层南带之南上白垩统砾岩和砂岩并未显示强烈的碎裂岩化,而是以共轭构造节理和直立的构造劈理形式记录了断层由北东向南西挤压逆冲的构造应力作用,同时也说明断层的北东盘(上盘)是主动盘。

第二期构造变形表现为断层面向北东倾的由北向南逆冲作用为特征,但逆冲断层面较第一期构造变形形成的逆冲断层面缓。变形记录以小寨-浦麻断层带中心部位的向北中等倾斜的波状起伏的小型断层带为代表。断层带主要有碎粉岩和灰色断层泥组成,断层带中部的串珠状黑色断层泥、超碎裂岩和摩擦镜面上石墨化现象指示了其可能为一次强烈地震快速剪切滑动。同时,还出现同样产状的具有流变特征的断层带,断层带内发育面理和透镜体斜列指示了其缓慢变形的非地震构造作用。小寨-浦麻断层的该期变形既有快速剪切滑动,又有缓慢剪切滑动,前者指示该期强烈地震的粘滑作用,后者则指示该期漫长蠕滑作用。

第三期变形,小寨-浦麻断层第三期变形形成的断层面与第一、二期变形的断层面产状倾向相反,它截切了第一期和第二期变形的构造岩和构造面,以向南倾的左旋走滑并伴有少量正断分量为特征。显然,该期变形应该是与第一、二期变形完全不同的构造动力学体制下断层活动。

2.4 小寨-浦麻断层三期构造活动时代的地质约束

如前所述,临潭-岷县-宕昌断裂带的小寨-浦麻断层主要是一条地壳浅层次的脆性断层,构造分析揭示了其至少经历了3期不同运动学-几何学特征的变形历史。这3期变形发生的时代、变形产生的动力学背景以及它所揭示了西秦岭什么样的新生代以来构造变形过程等问题值得进一步研究探讨。尽管尚没有断层岩直接测年数据约束其变形时代,但从断层卷入的地层时代、构造截切关系以及西秦岭中—新生代盆山格局构造转换和青藏高原东北缘主要断裂的活动历史(郭进京等,2009,2013,2014;袁道阳等,1999,2004;张培震等,2007;WANG et al., 2012; DUVALL et al., 2011;TAPPONNIER et al., 2001; YIN et al., 2000;ZHENG et al., 2003, 2007;ZHOU et al., 2007)分析,可以为小寨-浦麻断层了期变形的时代给予一定的地质约束。

第一期变形的时代:可以从小寨-浦麻断层近150 m的断层带中卷入的最新地层上白垩统红色砂岩透镜体和主要为地壳浅层次脆性变形特征看,该断层形成应该是晚白垩世以后的构造事件。尽管断层下盘(南盘)的上白垩统似乎受断层控制,但主要表现为断层带本身逆冲推覆到红色砾岩、砂岩之上,断层逆冲的构造作用主要表现为对上白垩统的产状的掀斜和紧邻断层的脆性构造节理形成。临潭-岷县-宕昌断裂带两侧都有上白垩统的分布,指示了其不可能是上白垩统红层盆地沉积的控制性断层。也就是说该断层应该是上白垩统形成之后形成的新生代断层。结合西秦岭区域普遍缺乏古近系沉积(甘肃省地质矿产局,1989)和西秦岭北缘断裂带逆冲作用起始于50 Ma (DUVALL et al., 2011)和西秦岭地壳45~50 Ma快速隆升事件(CLART et al., 2010)分析,认为小寨-浦麻断层出现和定型应该与这次逆冲构造事件和快速隆升事件相匹配,即第一期活动起始于45~50 Ma和大规模地壳挤压逆冲。另外,渐新世(29 Ma)以来,以西秦岭北缘断裂为南边界的大型陇中盆地出现(李吉均等,1996;刘少峰等,2007;方小敏等,2007;FANG et al., 2003, 2005)指示的伸展拉张构造环境(郭进京等,2017;WANG W T et al., 2012),标志小寨-浦麻断层主要逆冲作用的停歇。

第二期变形的时代:虽然小寨-浦麻断层的第二期变形同样表现为由北向南逆冲的运动学特征,但这期变形主要是沿第一期变形形成的宽阔断层带的内部产生的向北倾的新断层面的逆冲推覆,且断层面产状相对较缓,截切了第一期变形陡倾或近直立的断层面,形成的断层岩既有地震快速变形形成超碎裂岩或假熔岩,又有缓慢变形形成的类似糜棱岩面理和不对称构造的断层岩,反映这期变形具有粘滑和蠕滑的双重特征。显然,这期变形发生的时代应该是在小寨-浦麻断层第一期变形之后。如果考虑到青藏高原东北缘以陇中盆地为代表的渐新世—上新世红层沉积指示的伸展构造环境(郭进京等,2017;WANG et al., 2012)和之后西秦岭北缘出现的具有磨拉石性质的3.6 Ma的上新世积石山砾岩(李吉均等,1996)、甘家砾岩(方小敏等,2007)和韩家沟砾岩(郭进京等,2017)以及天水盆地、临夏盆地、循化-贵德盆地以及西秦岭礼县盆地结束沉积时代在7~8 Ma或4~6 Ma(袁道阳等,2007;张培震等,2007;王志才等,2006;TAPPONNIE et al, 2001; ZHENG et al., 2003, 2007;GE et al.,2010; WANG XX et al., 2011,2012; WANG Z C et al., 2012),认为小寨-浦麻断层第二期逆冲作用很可能与青藏高原东北缘与盆地结束沉积和不整合其上粗砾岩出现相对应,也就是这期逆冲作用起始于5~6 Ma,但持续到砾岩沉积结束,也就是第四纪初。

第三期变形的时代:小寨-浦麻断层的第三期变形与第一、二期变形相比较,不仅几何学特征不同,而且运动学特征也完全不同,前者主要表现为以向南倾的左旋走滑作用为主,间有少量的正断分量,而后者则以由南向北的逆冲作用为主,并且第三期变形截切了第二、三期变形的断层构造要素。这次左旋走滑作用在西秦岭北缘断裂带表现明显,其时代为晚第四纪(袁道阳等,1999,2004;李传友等,2007; 郭进京等,2013)。小寨-浦麻断层的这期左旋走滑作用应该与北缘断裂的左旋走滑相对应,其时代也应为晚第四纪以来的构造活动。

3 小寨-浦麻断层3期构造变形的动力学及其地质意义讨论

西秦岭是现今青藏高原东北缘的组成部分,印度板块-欧亚板块的碰撞汇聚的动力学过程在西秦岭的构造响应时代和方式是一个仍有争议的科学问题(李吉均等,1996;张岳桥等,2005;张培震等,2007;王志才等,2006;郭进京等,2017;YIN et al., 2000; AN et al., 2001; TAPPONNIER et al., 2001; GUO et al., 2002; HORTON et al., 2004; LIU et al., 2007; FANG et al., 2005; DUPONT-NIVET et al., 2008)。青藏高原东北缘的新生代沉积盆地类型、性质和原始空间分布研究和区域主要断裂带新生代以来构造变形的几何学-运动学历史研究,以及古地貌重建等相结合是深化对该科学问题的有效途径。西秦岭内部临潭-岷县-宕昌断裂带的小寨-浦麻断层虽然只是其中一条断层,但其宽达150 m的断层带和其中丰富的构造信息所揭示的构造演化过程应该代表了西秦岭乃至青藏高原东北缘的构造变形历史及几何学-运动学转换和动力学过程。

关于印度板块与欧亚板块碰撞的时代尽管仍然存在不同认识(王成善等,2009;肖序常等,2010;万天丰,2014; YIN et al., 2000;TAPPONNIER et al., 2001; ROYDEN et al., 2008),但多认为其初始碰撞时限为65~60 Ma,碰撞高峰期发生在55~45 Ma(潘桂堂等,2013),碰撞高峰期的构造缩短作用传递到现今青藏高原北部(YIN et al., 2000),柴达木盆地50%缩短发生在42.8~40.5 Ma(ZHOU et al., 2006),指示了印度-欧亚碰撞引起的岩石圈构造挤压缩短效应在碰撞高峰期之后即传递到高原北部。西秦岭内部的临潭-岷县-宕昌断裂带的小寨-浦麻断层第一期高角度逆冲和西秦岭北缘断裂带起始于50 Ma的逆冲作用(DUPONT-NIVET et al., 2008)也应该记录了印度-欧亚碰撞高峰期的构造作用,也就是说,自新生代碰撞汇聚开始,深部的俯冲汇聚导致的地壳的挤压缩短,可能波及到西秦岭而产生了断层逆冲作用,这一挤压构造体制持续到古近纪末期,只是强度逐渐变弱。而临潭-岷县-宕昌断裂带的小寨-浦麻断层第二期由北向南的逆冲作用可能是青藏高原主体隆升后内部开始伸展走滑的同时向外扩展产生的逆冲构造作用和高原北部的隆升启动。2期逆冲作用之间,即渐新世—中新世末期,包括西秦岭在内的青藏高原东北缘可能处于构造伸展和盆地发育期。临潭-岷县-宕昌断裂带的小寨-浦麻断层第四纪以来左旋走滑作用可能反映了青藏高原北部的隆升向东部的扩展或构造挤压方向的顺时针旋转,地壳深部物质向南东方向流动的表层构造响应。

4 结论

青藏高原东北缘西秦岭腹地的临潭-岷县-宕昌断裂带的小寨-浦麻断层的断层岩、变形期次及其几何学-运动学等研究揭示了该断层新生代以来至少经历3期几何学-运动学特征不同的构造活动历史。第一期活动表现为向北北东陡倾(倾角为70°~80°)的自北向南的高角度逆冲作用;第二期活动表现为向北北东中等倾斜(倾角为30°~50°)的自北向南的逆冲作用;而第三期活动则表现为向南西陡倾(倾角为60°~70°)的左旋走滑作用。根据断层活动卷入的地层时代、3期变形的截切关系和青藏高原东北缘新生代以来断裂活动及沉积盆地演化的历史分析,第一期挤压逆冲作用起始于始新世(45~50 Ma左右)持续到始新世末或渐新世(29 Ma),第二期挤压逆冲作用发生于中新世末或上新世初(5~6 Ma);持续到第四纪初;而第三期左旋走滑作用只是第四纪以来的构造作用。

青藏高原东北缘西秦岭腹地是临潭-岷县-宕昌断裂带的小寨-浦麻断层的3期构造活动可能记录了印度板块与欧亚板块碰撞汇聚不同阶段的构造响应。第一期挤压逆冲作用可能是印度-欧亚汇聚碰撞高峰期(55~45 Ma)深部俯冲汇聚导致的地壳的挤压缩短作用已传递到西秦岭,从而产生了断层逆冲作用;而第二期的逆冲作用则与青藏高原地壳增厚和高原隆升向东北缘的扩展作用相联系;第三期左旋走滑作用则是第四纪以来的构造活动,明显滞后于5 Ma青藏高原腹地的东西伸展和挤出走滑作用,这可能指示了青藏高原东北缘的构造活动和地壳隆升与青藏高原主体不同步,反映整个青藏高原的形成是逐渐向北扩展的过程。

致谢:本文得到了国家自然科学基金项目(41772215,41340002,41140018)的资助。天津城建大学惠浪波、王丽丽、毕娜、吉夏、张琛等硕士研究生和兰州大学谌文武教授、刘高教授和张帆宇副教授参加了部分野外工作,在此一并表示感谢。同时感谢论文评审专家提出的建设性意见。

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