張寧+鄭文俊+劉興旺+王偉濤+李新男+何文貴+雷啟云+邵延秀

摘要：河西走廊西端北側(cè)的黑山斷裂不僅構(gòu)成了河西走廊重要組成部分——酒西盆地的北部邊界，同時(shí)也是青藏高原北部邊界重要斷裂——阿爾金斷裂東端構(gòu)造組成和轉(zhuǎn)換的重要部分。通過對黑山斷裂野外調(diào)查、典型斷錯(cuò)地貌面的測量以及年代測定，獲得了黑山斷裂晚更新世以來的逆沖滑動(dòng)速率為每年（0.26±0.06）mm，同時(shí)證實(shí)該斷裂為一條以高角度逆沖為主要運(yùn)動(dòng)特征的斷裂，其運(yùn)動(dòng)性質(zhì)與阿爾金斷裂存在明顯的不同。結(jié)合對阿爾金斷裂東端部運(yùn)動(dòng)學(xué)特征的討論，總結(jié)前人在河西走廊西端酒西盆地內(nèi)NW向斷裂定量研究成果，得到河西走廊西端這些NWW向逆沖斷裂和褶皺在平行于阿爾金斷裂走向上的縮短速率總和為每年14～24 mm，這與阿爾金斷裂東端部每年1～2 mm水平走滑速率相當(dāng)，由此推斷阿爾金斷裂東端的左旋走滑被活動(dòng)的逆沖斷裂、第四紀(jì)褶皺隆起引起的地殼縮短吸收和轉(zhuǎn)換了，阿爾金斷裂在其東端部水平滑動(dòng)速率逐步降低，斷裂終止于河西走廊西端的寬灘山一帶，而河西走廊西端酒西盆地北側(cè)的黑山斷裂與其走向上相聯(lián)接的磴磴山斷裂、金塔南山斷裂可能共同構(gòu)造了青藏高原朝NE向擴(kuò)展的最前緣。

關(guān)鍵詞：活動(dòng)構(gòu)造；黑山斷裂；斷錯(cuò)地貌；逆沖速率；構(gòu)造轉(zhuǎn)換；變形幾何；酒西盆地；阿爾金斷裂

中圖分類號：P542文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Kinematics Characteristics of Heishan Fault in the Western Hexi Corridor and Its Implications for Regional Tectonic Transformation

ZHANG Ning1， ZHENG Wenjun1， LIU Xingwang2，3， WANG Weitao1， LI Xinnan1， HE Wengui2， LEI Qiyun1，4， SHAO Yanxiu1，2

（1. State Key Laboratory of Earthquake Dynamics， Institute of Geology， China Earthquake Administration，

Beijing 100029， China； 2. Lanzhou Institute of Seismology， China Earthquake Administration， Lanzhou

730000， Gansu， China； 3. Key Laboratory of Western Chinas Environmental Systems of Ministry of

Education， Lanzhou University， Lanzhou 730000， Gansu， China； 4. Earthquake Administration of

Ningxia Hui Autonomous Region， Yinchuan 750001， Ningxia， China）

Abstract： Located in the northern of the western Hexi Corridor， Heishan fault is the northern boundary of Jiuxi Basin and an important fault at the eastern end of Altyn Tagh fault. The vertical components of slip rates of （026±006）mm per year for Heishan fault by topographic profiling and dating age for alluvial fan were determined. Heishan fault is a highangle reverse fault， which is different from the sense of motion of Altyn Tagh fault. Combined with the previous studies on the NWstriking faults in Jiuxi Basin， the total shortening rate of 142.4 mm per year along the direction parallel to Altyn Tagh fault in the western Hexi Corridor was constrainted， consistenting with the strikeslip rates of 12 mm per year at the eastern end of Altyn Tagh fault. Thus， it is inferred that the leftlateral strike slip at the eastern end of Altyn Tagh fault has been absorbed by the reverse faulting and folding of Quaternary crust in the western Hexi Corridor. The leftlateral strikeslip rates in Altyn Tagh fault decrease along the northeastern direction and the fault terminated near Kuantanshan in the western Hexi Corridor. Heishan fault， Dengdengshan fault and Jintananshan fault maybe comprise the most northeastern frontier of QinghaiTibet Plateau.

Key words： active tectonic； Heishan fault； offset geomorphology； thrust slip rate； tectonic transformation； deformational geometry； Jiuxi Basin； Altyn Tagh fault

0引言

位于青藏高原東北緣河西走廊最西端的酒西盆地南邊界為祁連山北緣斷裂，北至黑山斷裂，西接阿爾金斷裂帶，東抵嘉峪關(guān)斷裂，總體為一個(gè)走向NWW的不規(guī)則梯形[16]，其特殊的構(gòu)造位置使之成為研究阿爾金斷裂東端部的幾何結(jié)構(gòu)、變形特征及延伸問題的關(guān)鍵，也是研究青藏高原新生代構(gòu)造變形和向北推擠的理想地區(qū)[712]。

近幾十年來，國內(nèi)外地質(zhì)科學(xué)家的研究往往集中在亞洲大陸構(gòu)造變形中的一條關(guān)鍵性斷裂——阿爾金斷裂帶，重點(diǎn)開展了斷裂的活動(dòng)特征研究以及其在區(qū)域構(gòu)造變形作用中的討論[7，911，1326]。此外，眾多學(xué)者對酒西盆地內(nèi)部的次級斷裂和隆起（包括陰洼山斷裂、新民堡斷裂、嘉峪關(guān)斷裂等）也進(jìn)行了詳細(xì)研究[3，18，2730]，Zheng等通過總結(jié)前人資料，并結(jié)合現(xiàn)今GPS觀測速率的分析，認(rèn)為酒西盆地內(nèi)部的這些次級斷裂以及位于盆地南、北邊緣的斷裂分解和轉(zhuǎn)換了阿爾金斷裂東端部走滑速率的絕大部分，阿爾金斷裂可能終止于酒西盆地西北緣的寬灘山一帶[17]。

在以往的研究中，對酒西盆地北緣的黑山斷裂的研究相對較少，僅是定性的描述和影像的解譯[3133]。朱利東等曾通過對酒泉地區(qū)白堊系沉積盆地的巖石學(xué)研究和構(gòu)造分析以及盆地構(gòu)造熱背景的差異研究，認(rèn)為寬灘山—黑山斷裂并不是從屬于北祁連北緣斷裂的前展逆沖斷裂，而是一條與阿爾金斷裂相似的巖石圈剪切斷裂，不僅具有向北逆沖性質(zhì)，同時(shí)還存在著左行走滑特征[34]。陳文彬等則認(rèn)為黑山斷裂、金塔南山斷裂等均是阿爾金斷裂“帚狀”尾端的分支，是阿爾金斷裂的東延部分[35]，這一結(jié)論同樣得到龔建業(yè)等的支持[36]。Darby等通過對該地區(qū)以東的合黎山、阿右旗及雅布賴等地區(qū)地層分布及“斷層擦痕”的測量統(tǒng)計(jì)，認(rèn)為河西走廊北側(cè)近EW向斷裂繼承了阿爾金斷裂的左旋走滑性質(zhì)，是阿爾金斷裂的向東延伸[13]。Zhang等對阿爾金斷裂的滑動(dòng)速率進(jìn)行了重新估算，并結(jié)合現(xiàn)今GPS觀測結(jié)果，認(rèn)為阿爾金斷裂向東端部滑動(dòng)速率逐漸減小，斷裂延伸終止于河西走廊西端的寬灘山一帶[16]。鄭文俊通過遙感解譯和調(diào)查，認(rèn)為河西走廊北側(cè)的黑山斷裂以逆沖為主要特征，其運(yùn)動(dòng)學(xué)性質(zhì)與阿爾金斷裂存在明顯不同，同時(shí)與寬灘山斷裂存在性質(zhì)和幾何結(jié)構(gòu)上的差異，不存在明顯的連續(xù)性，應(yīng)該為祁連山向北擴(kuò)展的前緣，而不是阿爾金斷裂的東延[32]。因此，黑山斷裂作為阿爾金斷裂東端爭議的焦點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)學(xué)性質(zhì)的確定和定量化就顯得十分重要。

本文通過對黑山斷裂開展野外地質(zhì)調(diào)查、遙感影像解譯、位移測量以及年代學(xué)測定等工作，獲得了黑山斷裂的運(yùn)動(dòng)學(xué)定性特征和定量結(jié)果，結(jié)合周邊新生代盆地地層分布和變形特征以及前人在該地區(qū)開展的斷裂活動(dòng)性、新生代盆地沉積、構(gòu)造變形等研究結(jié)果，分析和討論了黑山斷裂及周邊新生代盆地變形在區(qū)域構(gòu)造變形中的作用。

1區(qū)域構(gòu)造背景

河西走廊位于青藏高原北部的阿拉善隆起區(qū)與北祁連加里東褶皺帶之間，走向NWW—SEE，延伸超過1 000 km，是青藏高原邊緣主要的會(huì)聚構(gòu)造帶之一，也是研究整個(gè)青藏高原地質(zhì)構(gòu)造的一個(gè)重要窗口[6，32，3739]。自古近紀(jì)早期開始，印度板塊向歐亞板塊持續(xù)至今的碰撞和向北推擠，導(dǎo)致了青藏高原的隆起、阿爾金斷裂帶大規(guī)模的左行走滑和祁連山北緣斷裂帶的逆沖，形成了河西走廊典型的新生代壓陷盆地[37，40]。河西走廊內(nèi)部又被一組活動(dòng)性很強(qiáng)的NNW—NW向斷裂及其所控制的隆起分割成幾個(gè)次級盆地，如文殊山隆起和嘉峪關(guān)斷裂將酒泉盆地分割成酒東盆地和酒西盆地（圖1）。

圖件引自文獻(xiàn)[18]，有所修改；M為地震震級

圖1河西走廊西段地質(zhì)構(gòu)造和地貌構(gòu)造

Fig.1Geologic and Geomorphic Maps of the Western Hexi Corridor

位于河西走廊最西端的酒西盆地是青藏高原地塊、塔里木地塊和阿拉善地塊的交匯部位，構(gòu)造上直接受控于阿爾金走滑斷裂帶和與之密切相關(guān)的祁連山北緣逆沖斷裂帶，盆地西北緣受控于寬灘山斷裂，東側(cè)受限于嘉峪關(guān)—文殊山斷裂，南側(cè)為祁連山北緣斷裂，北側(cè)為近EW向黑山斷裂。黑山斷裂向西延伸斜交于阿爾金斷裂最東端的寬灘山斷裂，向東延伸可與金塔南山斷裂、合黎山南緣斷裂等斜接，是阿爾金斷裂帶幾何展布和構(gòu)造轉(zhuǎn)換關(guān)鍵部位的幾條斷裂之一（圖1）。而酒西盆地內(nèi)部構(gòu)造由南向北可以劃分為3個(gè)帶：南部隆起帶、新生代地層組成的中央向斜坳陷帶和由第三系基底組成的北部單斜斜坡帶[6]。盆地內(nèi)部第四紀(jì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，發(fā)育有多條NWW向次級斷裂，包括玉門斷裂、新民堡斷裂、陰洼山斷裂等。其中，陰洼山斷裂是一條以逆沖為主的斷裂，直接控制著陰洼山的隆起，新民堡斷裂亦是以逆沖為主的斷裂[3，2728]，盆地中央近EW向展布的玉門斷裂以向南的逆沖為主要特征，斷裂的最新活動(dòng)使白楊河多級階地發(fā)生拱曲變形，斷裂控制了盆地中央隆起[41]，而盆地南部邊緣由兩條斷裂組成，一條為冰溝口—玉門斷裂（也有人稱為玉門斷裂），屬于酒西盆地南緣斷裂帶的一支，具有典型的逆沖推覆構(gòu)造特征[3，30]，控制了玉門油田老君廟背斜的形態(tài)[6]，其最南側(cè)為祁連山北緣斷裂，可見中生代甚至古生代地層直接逆沖到新生代地層之上，為盆地南緣控制盆地形態(tài)的主要斷裂[6，18，37]。從區(qū)域斷裂展布情況來看，盆地內(nèi)一系列NWW向次級斷裂與祁連山北緣斷裂走向一致，均為逆沖性質(zhì)，而黑山斷裂走向近EW向，與阿爾金斷裂最東端部的寬灘山斷裂為小角度斜交，這也是前人認(rèn)為寬灘山—黑山斷裂帶是阿爾金斷裂帶延伸部分的原因之一[13，3536]。

2黑山斷裂新活動(dòng)性及斷錯(cuò)地貌特征

黑山斷裂展布于嘉峪關(guān)北的黑山北麓，東起下滴水溝，向西經(jīng)半截子溝、西榆樹溝、小榆樹溝、堿溝到紅柳溝，全長約21 km（圖2）。在小榆樹溝以東，斷裂走向NE70°～80°，以西走向?yàn)镹W60°，斷裂地貌特征明顯，南側(cè)為海拔約2 200 m的高山，北側(cè)為海拔約1 200 m的花海盆地。斷裂基本沿山前坡角發(fā)育，陡坎連續(xù)，無明顯的斷層銜接階區(qū)，屬高角度逆沖斷層。

在斷裂最西端的下溝溝口以西見一段斷層陡坎，向西再無明顯的斷層跡象；在下溝溝口以東，斷裂沿老洪積扇陡坎發(fā)育，形成老陡坎上的新陡坎；沖溝除較低的Ⅰ級階地外，均有明顯的斷層陡坎發(fā)育，陡坎高度多為3～5 m，部分較低約2 m，亦有10 m以上的陡坎發(fā)育?？稍诙鄠€(gè)沖溝見斷層剖面，白堊紀(jì)紫紅色砂巖、泥巖、礫巖或較老的變質(zhì)巖直接逆沖于第三紀(jì)砂巖、泥巖和早更新世沖積砂礫石層之上，斷層帶寬3～5 m，夾多層薄的斷層泥，斷層傾角60°～70°[圖3（a）、（b）]。

向東到半截子榆樹溝一帶，陡坎漸趨明顯，線性連續(xù)，沖溝兩側(cè)T2以上階地面上均發(fā)育有斷層陡坎，到半截子榆樹溝以東，陡坎多被現(xiàn)代沖溝沖毀，僅保留有斷續(xù)的陡坎[圖3（c）、（d）]。

斷層陡坎向東延伸過下滴水溝后，多被沖溝季節(jié)性洪水沖毀，無明顯的陡坎保留；但到澤大坂溝一帶，又出現(xiàn)明顯的線性陡坎，陡坎高度多在3～5 m[圖3（e）、（f）]，但從陡坎被夷平的情況分析，該陡坎形成時(shí)間相對較早，第四紀(jì)晚期無新活動(dòng)，此段陡坎延伸約3 km后湮沒于風(fēng)積沙之下。

3斷錯(cuò)地貌面年代確定和斷層逆沖滑動(dòng)速率

3.1斷錯(cuò)地貌面年代確定

為了確定黑山斷裂所在地區(qū)的沖洪積扇形成時(shí)代，在山前沖洪積扇上選擇合適地點(diǎn)進(jìn)行了剖面的清理、采樣和測年工作，并結(jié)合前人的研究工作，較為準(zhǔn)確地限定了被斷層錯(cuò)斷的較老一期地貌面年齡。

首先，在半截子溝東岸可以觀察到發(fā)育了3級階地，斷層活動(dòng)形成了明顯的斷層陡坎，在該溝西岸Ⅱ級階地邊緣見一斷層剖面[圖4（a）、（b）]，斷裂活動(dòng)由第三系紫紅色砂泥巖擠壓逆沖在Ⅱ級階地下部砂礫石層之上，但上部被厚約1.0 m的階地上部砂礫石覆蓋，未被斷層斷錯(cuò)，其中一砂層透鏡體的熱釋光年齡測試結(jié)果為（43.95±3.73）ka，表明斷裂沒有斷錯(cuò)晚更新世晚期形成的洪積物[42]。另外，在該點(diǎn)以東另一小沖溝的I級階地溝壁上也見一斷層剖面，由下白堊統(tǒng)雜色泥巖逆沖于中上更新統(tǒng)礫石層之上，斷層上覆的熱釋光年齡為（8.02±0.63）ka的全新世沖積砂礫石未被斷層斷錯(cuò)，表明斷裂在全新世期間已不活動(dòng)[42]；而向東延伸，斷裂斷錯(cuò)了不同的早期階地，但陡坎多被后期新形成的洪積扇切割，說明該斷裂在晚第四紀(jì)特別是全新世晚期無明顯的活動(dòng)。

其次，在山前發(fā)育較為廣泛且在斷層上、下盤均有較為完整的洪積臺(tái)面（相當(dāng)于T2洪積扇面）上選擇一個(gè)天然露頭進(jìn)行了剖面的清理、采樣和測年工作[圖4（c）、（d）]。該剖面主要為沖洪積砂礫石層組成，地層產(chǎn)狀近水平，頂部覆蓋有一套薄層的次生黃土，同時(shí)在沖洪積砂礫石內(nèi)部還偶爾夾有細(xì)粉砂透鏡體，對其采樣進(jìn)行光釋光測年，結(jié)果顯示該砂層透鏡體的形成年齡為（27.7±1.5）ka，雖然不能完全代表該洪積扇的形成（廢棄）年齡，但可以說明該套沖洪積砂礫石層組成的地貌面形成于晚更新世中晚期。另外，根據(jù)前人獲得的區(qū)域及相鄰地區(qū)地貌面年齡結(jié)果，該地區(qū)相對廣泛分布的洪積扇及臺(tái)地面的主要形成時(shí)期為晚更新世早期到中期，而較新的洪積扇形成于晚更新世晚期及全新世早期。該特點(diǎn)在河西走廊北部的金塔南山地區(qū)[18]、合黎山地區(qū)[4344]及河西走廊內(nèi)部的酒泉盆地地貌面測年結(jié)果中均得到了驗(yàn)證[3，18，32，41]，同時(shí)該地區(qū)地貌面特別是該地區(qū)主要河流北大河及石油河階地的形成時(shí)間也具有很好的一致性[45]。因此，可以認(rèn)為黑山北緣這些洪積扇的形成與區(qū)域地貌面形成具有很好的一致性。

另外，從圖2中洪積扇的期次解譯圖也可以看出，黑山北側(cè)主要發(fā)育有兩期洪積扇。距洪積臺(tái)面測年較早一期可能為晚更新世時(shí)期形成的洪積扇，另一期主要為較新的現(xiàn)代洪積物，二者在影像圖上可以明顯區(qū)分。再者洪積扇大多發(fā)生NE向偏移和掀斜，說明區(qū)域上構(gòu)造應(yīng)力有自SW向NE推擠的跡象。另外，最新洪積扇上無斷層陡坎發(fā)育，說明斷層在晚第四紀(jì)特別是全新世中晚期以來無明顯活動(dòng)。

綜上所述，嘉峪關(guān)黑山斷裂屬于高角度逆沖斷層，斷裂在晚更新世有過強(qiáng)烈活動(dòng)，到全新世特別是全新世晚期活動(dòng)性減弱或是再無新的活動(dòng)。

3.2斷層逆沖滑動(dòng)速率

斷層陡坎在衛(wèi)星影像和航空照片上線性特征明顯，多處洪積扇上發(fā)育有斷層陡坎，但由于距離山邊較近，一般上盤洪積臺(tái)面保留不完整，而下盤多處又被現(xiàn)代沖溝洪積物所加積，不便精確確定洪積扇的垂直位移。經(jīng)過野外調(diào)查和現(xiàn)場對比，本文選擇了西榆樹溝西側(cè)一處洪積臺(tái)地進(jìn)行了陡坎高度測量（圖5），該處至少發(fā)育有兩期洪積臺(tái)地，洪積高臺(tái)地僅局部保留，且大多僅保留位于近山邊的高洪積臺(tái)面，而斷層陡坎北側(cè)（下盤）無洪積高臺(tái)地面保留，因此，在測量時(shí)選擇發(fā)育較為廣泛且在斷層上、下盤均有較為完整的洪積臺(tái)面（相當(dāng)于T2洪積扇面），利用差分GPS進(jìn)行了陡坎高度測量。

經(jīng)3個(gè)位置的差分GPS測量，該處陡坎的高度分別為（9.1±10）、（7.3±0.5）、（9.6±0.8）m（圖5），以此垂直斷錯(cuò)位移作為該斷層上逆沖位移值。根據(jù)洪積扇的測年結(jié)果，該期洪積扇的形成時(shí)間應(yīng)該為（277±15）～（4395±373）ka之間，由此求得黑山斷裂晚更新世以來的逆沖滑動(dòng)速率為每年（0.26±0.06）mm（圖6）。另外，據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，該處陡坎高度相對較為穩(wěn)定，也是高度相對較高的一段，可代表該斷裂上的最大逆沖滑動(dòng)速率。其較低的一期洪積扇面上無明顯的斷層陡坎，而相對較高的洪積扇面上陡坎高度與此相比雖然略大，但沒有明顯的倍數(shù)增大，僅高出2～3 m或更小，而且其下盤洪積臺(tái)面侵蝕嚴(yán)重，不便確定其確切的高度?，F(xiàn)場地貌調(diào)查和航衛(wèi)片解譯沒有發(fā)現(xiàn)明顯的水平斷錯(cuò)地貌跡象，斷層面也多以高角度向北逆沖為主，第三紀(jì)紅層直接逆沖于第四紀(jì)沖洪積層之上，說明該斷層是以逆沖為主要運(yùn)動(dòng)特征。

4黑山斷裂在阿爾金斷裂東端部構(gòu)造變形中的作用

4.1區(qū)域斷裂運(yùn)動(dòng)特征及阿爾金斷裂東端部的構(gòu)造轉(zhuǎn)換

前人對作為青藏高原北部邊界的阿爾金斷裂帶走滑速率進(jìn)行了大量研究[11，14，40，4649]，現(xiàn)普遍接受的觀點(diǎn)是阿爾金斷裂帶自西向東走滑速率逐漸降低，自東經(jīng)90°以西以每年約10 mm走滑速率降至疏勒河以東每年1～2 mm[16，19]，其朝NE向的延伸可能終止于寬灘山附近[1718]。因此，其主要問題就是如果阿爾金斷裂終止于酒西盆地西北緣的寬灘山附近，那么斷裂的左旋走滑位移必定被平行于斷裂的地殼縮短所吸收和轉(zhuǎn)換。

通過對黑山斷裂山前沖洪積扇地貌面測年和斷錯(cuò)位移的測量，獲得了斷裂上的逆沖滑動(dòng)速率為每年（0.26±0.06）mm。野外勘查與衛(wèi)星影像解譯表明，黑山斷裂無明顯的水平走滑特征，是一條高角度南傾、以向北逆沖運(yùn)動(dòng)為主的斷裂，與以走滑為主的阿爾金斷裂性質(zhì)存在明顯不同，這在一定程度上說明阿爾金斷裂沿著黑山斷裂繼續(xù)向東延伸可能性不大，同時(shí)也說明黑山斷裂在晚更新世之后成為了阿爾金斷裂東端部構(gòu)造轉(zhuǎn)換的最前緣，即阿爾金斷裂的左旋走滑在其東端部幾乎完全轉(zhuǎn)化為NE向逆沖分量。綜合分析認(rèn)為，黑山斷裂可能為青藏高原向NE向擴(kuò)展的前緣部位，阿爾金斷裂的左旋走滑運(yùn)動(dòng)并未延伸至黑山斷裂，其每年1～2 mm的左旋滑動(dòng)速率可能被一系列NWW—SEE向祁連山西段及河西走廊盆地內(nèi)部的逆沖斷裂和褶皺縮短所吸收、轉(zhuǎn)換。

結(jié)合前人對酒西盆地內(nèi)部及其鄰區(qū)斷裂滑動(dòng)速率的研究[3，18，32，41]，依據(jù)斷裂走向和傾角，估算了河西走廊西端酒西盆地內(nèi)各主要斷裂在平行于阿爾金斷裂走向上的水平縮短速率（圖7）。估算結(jié)果顯示，各條斷裂在平行于阿爾金斷裂方向上的水平縮短速率總和為每年0.90～1.43 mm，這與阿爾金斷裂東端部每年1～2 mm左旋走滑速率大小相當(dāng)，但還不能完全吸收和轉(zhuǎn)換阿爾金斷裂東端部的左旋走滑。斷裂走滑速率和平行于阿爾金斷裂的水平縮短速率數(shù)據(jù)分別引自文獻(xiàn)[3]、[16]、[18]、[19]、[32]和[41]

圖（a）引自文獻(xiàn)[18]，并對照文獻(xiàn)[51]、[52]進(jìn)行修正；圖（b）中，構(gòu)造變形以向北的逆沖和褶皺縮短變形為主；圖（c）中，構(gòu)造變形以向南的逆沖和褶皺縮短變形為主；Ns為新近系疏勒河組；Nb為新近系白楊河組

4.2酒西盆地構(gòu)造變形及其在阿爾金斷裂尾端構(gòu)造轉(zhuǎn)換中的作用

酒西盆地內(nèi)部存在著多個(gè)次級逆沖斷裂以及相應(yīng)的背斜隆起（圖1、8），對于盆地的構(gòu)造變形特征及變形幅度，前人進(jìn)行了一系列研究工作，尤其是在盆地西段[12，56，38，50]。盡管盆地在其沉積和形成過程中經(jīng)歷過多期強(qiáng)烈的構(gòu)造變形，但主要以NNE向水平擠壓及其所形成的NWW向逆沖斷裂和褶皺變形為特征[5]，表明祁連山中西段晚新生代晚期以來主要經(jīng)歷了一個(gè)地殼縮短的過程。

陳杰曾根據(jù)地表地質(zhì)、石油地震反射剖面和鉆孔等資料，計(jì)算得到橫跨整個(gè)北祁連山西段的石油河—寬灘山地質(zhì)剖面（NE20°）2.5 Ma以來的地殼總縮短量約為64 km[38]，平均縮短率為每年2.56 mm。其中：老君廟背斜214 Ma以來的總縮短量為40～41 km，平均縮短率為每年1.87～1.92 mm，總抬升量為2 900 m，平均抬升速率為每年1.36 mm，Q2中晚期以來的抬升量為700 m，平均抬升速率為每年28 mm；白楊河背斜Q2中晚期以來的縮短量為250 m，平均縮短率約為每年10 mm。袁道陽利用平衡地質(zhì)剖面法對老君廟背斜進(jìn)行了粗略估算[5]，得到Q1底界的水平縮短量為35～37 km，與陳杰的研究結(jié)果[38]大體相當(dāng)，這代表自2.4 Ma該區(qū)發(fā)育生長褶皺以來的總縮短速率為每年146～154 mm。另外，若按趙志軍等對第三紀(jì)地層的年代確定結(jié)果（3.66 Ma）計(jì)算[1]，可得到其縮短率為每年096～101 mm。Hetzel等也估算過玉門背斜全新世以來的地殼縮短速率約為每年21 mm[41]。綜上所述，由褶皺縮短變形計(jì)算得到的橫跨整個(gè)北祁連山西段和酒西盆地的地殼平均縮短速率為每年1～2 mm，投影到平行與阿爾金斷裂方向上的水平縮短速率為每年0.5～10 mm。

酒西盆地內(nèi)部及其鄰區(qū)各條斷裂在平行于阿爾金斷裂方向上的水平縮短速率總和為每年 090～143 mm，可以得到斷裂和褶皺共同發(fā)生縮短變形在平行于阿爾金斷裂方向上的水平縮短速率為每年14～24 mm，這與阿爾金斷裂東端部每年1～2 mm的左旋走滑速率幾乎完全一致。因此，可以推測阿爾金斷裂走滑位移在黑山斷裂以西就已完全被轉(zhuǎn)換、吸收，其轉(zhuǎn)換和吸收方式主要是通過該地區(qū)一系列逆沖斷裂和褶皺的縮短變形來完成，同時(shí)也說明黑山斷裂構(gòu)成了青藏高原朝NE向擴(kuò)展的逆沖前緣，而不是阿爾金斷裂左旋走滑的向東延伸。

5結(jié)語

（1）通過野外地質(zhì)調(diào)查和衛(wèi)星影像解譯，黑山斷裂是一條南傾的高角度逆沖斷裂，與阿爾金斷裂的左旋走滑運(yùn)動(dòng)性質(zhì)存在明顯不同。同時(shí)，黑山斷裂只錯(cuò)斷了晚更新世末期形成的較老沖洪積扇面，而全新世以來的T1階地和漫灘則未被錯(cuò)斷，說明黑山斷裂為一條晚更新世的活動(dòng)斷裂，而全新世以來則沒有明顯的新活動(dòng)特征。此外，結(jié)合地形剖面和地貌面年齡測定，獲得了黑山斷裂晚更新世以來的逆沖滑動(dòng)速率為每年（0.26±0.06）mm。

（2）在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，將河西走廊西端酒西盆地內(nèi)各條斷裂在平行于阿爾金斷裂方向上的水平縮短速率及全新世以來褶皺的縮短速率累加，得到總縮短速率為每年1.4～2.4 mm，這與阿爾金斷裂東端部每年1～2 mm的左旋走滑速率幾乎完全一致，說明阿爾金斷裂東端部的走滑速率到了河西走廊西端的酒西盆地內(nèi)部已逐步被一系列NWW向逆沖斷裂和褶皺隆起所吸收和轉(zhuǎn)換，同時(shí)也說明阿爾金斷裂已逐步終止于河西走廊西端的酒西盆地一帶，而河西走廊北側(cè)的黑山斷裂與其走向相聯(lián)接的磴磴山斷裂、金塔南山斷裂可能共同構(gòu)成了青藏高原朝NE向擴(kuò)展的逆沖前緣。

樣品測試由中國地震局地質(zhì)研究所地震動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，中國地震局地質(zhì)研究所張培震院士在成文中進(jìn)行了指導(dǎo)，在此謹(jǐn)表謝忱！

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