二、主要创新点
本成果的主要创新点体现在以下三个方面。
1.科学地厘定了主干活动断裂最新构造活动与变形特征的定量参数
在青海湖东西两侧发育了2条NNW向的右旋走滑活动断裂,分别为鄂拉山断裂和日月山断裂,以及以挤压逆冲为主的青海南山断裂和拉脊山断裂等,它们构成了该区的青海湖盆地、共和盆地、贵德盆地和临夏盆地等的边界断裂(图1)。

图1 青海湖邻近地区地质构造简示意图
注:1.前第三系;2.下第三系;3.上第三系;4.早更新统;5.晚第四系;6.走滑断裂;7.正断裂;8.逆断裂;9.Q4断裂;10.Q3断裂;11.隐伏断裂;12.不整合界线;13.褶皱;14.湖泊及水库;F1.日月山断裂;F2.鄂拉山断裂;F3.青海南山南缘断裂;F4.拉脊山断裂;F5.布哈河断裂。
本研究在航卫片解译的基础上,经过详细的野外追踪考察,选取重点断裂进行深入研究,获取了断裂新活动特征的定量资料,解决的关键问题是断裂晚第四纪滑动速率与构造转换。主要认识为:
(1)鄂拉山断裂带由6条次级断裂段主要以右阶羽列而成,长约207千米,是分隔本区柴达木盆地和茶卡—共和盆地的右旋走滑断裂。该断裂由挤压逆冲转换为右旋走滑的起始时代约7.2~9.6Ma.B.P,并造成大的地质体右旋断错9~12千米(图2)。断裂晚第四纪构造活动形成了典型的断错地貌(图3),其晚更新世以来的水平滑动速率为1.25±0.2m/yr。

图2 鄂拉山断裂带地质体位错示意图(据1:20万地质图绘制)

图3 鄂拉山断裂咸泉附近实测断错阶地图
(2)日月山断裂主要由4条不连续次级断裂段呈右阶羽列而成,全长约183千米。该断裂由挤压逆冲转换为右旋走滑的起始时代约5.2~9.5Ma.B.P,并造成大的地质体右旋断错6.5~12千米,与鄂拉山断裂带的走滑活动时代基本同步(图2)。断裂晚第四纪以来的平均水平滑动速率为1.26±0.2m/yr。
上述主干活动断裂的水平滑动速率和累积位移量远小于“大陆逃逸”学说所预测的滑动量级。其向南东方向的逃逸量或挤出量是有限的,其构造变形是分布式的,以地壳缩短和增厚为主。
2.确定了研究区晚新生代盆地构造变形特征及其演化过程
区内的青海湖、共和、贵德和临夏等新生代山间盆地是青藏高原东北缘构造变形的产物,在盆地内部或边缘形成了多条以挤压逆冲为主的逆断裂—褶皱带或正断裂,以及代表强烈构造运动的褶皱和地层不整合等。主要认识如下:
(1)位于拉脊山南侧的贵德盆地属于前展式的挤压断陷盆地,晚新生代以来至少存在4期强烈的构造变形事件,其时代分别为:21Ma、7.78Ma、3.6Ma和2.8~2.6Ma。贵德盆地东北缘地壳总缩短量为10.1~10.4Km,平均缩短速率为0.48~0.50mm/a。
(2)青海南山断裂为一条发育在共和盆地北缘呈NWW向的逆冲断裂带,晚更新世以来的垂直滑动速率为0.27mm/a左右。共和盆地是一个前展式的断陷盆地,晚新生代以来存在两期强烈的构造活动;青海湖盆地实际上就是一个大型的背驮式盆地。
(3)青海湖邻近地区晚新生代构造变形主要有6次构造事件,从老到新主要有:21Ma、~8Ma、4.3~3.6Ma、2.8~2.2Ma、~1.8Ma和~0.15Ma等。它们在时间轴上是不均匀的,但在空间分布上具有准同时性。多数构造变形事件与沉积相和沉积环境的变化具有明显的协同一致性,共同组成构造—气候旋回。对本区产生深远影响的构造事件有两期:~8Ma B.P的第Ⅱ期构造事件是青藏高原东北缘强烈构造变形的开始;~1.8Ma B.P的第Ⅴ期构造事件(相当于青藏运动C幕),是青藏高原东北缘构造变形的重要过程。
3.建立了青藏块体北部活动断裂基础数据库
在上述研究的基础上,结合项目组多年来在青藏块体北部开展的大量活动构造研究工作积累,基于ArcGIS平台,尽可能全地收集整理了数十年来在青藏块体北部地区开展活动构造研究所积累的大量基础资料、图件和照片等,按照活动断裂研究历史、不同研究者、不同年代研究取得的重要资料、图片等,重点归纳总结最新的研究结果和取得的新认识,分别从断裂几何学、运动学、历史地震和古地震等方面进行梳理和总结,对不同时期的重要图件或照片进行扫描存储,系统建立本区主干活动断裂基础数据库,编制了基于ArcGIS平台的比例尺为1/250000的区域地震构造图(图4)。建立了一套系统完整的基于UML和Geodatabase空间数据库的青藏块体北部活动断裂研究地学数据模型和1/250000活动断裂基础数据库,为地震科学基础研究、监测预报和震灾防御等提供了参考依据和应用服务。

图4 青藏块体北部活动断裂分布图
注:1.全新世断裂;2.晚更新世断裂;3.地震破裂带;4.正断裂;5.逆断裂;6.走滑断裂;7.隐伏断裂;8.水平和垂直滑动速率;9.第三纪盆地与褶皱;10.第四纪盆地;(1)海原断裂;(2)阿尔金断裂;(3)东昆仑断裂;(4)西秦岭北缘断裂;(5)鄂拉山断裂;(6)日月山断裂;(7)六盘山东麓断裂;(8)香山—天景山断裂;(9)罗山东麓断裂;(10)庄浪河断裂;(11)皇城—双塔断裂;(12)龙首山北缘断裂;(13)榆木山东缘断裂;(14)榆木山北缘断裂;(15)北大山断裂;(16)佛洞庙—红崖子断裂;(17)嘉峪关断裂;(18)昌马断裂;(19)疏勒南山断裂;(20)党河南山断裂;(22)木里—江仓断裂;(23)拉脊山断裂;(24)昆中断裂;(25)江错断裂;(26)中铁断裂;(27)临潭—宕昌断裂带;(28)迭部—舟曲断裂;(29)礼县—罗家堡断裂;(30)马衔山北缘断裂