拉分盆地三維演化初探
——以新疆富蘊(yùn)斷裂拉分盆地為例

張之武, 付碧宏, Yasuo Awata, 周尚國

1)中國冶金地質(zhì)總局礦產(chǎn)資源研究院, 北京 100025;

2)中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所, 北京 100029;

3)日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所活斷層研究中心, 日本筑波 305-8567

拉分盆地三維演化初探
——以新疆富蘊(yùn)斷裂拉分盆地為例

張之武1), 付碧宏2), Yasuo Awata3), 周尚國1)

1)中國冶金地質(zhì)總局礦產(chǎn)資源研究院, 北京 100025;

2)中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所, 北京 100029;

3)日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所活斷層研究中心, 日本筑波 305-8567

拉分盆地指沿著走滑斷裂帶彎曲部位, 由于拉張而產(chǎn)生的地形上的低洼處, 多形成于走滑斷裂帶次級斷裂的間列部位。拉分盆地研究對于探討走滑斷裂擴(kuò)展方式及分段性意義重大; 分布于大型走滑斷裂帶上的拉分盆地, 對于斷裂帶上地震臨震預(yù)測具有一定的指示作用; 此外，該類盆地往往與油氣資源、成礦熱液的運(yùn)移、聚集、產(chǎn)出關(guān)系密切。本文在綜述前人對拉分盆地演化過程中幾何學(xué)、地貌學(xué)特征變化的基礎(chǔ)上, 選取了發(fā)育于富蘊(yùn)斷裂帶上的小型拉分盆地為研究對象, 借助后差分測量儀器——SOUTH北極星9600及其配套軟件SOUTH GPS與SOUTH CASS7.0等研究手段, 獲得了該盆地的等高線模型, 并結(jié)合拉分盆地三維沉降模型與富蘊(yùn)斷裂帶走滑斷裂特征，估算其滑脫面的深度為 40 m; 根據(jù)地震前后盆地的拉分與沉降的模式; 探討了拉分構(gòu)造中水平錯斷與垂直沉降的轉(zhuǎn)化關(guān)系以及拉分盆地的三維演化問題。

拉分盆地; 后差分測量技術(shù); 滑脫面深度; 三維演化特征

Key words:pull-apart basin; differential global positioning system; detachment depth; three-dimensional evolution features

拉分盆地形成于走滑斷裂帶次級斷裂的間列部位, 其研究對于認(rèn)識走滑斷裂帶擴(kuò)展方式、斷裂分段作用重大(Fu et al., 2005); 該盆地演化機(jī)制的研究, 為認(rèn)識該類沉積盆地形成與擴(kuò)張發(fā)育過程提供一種解釋機(jī)制(強(qiáng)祖基等, 1982; 王義天等, 1999)。拉分構(gòu)造具有重要的社會及經(jīng)濟(jì)意義: 分布于大型走滑斷裂帶上的拉分盆地對于指示斷裂帶上的地震的擴(kuò)展具有一定的作用(Fu et al., 2005); 該類盆地特殊的構(gòu)造與沉積特征使其成為重要的油氣、礦產(chǎn)資源的聚集、產(chǎn)出源地(丁曉等, 1995; 楊金中等, 1999)。

前人關(guān)于拉分盆地的演化研究做了大量卓有成效的工作, 通過對盆地形成、發(fā)育、發(fā)展、消亡等二維演化過程的特征研究, 提出眾多理想模式(周永勝等, 2003; 陳社發(fā)等, 1985; 姜波等, 1989; Quennell, 1958; Koide, 1977; Aydin et al., 1982; Zhang et al., 1989; Dooley et al., 1997; McClay et al., 2001)。但以往工作中對該類盆地三維空間演化特征變化情況少有研究,對于拉分盆地演化過程中滑脫面深度的確定; 演化過程中滑脫面深度的變化、水平方向的位移與垂直方向的沉降關(guān)系等系列問題仍有待于進(jìn)一步的探討。

本文綜述了前人對于拉分盆地演化過程幾何學(xué)、地貌學(xué)特征的研究工作, 并選取富蘊(yùn)斷裂帶小型拉分盆地為研究對象, 借助后差分測量儀器——SOUTH北極星9600及其配套軟件SOUTH GPS與SOUTH CASS 7.0等研究手段, 獲得了該盆地等高線模型, 結(jié)合富蘊(yùn)斷裂帶走滑斷裂特征估算其滑脫面的深度為 40 m; 并結(jié)合拉分盆地三維沉降模型與富蘊(yùn)斷裂帶走滑斷裂特征，估算其滑脫面的深度為40 m;根據(jù)地震前后盆地的拉分與沉降的模式; 探討了拉分構(gòu)造中水平錯斷與垂直沉降的轉(zhuǎn)化關(guān)系以及拉分盆地的三維演化問題。

1 拉分盆地及其演化特征

拉分盆地(Pull-apart basin)最早由Burchfiel在研究美國圣安德列斯走滑斷層控制的死谷中心地帶時提出(Burchfiel et al., 1966)。左旋走滑斷層左階部位或是右旋走滑斷層的右階部位, 處于一種的拉張應(yīng)力狀態(tài), 發(fā)育拉伸和斷陷, 如拉分盆地(pull-apart basin); 而左旋走滑斷層右階部位或是右旋走滑的左階部位, 處于一種擠壓應(yīng)力狀態(tài), 發(fā)育擠壓和斷隆如推起構(gòu)造(push-up)(朱志澄等, 1999; 王義天等, 1999; McClay et al., 2001)。

研究者應(yīng)用不同的手段、從不同角度出發(fā)對拉分盆地演化模式進(jìn)行研究, 通過包括野外走滑斷層盆地研究資料總結(jié), 室內(nèi)模擬走滑斷層實(shí)驗(yàn), 及根據(jù)有關(guān)地震資料總結(jié)等, 總結(jié)出了拉分盆地在形成、發(fā)展、消亡的演化過程中演化特征(周永勝等, 2003; 陳社發(fā)等, 1985; 姜波等, 1989; Quennell, 1958; Koide, 1977; Aydin et al., 1982; Zhang et al., 1989; Dooley et al., 1997; McClay et al., 2001)。

Quennell在 Dead sea fault野外工作的基礎(chǔ)上,總結(jié)出來簡單的模式(Quennell, 1958): 隨著走滑斷裂斷距的逐漸累積, 盆地兩側(cè)控盆斷裂的錯開距離不斷增加, 形成類似矩形的盆地(見圖1a)。

Koide等(1977)在自箱盒體剪切試驗(yàn)結(jié)果總結(jié)得出: 拉分盆地是斷層開始位錯時, 形成的大量拉張裂隙旋轉(zhuǎn)聯(lián)合的結(jié)果(見圖 1b)(Koide, 1977)。Aydin等人認(rèn)為盆地長度(斷裂重疊的大小)與盆地寬度(斷裂間隔的大小)呈現(xiàn)很好的線性關(guān)系, 比率系數(shù)大概為3(見圖1c)(Aydin et al., 1982)。Paul Mann等論證拉分盆地不是成核于雁列式的裂縫與里德爾剪切構(gòu)造中, 而是成核于釋放的斷層彎曲的傾斜斷層段, 先期形成的裂隙隨著走滑構(gòu)造的演化, 而逐漸發(fā)展成為舒緩的“Z”型, 或“S”型, 最后形成近似菱形的盆地構(gòu)造(見圖1d)(Mann et al., 1983)。

圖1 拉分盆地的構(gòu)造演化模式(據(jù)Quennell, 1958; Koide, 1977; Aydin et al., 1982; Mann et al., 1983修改)Fig.1 Evolution model of a pull-apart basin (modified after Quennell, 1958; Koide, 1977; Aydin et al., 1982; Mann et al., 1983)

Dooley等根據(jù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)提出, 控盆斷裂末端的位置分布狀況決定著拉分盆地發(fā)育形狀。按照形成拉分盆地的斷裂與控盆斷裂的交角 30°、90°、150°分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn), 得出3類形狀不同的近似菱形盆地;所有盆地中部是平坦的, 并且隨著盆地發(fā)育, 短邊斷層與控盆斷裂的相交部位呈現(xiàn)出顯著不對稱性(McClay et al., 1995; Dooley et al., 1997; McClay et al., 2001)。

拉分盆地消亡原因可能與盆地演化過程兩類斷層有關(guān): 一種是沿盆地邊緣的正斷層; 另一種是盆地內(nèi)部貫穿盆地發(fā)育的斷層(Zhang et al., 1989)。海原左旋走滑斷裂帶老龍灣拉分盆地, 最早形成于中新世中期。上新世早期盆地中北部發(fā)育左旋走滑斷層后, 老盆地逐漸消亡, 新拉分構(gòu)造出現(xiàn)(田勤儉, 1998)。

2 拉分盆地三維沉降模型的建立

前人工作側(cè)重于對拉分盆地演化過程中二維特征變化研究, 田勤儉曾根據(jù)物質(zhì)守恒定律與沉積深度估算了老龍灣拉分盆地的拉分量(田勤儉, 1998),本文改進(jìn)其公式并將其應(yīng)用于解釋和計算拉分盆地滑脫面深度。

首先假設(shè)地震發(fā)生之前, 拉分盆地的形成區(qū)域是平整的, 地震后形成了新的拉分構(gòu)造(見圖2)。拉分構(gòu)造范圍內(nèi)的淺層地塊在地震發(fā)生過程中出現(xiàn)滑動, 并有部分發(fā)震斷裂延伸至地表, 但更多未達(dá)地表只形成地下盲斷裂。

假設(shè)所有塊體的滑動都沿著同一滑脫面發(fā)生,并假設(shè)體積變化只發(fā)生在此滑脫面之上, 其下無體積變化。地震后, 地面沉降形成平面近菱形的盆地構(gòu)造。根據(jù)物質(zhì)守恒定律: 滑脫面之上淺層塊體的體積, 在地震前后保持不變。將這部分塊體歸一成規(guī)則多面體。基于以上的假設(shè)與理論, 則有:

圖2 地震前后拉分盆地的沉降模式圖, 假設(shè)所有塊體的滑動均沿同一滑脫面發(fā)生(據(jù)田勤儉, 1998修改)Fig.2 Landslide of the pull-apart basin between pre-event and post-event, with all the blocks supposed to slide along the same slope (modified after Tian, 1998)

其中ⅰ式中, L是地震之前發(fā)育拉分盆地范圍長度; L’是地震之后拉分盆地的長度, D是假設(shè)滑脫面的深度, H是一次地震事件沉降深度, W是拉分盆地的寬度, 地震前后變化很小, 可以忽略, 主控走滑斷層的平均錯斷是R, L’等于L與R加和(見圖2)。

于是得到滑脫面的深度D、拉分盆地長度L’、斷層水平平均錯斷R與拉分盆地沉降深度H之間關(guān)系的公式ⅱ:

3 后差分GPS數(shù)據(jù)的獲取與處理

后差分 DGPS(Differential Global Positioning System)測量技術(shù)被用來進(jìn)行地貌變化的監(jiān)測研究(Teatini et al., 2005)。

3.1 研究實(shí)例

富蘊(yùn)斷裂帶在新疆自治區(qū)阿勒泰市富蘊(yùn)、青河兩縣境內(nèi), 從北端富蘊(yùn)縣可可托海鄉(xiāng)開始, 沿著阿爾泰山山麓呈NNW向展布, 至青河縣薩爾托海鄉(xiāng)(二臺)烏倫古河(青格里河)南岸, 消失于阿爾曼特山中, 長度達(dá)180 km, 為北北西向展布的右旋走滑斷裂帶(新疆自治區(qū)地震局, 1985; 沈軍等, 2003; 張之武等, 2008)。1931年8月11日05時18分47秒, 沿富蘊(yùn)斷裂帶發(fā)生了M8.0級強(qiáng)烈地震, 震中位于46o44.5′N, 89o54.0′E, 震源深度為19 km(新疆自治區(qū)地震局, 1985)。

由于該地區(qū)的干旱氣候條件與較少人類活動影響和破壞, 1931年M8.0級富蘊(yùn)地震形成地表破裂帶的地貌特征, 經(jīng)過70多年后仍保存良好。小型的地震鼓包、地震凹槽、斷層陡坎、錯斷山脊、錯斷沖溝等一系列與走滑活動相關(guān)的構(gòu)造地貌特征, 在整個的地表破裂帶均有分布, 使其成為研究走滑類活動斷裂的天然實(shí)驗(yàn)室(新疆自治區(qū)地震局, 1985; 沈軍等, 2003; 張之武等, 2008)。

本文選取了發(fā)育于富蘊(yùn)斷裂帶第三段南亞段的小型拉分盆地作為研究對象, 該拉分盆地十分典型,并且微地貌清晰可辨, 大概位置為 46o46′N, 89o54′E(圖3)(張之武, 2009)。

3.2 拉分盆地等高線模型建立

借助后差分測量儀器——SOUTH北極星 9600及其配套軟件SOUTH GPS與SOUTH CASS7.0等研究手段, 我們獲取了該拉分盆地的等高線數(shù)據(jù)。等高線生成以后, 盆地重點(diǎn)區(qū)域的等高線在軟件中放大以突出細(xì)節(jié)(圖4)。

圖3 拉分盆地的野外照Fig.3 Photograph showing the pull-apart basin in the field

圖4 拉分盆地等高線模式Fig.4 Contour map of the pull-apart basin area

等高線數(shù)據(jù)在SOUTH CASS7.0軟件中進(jìn)行分析:①量取盆地的長度; ②根據(jù)盆地范圍內(nèi)標(biāo)有高程值的等高線, 通過計算盆地最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高程值差可求得盆地深度(根據(jù)等高線數(shù)據(jù)求取高程差值)。在軟件中得出盆地的長與深分別約是80 m和4 m。

獲得拉分盆地的長度、寬度和深度后, 即可應(yīng)用公式估算拉分盆地沉降量的大小。

4 討論

根據(jù)前人提出模式改進(jìn)的公式ⅱ中, 最關(guān)鍵的參數(shù)是走滑斷層錯斷量 R大小; 再根據(jù)地震前后盆地長度的關(guān)系(L’=L+R), 獲得地震之前盆地的長度;然后即可估算拉分盆地滑脫面的深度。上述公式是一個理想模式, 如應(yīng)用到本文中的實(shí)例中需做如下說明與討論:

首先, 文中提到的拉分盆地非常年輕, 內(nèi)部幾乎沒有沉積和剝蝕現(xiàn)象存在。走滑斷裂帶中, 較大規(guī)模的地震均會產(chǎn)生錯斷, 并且錯斷會隨著走滑斷層發(fā)育的歷史而累積(Sylvester, 1988)。因此, 利用盆地周圍斷裂的水平或是垂直錯斷位移累積, 與該斷裂帶古歷史事件錯斷平均量比較, 可估算其形成年齡。

野外工作時, 發(fā)現(xiàn)盆地里有保存非常好的錯斷沖溝, 水平右旋錯位為7±1.5 m(張之武等, 2008; 張之武, 2009)。根據(jù)富蘊(yùn)斷裂帶1931年大地震平均8 m的水平錯斷距離, 推測該拉分盆地是最新一次地震的產(chǎn)物(新疆自治區(qū)地震局, 1985)。綜上所述, 該拉分盆地是最近一次大地震形成的產(chǎn)物, R取值應(yīng)該為7～8 m。

其次, 解釋模式的提出建立在一系列假設(shè)上,因此估算結(jié)果要考慮到以下因素的影響: 變形區(qū)域地勢起伏不平, 是第四紀(jì)冰川作用形成的冰水扇地貌(見圖3)。此外, 發(fā)生滑脫的塊體為不規(guī)則的多面體; 盆地中多間套更小規(guī)模的拉分構(gòu)造, 出現(xiàn)不均一的多個沉降中心, 盆地中沉降并不均勻(見圖 3);地貌的沉積和剝蝕等也應(yīng)為產(chǎn)生誤差因素。

5 結(jié)論

利用 DGPS技術(shù)手段結(jié)合野外實(shí)地考察資料,對發(fā)育于富蘊(yùn)斷裂的小型拉分盆地作初步研究后得到如下結(jié)論:

1)該拉分盆地是最近大地震形成的產(chǎn)物。

2)根據(jù)公式ⅱ中估算該拉分盆地滑脫面深度大約為40 m。但由于計算公式是建立在系列假設(shè)之上,因此該深度為估算值。

3)文中模式較好地解釋了走滑斷裂的構(gòu)造中,拉分盆地的形成是由水平拉伸導(dǎo)致了垂直沉降。本文結(jié)果說明, 富蘊(yùn)走滑斷裂帶上7～8 m的水平錯斷,致使斷裂帶階步的塊體沿著大約 40 m深度的滑脫面發(fā)生滑脫變形, 形成了平均將近 4 m的沉降, 形成了拉分盆地。

根據(jù)野外的工作, 拉分盆地的沉降大小似乎與分段斷裂強(qiáng)度之間存在一定的關(guān)聯(lián), 相應(yīng)的滑脫面的深度也應(yīng)該與斷裂強(qiáng)度有關(guān)聯(lián); 并且隨著走滑斷層的發(fā)育, 拉分盆地生長, 其滑脫面深度是否繼續(xù)往下延伸等進(jìn)一步探討拉分盆地三維演化特征的問題有待于以后繼續(xù)開展研究。

致謝: 感謝匿名審稿人對文章的改進(jìn)和指正。感謝鄭國東研究員、田勤儉研究員、張效亮工程師的有益討論, 以及王迎久師傅在野外工作中的幫助。

陳社發(fā), 鄧起東.1985.現(xiàn)代地殼運(yùn)動研究[M].北京: 地震出版社: 98-106.

丁曉, 沈揚(yáng), 徐漢林.1995.中國南方走滑拉分盆地遙感構(gòu)造解析[J].南方油氣地質(zhì), 1(2): 15-22.

姜波, 徐嘉煒.1989.一個中生代的拉分盆地——寧蕪盆地的形成與演化[J].地質(zhì)科學(xué), 4: 314-322.

強(qiáng)祖基, 胡思頤, 胡海燕.1982.郯廬深斷裂帶的構(gòu)造及演化特征[C]//構(gòu)造地質(zhì)論叢編輯部.構(gòu)造地質(zhì)論叢.北京: 地質(zhì)出版社: 94-96.

沈軍, 李盈甄, 汪一鵬, 宋方敏.2003.阿爾泰山活動斷裂[J].地學(xué)前緣, 10(特刊): 132-141.

田勤儉.1998.老龍灣拉分盆地演化與海原斷裂帶走滑活動[D].北京: 中國地震局地質(zhì)所: 1-111.

王義天, 李繼亮.1999.走滑斷層作用的相關(guān)構(gòu)造[J].地質(zhì)科技情報, 18(3): 30-34.

新疆自治區(qū)地震局.1985.富蘊(yùn)地震斷裂帶[M].北京: 地震出版社: 1-201.

楊金中, 趙玉靈, 沈遠(yuǎn)超, 曾慶棟, 李光明.1999.膠萊盆地與金礦形成[J].黃金, 20(9): 1-6.

張之武.2009.新疆阿爾泰山富蘊(yùn)斷裂帶幾何學(xué)與地貌學(xué)特征研究[D].北京: 中國科學(xué)院青藏高原研究所: 1-64.

張之武, 付碧宏, 粟田泰夫.2008.新疆阿爾泰山南部富蘊(yùn)右旋走滑斷裂帶晚第四紀(jì)錯斷水系的遙感分析研究[J].第四紀(jì)研究, 28(2): 273-279.

周永勝, 李建國, 王繩祖.2003.用物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M研究走滑斷裂和拉分盆地[J].地質(zhì)力學(xué)學(xué)報, 9(1): 1-13

朱志澄, 韋必則, 張旺生.1999.構(gòu)造地質(zhì)學(xué)[M].武漢: 中國地質(zhì)大學(xué)出版社: 195-197.

References:

AYDIN A, NUR A.1982.Evolution of pull-apart basins and their scale independence[J].Tectonics, 1(1): 91-105.

BURCHFIEL B C, STEWART J H.1966.“Pull-Apart” origon of the central segment of Death Valley, California[J].Geology Society of America Bulletin, 77: 439-442.

CHEN She-fa, DENG Qi-dong.1985.The evolution and structure assemblages of pull-apart basin in Southwest Huashan fault.Study on Modern Crustal Movement[M].Beijing: Earthquake Press: 98-106(in Chinese with English abstract).

DING Xiao, SHEN Yang, XU Han-lin.1995.The research of the striking pull-apart basin in South China by remote sensing[J].Southern Petroleum Geology, 1(2): 15-22(in Chinese with English abstract).

DOOLEY T, MCCLAY K.1997.Analogue modeling of pull-apart basins[J].The American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 81(11): 1804-1826.

FU Bi-hong, AWATA Y, DU Jian-guo, TADASHI M, GUO Jian-ming.2005.Complex geometry and segmentation of the surface rupture associated with the 14 November 2001 great Kunlun earthquake, North Tibetan, China[J].Tectonophysics, 407(1-2): 43-63.

JIANG Bo, XU Jia-wei.1989.The formation and evolution of Ningwu basin——pull-apart basin formatted in Mesozoic[J].Scientia Geologica Sinica, 4: 314-322(in Chinese with English abstract).

KOIDE H, BHATTACHARJI S.1971.Geometric patterns of active strike-slip faults and their significance as indicators for areas of energy release[M].Energetics of Geological Processes.New York: Springer Verlag: 3465-3478.

MANN, WANG Yi-peng, HEMPTON M, BRADLY D.1983.Development of pull-apart basins[J].The Journal of Geology, 91: 529-544.

MCCLAY K, BONORA M.2001.Analog modles of the restraining stepovers in the strike-slip fault systems[J].AAPG Bulletin, 85(2): 233-260.

MCCLAY K, DOOLEY T.1995.Analogue models of pull-apart basins[J].Geology, 23(8): 711-714.

QIANG Zu-ji, HU Si-yi, HU Hai-yan.1982.The structure and evolution features of the Tanlu Fault[C]//Editorial Staff of Structural Geology Forum.Structural Geology Forum.Beijing: Geological Publishing House: 94-96(in Chinese with English abstract).

QUENNELL A M.1958.The structural and Geomorphic evolution of the Dead Sea Rift[J].Quat.Jour.Geol.Soc., 114: 2-24.

SHEN Jun, LI Ying-zhen, WANG Yi-peng, SONG Fang-min.2003.The active faults in Altay Mountains[J].Earth Science Frontiers, 10(Suppl): 132-141(in Chinese with English abstract).

SYLVESTER A G.1988.Strike-slip fault[J].Geology Society of America Bulletin, 100: 1666-1703.

TIAN Qin-jian.1998.Evolution of the Laolongwan pull-apart basin and strike-slipping of the Haiyuan Fault Zone[D].Beijing: Institute of Geology, China Earthquake Administration: 1-111(in Chinese with English abstract).

TEATINIA P, TOSIB L, STROZZIC T, CARBOGNINB L, RIZZETTOB F.2005.Mapping regional land displacements in the Venice coastland by an integrated monitoring system[J].Remote Sensing of Environ-ment.98(4):403-413.

WANG Yi-tian, LI Ji-liang.1999.The relation structures about the strike-slip fault[J].Geological Science and Technology Information, 18(3): 30-34(in Chinese with English abstract).

Xinjiang Seismological Bureau.1985.Fuyun Earthquake Fault Zone in Xinjiang, China[M].Beijing: Earthquake Press: 1-201(in Chinese).

YANG Jin-zhong, ZHAO Yu-ling, SHEN Yuan-chao, ZENG Qing-dong, LI Guang-ming.1999.The formation of the gold ore and the Jiaolai Basin[J].Gold, 20(9): 1-6(in Chinese with English abstract).

ZHANG Pei-zhen, BURCHFIEL B C, CHEN She-fa, DENG Qi-dong.1989.Extinction of pull-apart basin[J].Geology, 17: 814-817.

ZHANG Zhi-wu.2009.Geometric and geomorphologic features of the Fuyun Fault Zone in the Altay Mountains, Xinjiang, China[D].Beijing: Institute of Tibetan Plateau: 1-64(in Chinese with English abstract).

ZHANG Zhi-wu, FU Bi-hong, AWATA Y.2008.Late Quaternary systematic stream offsets along the Fuyun right lateral strike-slip fault, Altay Mountains, China[J].Quaternary Science, 28(2): 273-279(in Chinese with English abstract).

ZHOU Yong-sheng, LI Jian-guo, WANG Sheng-zu.2003.The study of the strike slip fault and pull-apart basin by the Physics Simulation[J].Journal of Geomechanics, 9(1): 1-13(in Chinese with English abstract).

ZHU Zhi-cheng, WEI Bi-ze, ZHANG Wang-sheng.1999.Structure Geology[M].Wuhan: China University of Geosciences Press: 195-197(in Chinese).

深部找礦利器出爐 填補(bǔ)國產(chǎn)多功能電法儀空白——實(shí)用化大功率多功能電法儀穩(wěn)定通過八小時連續(xù)測試

中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所在大功率多功能電法儀研制上取得的重大突破?！按蠊β识喙δ茈姺▋x實(shí)用化系統(tǒng)指標(biāo)測評會議”近日在重慶成功舉辦。

測評專家小組對大功率多功能電法儀的發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)和大功率供電系統(tǒng)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了系統(tǒng)、嚴(yán)格的測試, 并對整體測量系統(tǒng)進(jìn)行了連續(xù)八小時的穩(wěn)定性測試。經(jīng)測試, 在聯(lián)機(jī)模式下可實(shí)現(xiàn)可控源音頻大地電磁法(CSAMT)、譜激電法(SIP)和時域激電法(TDIP)等測量功能; 接收機(jī)單獨(dú)工作情況下可實(shí)現(xiàn)天然場音頻大地電磁法(AMT)功能。大功率多功能電法儀穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)了發(fā)射功率30千瓦的目標(biāo), 各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求。

測試結(jié)果表明, 大功率多功能電法儀實(shí)用化系統(tǒng)研制項(xiàng)目全面完成了目標(biāo)任務(wù), 系統(tǒng)性能總體上達(dá)到了國際先進(jìn)水平。該系統(tǒng)的研制成功, 填補(bǔ)了我國深部找礦多功能電法測量技術(shù)的空白, 為我國深部找礦提供了急需的儀器設(shè)備和技術(shù)。

目前我國在地質(zhì)勘探工作中, 特別是在深部找礦工作領(lǐng)域, 已進(jìn)入關(guān)鍵時期。深部找礦工作迫切需要一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的符合我國國情的儀器設(shè)備。大功率多功能電法儀的研制成功和實(shí)用化, 不但對增強(qiáng)我國電法儀器研究的技術(shù)創(chuàng)新, 促進(jìn)深部資源勘查的突破具有重要意義, 而且對推動地質(zhì)裝備勘查技術(shù)國產(chǎn)化, 打破地質(zhì)裝備長期依賴進(jìn)口的局面有重要意義。

本刊編輯部 采編

Three-Dimensional Evolution Features of the Pull-Apart Basin: A Case Study of Fuyun Fault

ZHANG Zhi-wu1), FU Bi-hong2), Yasuo Awata3), ZHOU Shang-guo1)
1) Institute of Mineral Resources Research, China Metallurgical Geology Bureau, Beijing 100025;
2) Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029;
3) Geological Survey of Japan, National Institute of Advanced Industrial Technology, Tsukuba, Japan 305-8567

The pull-apart basin formed around the steps of the strike-slip fault refers to a low terrain area due to tensile force from the fault.The study of pull-apart basins especially the ones occurring along the large-scale strike-slip faults not only plays an important role in the research on strike-slip fault’s expansion and segmentation but also has some significance in the prediction of impending earthquake along the fault.Besides, these basins usually provide space for the migration, accumulation and production of oil, gas and mineral resources.The authors summarized the geometric and geomorphologic features of the evolution of the pull-apart basin based on previous research results, and chose a small pull-apart basin along the Fuyun fault to study its geometric and geomorphologic characteristics.Based on the survey using the differential global positioning system (DGPS) measurement instruments——SOUTH 9600 Polaris and data processing using SOUTH GPS and SOUTH CASS7.0 software, the authors constructed the contour pattern of the basin.Then, according to the model which explains the offsetting and sinking change of the pull-apart basin before and after the earthquake, the authors calculated the depth of its detachment, which turns out to be about 40 m below the surface.On such a basis, the relationship between the pull-apart’s horizon offset and vertical sinking is concluded, and the three-dimensional evolution features of the pull-apart basin are deduced.

P542.3; P551

A

10.3975/cagsb.2011.02.15

本文由中國冶金地質(zhì)總局風(fēng)險勘查項(xiàng)目“西天山成礦規(guī)律研究”(編號: FX【2009】-02)資助。

2010-11-11; 改回日期: 2010-12-31。責(zé)任編輯: 閆立娟。

張之武, 男, 1982年生。助理工程師。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專業(yè), 從事新構(gòu)造與礦田構(gòu)造相關(guān)工作。E-mail: zhangzhiwu@cmgb.cn。