庫車坳陷東部秋里塔格背斜帶的活動斷層及其形成機制

李勝強　張　玲　楊曉平*　黃偉亮　黃雄南　楊海波

1)中國地震局地質(zhì)研究所， 活動構(gòu)造與火山重點實驗室， 北京　100029 2)河北省地震局， 石家莊　050021 3)長安大學(xué)， 西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點實驗室， 西安　710064

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庫車坳陷東部秋里塔格背斜帶的活動斷層及其形成機制

李勝強1，2)張玲1)楊曉平1)*黃偉亮1，3)黃雄南1)楊海波1)

1)中國地震局地質(zhì)研究所， 活動構(gòu)造與火山重點實驗室， 北京100029 2)河北省地震局， 石家莊050021 3)長安大學(xué)， 西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點實驗室， 西安710064

在詳細調(diào)查鹽水溝以東秋里塔格背斜帶地質(zhì)、 地貌特征的基礎(chǔ)上， 結(jié)合地震反射剖面揭示的深部構(gòu)造形態(tài)， 討論了背斜區(qū)地表斷層的分布特征、 活動性及形成機制。鹽水溝以東的秋里塔格背斜帶包括庫車塔吾背斜和東秋里塔格背斜。庫車塔吾背斜核部斷層是發(fā)育于古近系鹽膏層中的滑脫斷層向地表的延伸， 在晚更新世仍持續(xù)活動。庫車塔吾背斜北翼斷層為受局部擠壓應(yīng)力控制而產(chǎn)生的褶皺調(diào)節(jié)斷層， 發(fā)育于北翼山前活動樞紐內(nèi)， 成組近平行出現(xiàn)， 走向上展布不連續(xù)； 探槽開挖結(jié)果表明， 該斷層全新世有過斷錯地表的古地震事件。發(fā)育于東秋里塔格背斜南翼靠近核部的博斯坦斷層為較大規(guī)模的低傾角逆沖斷層， 向下可能與控制表層背斜生長的斷坡相連。東秋里塔格背斜南翼斷層是發(fā)育于斷展褶皺陡傾前翼的剪切逆沖斷層， 亦平行成組出現(xiàn)， 斷續(xù)分布， 在哥庫洛克一帶斷層錯斷了全新世洪積扇。活動褶皺及其褶皺相關(guān)斷層均為深部斷層滑動經(jīng)過復(fù)雜的褶皺變形傳播到近地表的表現(xiàn)， 是深部斷層活動的指示構(gòu)造。褶皺調(diào)節(jié)斷層僅是褶皺過程中產(chǎn)生的局部變形， 與控制褶皺生長的深部斷層僅存在間接的關(guān)系。此類斷層的滑動位移、 速率等不代表深部控制背斜生長斷層的運動學(xué)參數(shù)， 但這些次級斷層部分記錄了活動褶皺區(qū)的古地震事件。

活動斷層褶皺調(diào)節(jié)斷層逆斷裂-褶皺帶東秋里塔格背斜庫車坳陷

0　引言

天山是擠壓構(gòu)造環(huán)境顯著的新生代復(fù)活造山帶， 其構(gòu)造活動是大陸內(nèi)部對印度板塊與歐亞板塊碰撞及其持續(xù)向N推擠作用的遠程構(gòu)造響應(yīng)(Molnaretal.， 1975； Tapponnieretal.， 1979； Luetal.， 1994)。伴隨著天山的晚新生代造山隆起， 天山南、 北山前及山間發(fā)育了多個沉降盆地； 盆地內(nèi)中、 新生代地層中廣泛發(fā)育薄皮構(gòu)造， 表現(xiàn)為多排逆斷裂-褶皺帶(張培震等， 1996； 鄧起東等， 2000； 楊曉平等， 2008)。這些褶皺的演化受控于深部滑脫面、 逆斷裂的形態(tài)及滑動量的變化， 形成了斷展褶皺、 斷彎褶皺、 滑脫褶皺及多種組合類型(盧華復(fù)等， 2003； 李本亮等， 2010)。逆斷裂相關(guān)褶皺理論在南天山庫車坳陷的油氣勘探中發(fā)揮了重要的指導(dǎo)作用， 同時油氣勘探工作獲得的大量深部資料也極大地推動了庫車地區(qū)的盆山構(gòu)造和逆斷裂-褶皺體系的研究(賈承造， 1997； 盧華復(fù)等， 2003； 賈承造等，2004； Heetal.， 2005)。眾多學(xué)者在該地區(qū)開展了大量的研究工作， 對于庫車坳陷的沉積特征、 褶皺的形成機制和變形時間等有了新的認識(汪新等， 2002； Hangetal.， 2006， 2010； Hubert-Ferrarietal.， 2007； Wangetal.， 2011)。近年來， 我們對庫車坳陷東部的秋里塔格背斜帶開展了活動構(gòu)造填圖， 發(fā)現(xiàn)多處出露地表、 分布在褶皺不同部位的活動斷層。這些活動褶皺中不連續(xù)分布的活動斷層可能僅是 “褶皺調(diào)節(jié)斷層”， 其活動參數(shù)在地震危險性評價等領(lǐng)域中的應(yīng)用值得進一步討論。

彎滑褶皺作用中因地層順層滑動而形成的次級斷層稱為彎滑斷層(flexural-slip fault)， 褶皺彎曲變形過程中由凸面拉張作用或凹面擠壓作用控制的次級斷層統(tǒng)稱為彎矩斷層(bending-moment fault)(Yeats， 1986； Burbanketal.， 2011)。Mitra(2002)提出了 “褶皺調(diào)節(jié)斷層”(fold-accommodation fault)的概念， 國內(nèi)文獻多譯作褶皺相關(guān)斷層(鄔光輝等， 2007； 鄧洪菱等， 2009； 張長厚等， 2012)， 用以特指在褶皺變形過程中為調(diào)節(jié)褶皺不同部位的變形差異和適應(yīng)地層空間變化而產(chǎn)生的次級斷層； 并重點關(guān)注了4大類平行于褶皺展布方向的擠壓性次級斷層： 即背離向斜和指向背斜的逆沖斷層、 楔入逆沖斷層、 前翼和后翼逆沖斷層、 反沖斷層。這些次級斷層從屬于褶皺構(gòu)造， 褶皺的總體形態(tài)并沒有因為這些斷層的存在而發(fā)生較大改變。近年來， 對褶皺調(diào)節(jié)斷層有了更多的理論研究和研究實例， 從斷層展布、 發(fā)育的構(gòu)造部位和位移量等方面總結(jié)出了褶皺調(diào)節(jié)斷層的特征(Wrede， 2005； 鄔光輝等， 2007； 鄧洪菱等， 2009； 張長厚等， 2012； 鄧洪旦等， 2012； Dengetal.， 2013)。

國內(nèi)外發(fā)生在擠壓構(gòu)造區(qū)的地震震例表明， 褶皺地震可以形成多種類型的地表破裂。1980年阿爾及利亞阿斯南MS7.3地震產(chǎn)生了主逆斷層、 反沖斷層、 彎滑斷層和彎矩正斷層等多種破裂樣式(Philipetal.， 1983)。近年來國內(nèi)的研究中， 在西南天山明堯勒背斜發(fā)現(xiàn)了活動彎滑斷層和彎矩逆斷層(李濤， 2012； 楊曉東等， 2014； Lietal.， 2015)； 在焉耆盆地北緣哈爾莫敦背斜區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了活動彎矩正斷層和反沖斷層(李安等， 2011)。Yeats(1986)認為， 已知的活動彎滑斷層和彎矩斷層都與地震有關(guān)， 沒有發(fā)現(xiàn)蠕滑形成這些斷層的實例。這些次級斷層的規(guī)模有限， 可能是褶皺地震的同震破裂。因此， 查明活動褶皺區(qū)地表斷層的地質(zhì)、 地貌特征和構(gòu)造背景， 對認識褶皺區(qū)的發(fā)震構(gòu)造及地震危險性有重要意義。

1　庫車坳陷東部秋里塔格背斜帶的地質(zhì)概況

1.1地質(zhì)概況

秋里塔格背斜帶是庫車坳陷南部最長的變形帶， 本文作者僅研究了鹽水溝以東部分； 東段稱為東秋里塔格背斜， 西段稱為庫車塔吾背斜(圖1)。

1.2庫車塔吾背斜的地表特征

1.3東秋里塔格背斜的地表特征

東秋里塔格背斜西與庫車塔吾背斜在庫車河?xùn)|相接， 至二八臺河附近消失， 長約65km(圖1)。背斜形態(tài)不對稱， 總體上南翼陡立， 北翼寬緩。博斯坦河近垂直穿過該背斜中段， B—B′為沿博斯坦河的地質(zhì)剖面(圖2b)。吉迪克組基本對稱出露于背斜核部， 核部巖層近水平， 構(gòu)成1個箱狀背斜， 兩翼依次出露康村組、 庫車組和西域組。背斜北翼地層傾角經(jīng)褶皺軸面由N傾22°左右迅速變陡至60°左右， 在博斯坦河T2階地面發(fā)育了高9.8m的褶皺陡坎(盧華復(fù)等， 2002)。背斜核部以南1.5km處發(fā)育較大規(guī)模的低角度逆沖斷層F3， 稱為博斯坦斷層； 斷層附近地層近直立， 局部發(fā)生倒轉(zhuǎn)。在背斜南翼山前存在1個寬緩的樞紐， 使南翼地層在400m的范圍內(nèi)由S傾12°左右變陡為S傾80°左右。在樞紐北側(cè)的陡傾地層中發(fā)育多支N傾的逆沖斷層F4， 統(tǒng)稱為東秋里塔格背斜南翼斷層。

圖2　庫車塔吾背斜和東秋里塔格背斜的地質(zhì)剖面Fig. 2　Geological profiles of Kuchetawu anticline and east Quilitage anticline.A—A′ 庫車塔吾背斜沿庫車河地質(zhì)剖面； B—B′ 東秋里塔格背斜沿博斯坦河地質(zhì)剖面； C—C′ 東秋里塔格背斜沿哥庫洛克溝地質(zhì)剖面。N1j(中新統(tǒng)吉迪克組)： 紫紅色砂巖、 泥質(zhì)粉砂巖夾淺綠色泥巖， 含石膏層； N1k(中新統(tǒng)康村組)： 棕黃色砂巖、 泥質(zhì)粉砂巖； N2k(上新統(tǒng)庫車組)： 灰白色、 淺黃色厚層泥巖、 砂巖及粉砂巖； x(下更新統(tǒng)西域組)： 巨厚層灰色礫巖夾砂巖、 泥巖； —Qh： 中更新世—全新世砂礫石堆積， 圖面所限未細分。剖面位置見圖1； 巖層及斷層傾向近S或N， 圖中僅標注傾角

2　背斜帶內(nèi)的斷層及活動性

前已述及， 背斜區(qū)內(nèi)出露地表的斷層有： 庫車塔吾斷層(F1)、 庫車塔吾背斜北翼斷層(F2)、 博斯坦斷層(F3)和東秋里塔格背斜南翼斷層(F4)(圖1)。下面詳述各條斷層的地質(zhì)、 地貌特征及活動性。

2.1庫車塔吾斷層(F1)

圖3　鹽水溝西岸庫車塔吾斷裂剖面(鄧起東等， 2000)Fig. 3　Geological profile of Kuchetawu Fault along the west bank of Yanshuigou River(after DENG Qi￣dong et al.， 2000).

庫車塔吾斷層發(fā)育于同名背斜核部附近， 在侵蝕作用和斷層作用下形成近EW向的槽谷地貌(圖1)。在庫車河沿岸， 庫車塔吾斷層發(fā)育于中新統(tǒng)中， 斷層向S陡傾， 上盤的南翼吉迪克組逆沖至北翼的康村組之上(圖2， A—A′剖面)。在鹽水溝西岸(圖3)， 河谷T2階地堆積物為1套不整合覆蓋于陡立的中新統(tǒng)棕黃色泥巖、 砂巖之上的晚更新世灰黑色砂礫石層， 砂礫石層中細砂層的TL年齡為(25.1±1.9)ka。在該剖面見有3支斷層： 北支斷層f1順層發(fā)育， 斷層產(chǎn)狀280°∠70°， 斷層傾向斷距約2m； 斷層f2為寬3～4m的斷層破碎帶， 可能被晚更新世砂礫石層所覆蓋， 砂礫石層未見明顯斷錯； 南支斷層f3傾向SE， 傾角 35°左右， 明顯錯斷了晚更新世砂礫石層， 砂礫石層底面垂向斷距約2.5m(鄧起東等， 2000)。

2.2庫車塔吾背斜北翼斷層(F2)

在康村西5.5km的庫車塔吾背斜北翼山前洪積扇上保存有斷續(xù)延伸長約1.5km， 近EW向展布的斷層陡坎， 陡坎坡向N(圖4a， b)。東段斷層陡坎發(fā)育在中更新世砂礫石山丘北側(cè)的洪積扇Fan2上， 長約800m， 高約0.8m。西段斷層陡坎發(fā)育在拔河高度1.5～2.0m的全新世沖洪積扇Fan1上， EW長約600m， 高0.5～0.8m(圖4d)。在圖4e剖面上， 半膠結(jié)的中更新世砂礫石層不整合覆蓋于陡傾的上新統(tǒng)庫車組砂泥巖之上。中更新世砂礫石層中發(fā)育多支傾向S、 近平行產(chǎn)出的逆沖斷層， 傾角20°左右。這些斷層向下延伸至庫車組泥巖中， 單支斷層斷距10～50cm。庫車河以西1.5km的背斜北翼山前地層受到EW向流水的較強侵蝕， 展現(xiàn)了山前活動樞紐的形態(tài)(圖4g； 位置見圖1)： 樞紐北側(cè)庫車組地層N傾18°， 樞紐內(nèi)測得1處地層傾角為N傾48°； 樞紐南側(cè)地層N傾65°。據(jù)此我們對圖4e剖面處的淺表巖層產(chǎn)狀進行了合理的推測， 如圖4f。

圖5　庫車塔吾背斜北翼斷層(F2)康村西探槽剖面Fig. 5　The trench profile on the north limb fault in Kuchetawu anticline.U1 灰褐色粗砂礫石夾中細砂透鏡體； U2 灰紅色-灰棕色粗砂礫石層， 靠斷層處被褶皺變形， 在斷層的下盤近水平產(chǎn)出； U3 灰褐色粗砂細礫石層， 礫石直徑一般為0.5～1.5cm， 大礫石直徑10cm左右； U4 灰紅色-灰棕色粗砂礫石層， 在斷層的上盤被彎曲變形， 斷層帶內(nèi)揉皺變形； U5 灰紅色黏土質(zhì)粉細砂； U6 灰紅色粗砂細礫石層， 礫石直徑一般為0.5cm， 大礫石直徑5cm左右； U7 灰紅色細砂夾細礫石層； U8 灰褐色粗砂—礫石層； U9 斷層帶內(nèi)礫石定向排列的礫石堆積； W1 推覆楔，由粉質(zhì)黏土夾小礫石組成； S1 角度不整合面

圖6　博斯坦斷層(F3)鳥瞰圖、 照片及地質(zhì)剖面圖Fig. 6　Bird view， photo and geological profile of Bostan Fault(F3).a中未標注第四紀地層； 3D視圖來源于Google Earth

2.3博斯坦斷層(F3)

東秋里塔格背斜核部以南1.5km處， 博斯坦斷層出露長約13km， 為EW向展布的逆沖斷層， 該斷層大致以博斯坦河為中心往E、 W方向各延伸6～7km(圖1)。在博斯坦河兩岸的陡壁上均可見到該斷層的露頭(圖6b)： 斷層傾向N， 傾角約15°； 上盤康村組地層發(fā)生倒轉(zhuǎn)， N傾約75°； 下盤庫車組地層近直立。在博斯坦河?xùn)|岸的鳥瞰圖(圖6a)上可清晰地看到斷層北側(cè)康村組棕黃色砂泥巖向S逆沖至南側(cè)的庫車組灰白色、 淺黃色厚層泥巖之上。博斯坦河?xùn)|岸斷續(xù)分布有2級階地， 低階地拔河高度8～10m， 高階地拔河高度35m左右。博斯坦斷層南北兩側(cè)河流階地拔河高度未見明顯落差， 其中高階地堆積物中炭屑的測試年齡>43.5ka。因此， 博斯坦斷層晚第四紀以來的活動強度較弱或不活動。

2.4東秋里塔格背斜南翼斷層(F4)

東秋里塔格背斜南翼斷層(F4)從博斯坦河河口附近至迪那氣田西側(cè)斷續(xù)分布(圖1)。斷層在不同區(qū)段的構(gòu)造特征、 地貌表現(xiàn)及位錯量有較大差異， 下面分段詳述。

2.4.1博斯坦河河口斷層段(F4-1)

在博斯坦河河口西岸的沖溝內(nèi)向W觀察， 見有2支N傾的逆沖斷層發(fā)育于陡傾的上新統(tǒng)庫車組泥巖中； 2支斷層均錯斷了由晚更新世砂礫石組成的T2階地堆積物(圖7a)。北支斷層傾角約26°， 造成T2階地砂礫石層底面垂直斷距約25m。南支斷層傾角略陡， 造成T2階地砂礫石層底面垂直斷距約5m。沿斷層向E觀察， 可見一系列庫車組逆沖到階地礫石層上的剖面(圖7b)。博斯坦河河口寬約450m， 斷層經(jīng)過處南北兩側(cè)河床在不同時間獲取的影像上均有明顯的差異。圖7c為Google Earth 2004年9月4日的衛(wèi)星影像， 斷層北側(cè)河床內(nèi)的漫灘堆積物中析出鹽堿而色調(diào)發(fā)白， 南側(cè)則呈淡磚紅色。

圖7　博斯坦河河口斷層(F4-1)照片、 剖面圖及影像特征Fig. 7　Photos， geological profile and remote sensing of fault F4-1， near the estuary of Bostan River.c為Google Earth 2004年9月4日影像

圖8　哥庫洛克斷層段的地貌特征及地質(zhì)剖面Fig. 8　The geomorphology and geological profile of Gekuluoke Fault.b圖的圖例及標注含義同圖4b、 圖7c

2.4.2哥庫洛克斷層段(F4-2)

在東秋里塔格背斜山南麓的哥庫洛克一帶， 半膠結(jié)的中更新世砂礫石層不整合覆蓋于庫車組泥巖之上， 逆沖斷層使得中更新世砂礫石層逆沖到中-晚更新世砂礫石層之上(圖8b)， 在地表形成高度不等的斷層陡坎。在較老的洪積扇面Fan2上， 高陡坎高度約1.5m(圖8e)， 在現(xiàn)今洪積扇面Fan1上的斷層陡坎高度僅為0.5m(圖8d)。

圖9　東秋里塔格背斜南翼哥庫洛克斷層探槽Fig. 9　The trench profile on Gekuluoke Fault， south limb of eastern Qiulitage anticline.U1 灰褐色粗砂礫石層， 不整合于S2不整合面上， 礫石直徑一般為1cm左右， 大礫石直徑一般為10～20cm； U2 灰褐色粗砂—細礫石層， 夾有5cm厚的粗砂透鏡體， 礫石直徑一般為0.5cm， 大礫石直徑為10cm左右； U3 礫石層， 礫石直徑一般為1～2cm， 大礫石直徑為25cm左右； U4 褐色細礫石層， 層理清晰； U5 灰褐色細礫石層， 礫石直徑一般為0.5cm， 大礫石直徑8～15cm； U6 灰褐色細礫石層； U7 磚紅色、 灰褐色細礫石層， 礫石直徑0.5～1.0cm， 大礫石直徑8～15cm； W1 崩積楔，灰褐色粗砂細礫石堆積， 無層理， 下部含粉土透鏡體

圖10　庫車塔吾背斜沿庫車河地震反射剖面解釋(據(jù)汪新等， 2002； He et al.， 2005修改)和背斜北翼斷層成因模型(張玲等， 2015)Fig. 10　Interpretation of seismic cross section across the Kuqa River(adapted after WANG Xin et al.， 2002 and He et al.， 2005)and model for faults in the north limb of Kuchetawu anticline(after ZHANG Ling et al.， 2015).

3　活動斷層的形成機制

鹽水溝以東的秋里塔格背斜帶深部有2個主要的滑脫層： 上部滑脫層位于古新世—中新世(庫姆格列木群(E1-2k)、 蘇維依組(E3s)、 吉迪克組(N1j))的含膏鹽地層中； 下滑脫層位于侏羅紀含煤地層及泥巖地層中。這2個滑脫層通過斷坡相連， 形成了深部的斷彎褶皺(盧華復(fù)等， 2002； Hubert-Ferrarietal.， 2007； Wangetal.， 2011)(圖10a； 11a， b)。地表背斜是疊加于深部斷彎褶皺之上的復(fù)雜滑脫褶皺或斷展褶皺， 褶皺的形態(tài)受到深部斷層的控制， 庫車塔吾背斜和東秋里塔格背斜雖位于同一排褶皺帶上， 但其構(gòu)造樣式也有明顯的差別， 即使在同一背斜的不同地段也呈現(xiàn)不同的構(gòu)造樣式。相應(yīng)地， 地表活動斷層的成因也不盡相同。

3.1庫車塔吾背斜北翼活動斷層的形成機制

地震反射剖面揭示庫車塔吾背斜深部為1個斷層轉(zhuǎn)折褶皺， 并在背斜南翼發(fā)生被動頂板反向沖斷層， 淺部由于前翼的阻抗較強， 發(fā)生滑脫， 整體上是1個斷層滑脫—轉(zhuǎn)折疊加褶皺(汪新等， 2002)(圖10a)。庫車塔吾背斜南翼以膝折帶遷移方式褶皺變形， 在地表發(fā)育褶皺陡坎(盧華復(fù)， 2002)。庫車塔吾背斜北翼有類似的變形機制， 除發(fā)育褶皺陡坎外， 在樞紐內(nèi)發(fā)育和褶皺陡坎相伴生的低角度、 成組大致平行產(chǎn)出的逆沖斷層。根據(jù)康村西南的斷層構(gòu)造特征及地震反射剖面揭示的深部構(gòu)造特征， 將庫車塔吾背斜北翼斷層的形成機制概括為如下模型(張玲等， 2015)(圖10b)： 緩傾翼地層經(jīng)活動樞紐急劇變陡的過程中， 地層空間逐漸緊閉， 產(chǎn)生調(diào)節(jié)局部擠壓應(yīng)力的次級逆斷層， 按照Mitra(2002)的分類可將其稱為伸出向斜的逆沖斷層。地震反射剖面反映出背斜北翼未見該斷層， 這些次級斷層往下延伸不深， 可能終止于樞紐附近， 不與深部的滑脫斷層相連。這與吳傳勇等(2006)認為的反沖斷層的形成機制不同。庫車塔吾背斜南翼和東秋里塔格背斜北翼同樣存在活動樞紐， 僅發(fā)育活動褶皺陡坎(盧華復(fù)等， 2002)而未發(fā)育褶皺調(diào)節(jié)斷層。這可能與背斜山前樞紐內(nèi)陡傾翼和緩傾翼之間的轉(zhuǎn)折角度差有關(guān)， 僅當(dāng)轉(zhuǎn)折角度足夠大， 造成的地層空間縮短無法通過地層增厚調(diào)節(jié)時才產(chǎn)生次級斷層。

3.2東秋里塔格背斜南翼活動斷層的形成機制

東秋里塔格背斜向E傾伏消失， 構(gòu)造變形最強烈的部分位于博斯坦河一帶。穿博斯坦河河谷的地震反射剖面揭示了該背斜中段的深部構(gòu)造特征(圖11a)。從褶皺形態(tài)上看， 近地表背斜應(yīng)是疊加在深部斷彎褶皺之上的斷展褶皺， 地表背斜主要受淺部滑脫層FC的控制。淺部滑脫層FC沿分支斷層FA(即F3)向上突破出露地表， 深部還存在未突破地表的斷層FB。博斯坦斷層(F3)可能是FA斷層的地表出露， 它未錯斷晚第四紀階地堆積物。根據(jù)地震反射剖面反映的深部構(gòu)造形態(tài)， 推測博斯坦斷層可能卷入褶皺變形。FB斷層尚未突破地表， 指向背斜南翼的活動軸面， 可能指示了其具有持續(xù)活動的構(gòu)造條件。

在沿博斯坦河的地震反射剖面解釋結(jié)果(圖11a)中未發(fā)現(xiàn)與東秋里塔格背斜南翼斷層(F4-1)對應(yīng)的深部斷裂。在東秋里塔格背斜東端的哥庫洛克及迪那氣田一帶， 地震反射剖面顯示深部斷層尚未突破至地表(圖11b)。根據(jù)斷層的地質(zhì)地貌特征及其產(chǎn)出的構(gòu)造位置， 可將東秋里塔格背斜南翼斷層解釋為前翼剪切逆沖斷層(Mitra， 2002)， 是斷展褶皺的陡傾前翼逐漸變陡， 并可能發(fā)生倒轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的低角度逆沖斷層(圖11c)。

4　結(jié)論

(1)庫車塔吾背斜與東秋里塔格背斜的深部構(gòu)造、 地表活動斷層均表現(xiàn)出不同的特征。庫車塔吾斷層(F1)分布于同名背斜的核部， 是晚更新世活動斷層， 它是發(fā)育于古近系鹽膏層中的滑脫斷層向地表的延伸。庫車塔吾背斜北翼斷層(F2)為受局部擠壓應(yīng)力控制而產(chǎn)生的褶皺調(diào)節(jié)斷層， 分布于背斜北翼山前活動樞紐內(nèi)， 多見成組近平行出現(xiàn)， 走向上展布不連續(xù)。東秋里塔格背斜北翼出露的博斯坦斷層(F3)為較大規(guī)模的低傾角逆沖斷層， 在深部與控制地表背斜擴展的上斷坡相連。東秋里塔格背斜南翼斷層(F4)分布不連續(xù)， 但均發(fā)育在地表背斜南翼陡傾地層區(qū)， 為陡傾前翼的剪切逆沖斷層。綜上， 庫車塔吾斷層(F1)和博斯坦斷層(F3)與控制背斜變形的深部斷層相連； 庫車塔吾背斜北翼斷層(F2)和東秋里塔格背斜南翼斷層(F4)均為褶皺變形過程中產(chǎn)生的次級斷層。

(2)鹽水溝以東的秋里塔格背斜帶是復(fù)雜的逆沖斷層相關(guān)褶皺， 發(fā)育于侏羅系煤層及泥巖地層中的深部滑脫層是該區(qū)的主要活動斷層， 它的持續(xù)活動和向前擴展控制著庫車塔吾背斜和東秋里塔格背斜的構(gòu)造變形?？焖偕L的褶皺本身及地表多種類型的褶皺相關(guān)斷層均為深部斷層滑動經(jīng)過復(fù)雜的褶皺變形傳播到近地表的表現(xiàn)， 是深部斷層活動的指示構(gòu)造。褶皺調(diào)節(jié)斷層僅是褶皺過程中產(chǎn)生的局部形變， 與控制褶皺生長的深部斷層僅存在間接的關(guān)系， 在地表得到此類斷層的滑動位移、 速率等活動參數(shù)僅代表這些次級斷層的活動特征， 不代表深部控制背斜生長斷層的運動學(xué)參數(shù)。盡管如此， 這些次級斷層上可以部分記錄庫車坳陷東部山前褶皺帶發(fā)生的強震事件。

致謝李濤博士、 云龍博士參加了部分野外工作， 光釋光測年樣品由中國地震局地質(zhì)研究所地球動力學(xué)國家重點實驗室測定，14C樣品在BETA實驗室測定， 審稿專家對本文提出了寶貴意見， 在此一并致以感謝。

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Abstract

Based on geological and geomorphologic characteristics of the surface faults acquired by field investigations and subsurface structure from petroleum seismic profiles， this paper analyzes the distribution， activity and formation mechanism of the surface faults in the east segment of Qiulitage anticline belt which lies east of the Yanshuigou River and consists of two sub-anticlines: Kuchetawu anticline and east Qiulitage anticline. The fault lying in the core of Kuchetawu anticline is an extension branch of the detachment fault developed in Paleogene salt layer， and evidence shows it is a late Pleistocene fault. The faults developed in the fold hinge in front of the Kuchetawu anticline in a parallel group and having a discontinuous distribution are fold-accommodation faults controlled by local compressive stress. However， trenching confirms that these fold-accommodation faults have been active since the late Holocene and have recorded part of paleoearthquakes in the active folding zone. The fault developed in the south limb near the core of eastern Qiulitage anticline is a low-angle thrust fault， likely a branch of the upper ramp which controls the development of the eastern Qiulitage anticline. The faults lying in the south limb of eastern Qiulitage anticline are shear-thrust faults， which are developed in the steeply dipping frontal limb of the fault-propagation folds， and also characterized by group occurrence and discontinuous distribution. Several fault outcrops are discovered near Gekuluke， in which the Holocene diluvial fans are dislocated by these faults， and trench shows they have recorded several paleoearthquakes. The surface anticlines of rapid growth and associated accommodation faults are the manifestations of the deep faults that experienced complex folding deformation and propagated upward to the near surface， serving as an indicator of faulting at depth. The fold-accommodation faults are merely local deformation during the folding process， which are indirectly related with the deep faults that control the growth of folds. The displacement and slip rate of these surface faults cannot match the kinematics parameters of the deeper fault， which controls the development of the active folding. However， these active fold-accommodation faults can partly record paleoearthquakes taking place in the active folding zone.

ACTIVE FAULTS AND THEIR FORMATION MECHANISM IN THE EAST SEGMENT OF QIULITAGE ANTICLINE BELT， KUQA DEPRESSION

LI Sheng-qiang1，2)ZHANG Ling1)YANG Xiao-ping1)HUANG Wei-liang1，3)HUANG Xiong-nan1)YANG Hai-bo1)

1)KeyLaboratoryofActiveTectonicsandVolcano，InstituteofGeology，ChinaEarthquakeAdministration，Beijing100029，China2)EarthquakeAdministrationofHebeiProvince，Shijiazhuang050021，China3)KeyLaboratoryofWesternChinaMineralResourcesandGeologicalEngineering，CollegeofEngineeringandSurveyingofChang′anUniversity，Xi′an710064，China

active fault， fold-accommodation fault， thrust-fold belt， eastern Qiulitage anticline， Kuqa depression

2015-04-24收稿， 2016-03-08改回。

全國重點監(jiān)視防御區(qū)活動斷層地震危險性評價項目(1521044025)和地震行業(yè)專項編制活動斷層相關(guān)標準研究(201308001)共同資助。
*

楊曉平， 研究員， E-mail: yangxiaoping-1@163.com。

P315.2

A

0253-4967(2016)02-223-17

李勝強， 男， 1985年生， 2015年于中國地震局地質(zhì)研究所獲構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專業(yè)碩士學(xué)位， 研究方向為活動構(gòu)造， 電話： 15652794552， E-mail: lishengqiang2012@sina.com。

doi:10.3969/j.issn.0253- 4967.2016.02.001