新生代阿爾金斷裂帶的演化：來(lái)自沿線盆地沉積記錄的啟示*

謝皓 劉彩彩 張會(huì)平, 2 詹艷 趙旭東

1. 中國(guó)地震局地質(zhì)研究所，地震動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029 2. 南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室，珠海 519082

青藏高原的隆升與變形是新生代以來(lái)亞洲地區(qū)最強(qiáng)烈的構(gòu)造活動(dòng)，極大地改變了周緣地區(qū)的盆山構(gòu)造、地貌格局以及大氣循環(huán)系統(tǒng)，因此，對(duì)青藏高原隆升機(jī)制的研究是探索亞洲大陸構(gòu)造變形、地貌演化與氣候變遷等相互作用的關(guān)鍵(Molnar and Tapponnier, 1975; Fauetal., 1992; Guoetal., 2002; Clarketal., 2004; Molnaretal., 2010)。目前青藏高原的隆升與擴(kuò)展機(jī)制仍存在有多種觀點(diǎn)。例如Tapponnieretal.(2001)根據(jù)高原內(nèi)部巖漿巖年齡向北逐漸變年輕等特征提出青藏高原向北斜向俯沖、逐步擴(kuò)展的模型；然而Molnar and Tapponnier (1975)、Molnaretal.(1993)認(rèn)為地幔巖石圈驅(qū)動(dòng)整個(gè)高原發(fā)生準(zhǔn)同期的構(gòu)造變形，Clarketal.(2010)利用低溫?zé)崮甏鷮W(xué)的手段對(duì)西秦嶺北緣斷裂上盤進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在45～50Ma發(fā)生過一次快速的冷卻事件，這與西秦嶺北緣斷裂帶內(nèi)斷層泥的Ar-Ar測(cè)年結(jié)果一致(Duvalletal., 2011)，這些證據(jù)表明青藏高原外擴(kuò)和隆起的最新組成部分——青藏高原東北緣以擠壓為背景的地殼縮短變形始于始新世，同時(shí)或者稍晚于印度-歐亞板塊的碰撞，即支持青藏高原準(zhǔn)同期擴(kuò)展模型。可見，關(guān)于青藏高原隆升、擴(kuò)展的年代與方式尚存在很大分歧。阿爾金斷裂帶位于青藏高原北緣，長(zhǎng)達(dá)1600多千米，是青藏高原周緣最重要的巨型走滑斷裂帶之一(Molnar and Tapponnier, 1977; 國(guó)家地震局《阿爾金活動(dòng)斷裂帶》課題組, 1992)，同時(shí)也是青藏高原東北緣的西北部邊界，其東段截?cái)嗥钸B山，中西段分割塔里木盆地和柴達(dá)木盆地(圖1)。阿爾金斷裂帶以巨大的規(guī)模分隔整個(gè)高原西部，向東延伸直至河西走廊；阿爾金斷裂帶新生代的活動(dòng)受青藏高原向北強(qiáng)烈擠壓產(chǎn)生的應(yīng)力作用影響；因此阿爾金斷裂帶就成為檢驗(yàn)青藏高原構(gòu)造隆升模型和成因機(jī)制的關(guān)鍵地區(qū)之一(Molnar and Tapponnier, 1975)，對(duì)理解與解決青藏高原是以地殼縮短還是以向東脫逸的方式來(lái)吸收印度-歐亞大陸之間匯聚作用等科學(xué)問題具有重要意義(Meyeretal., 1998; Yin and Harrison, 2000; Tapponnieretal., 2001; Yinetal., 2002)。

過去幾十年中，在阿爾金斷裂帶地區(qū)已經(jīng)開展了一系列的基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查和科研工作(國(guó)家地震局《阿爾金活動(dòng)斷裂帶》課題組, 1992; Wang, 1997; Yue and Liou, 1999; Gilderetal., 2001; Jolivetetal., 2001; Sobeletal., 2001; Yueetal., 2001, 2005; Changetal., 2012, 2015; Yinetal., 2002; Cowgilletal., 2003; Dupont-Nivetetal., 2004; Rittsetal., 2004; Sunetal., 2005b; Zhuangetal., 2011, 2018; Wuetal., 2012, 2019; Chengetal., 2015, 2016; Luetal., 2016; Lietal., 2017; Shietal., 2018)，得到的基本認(rèn)識(shí)有：阿爾金斷裂帶是一條以左旋走滑為主的斷裂帶，其西起高原拉竹龍地區(qū)向東延伸至甘肅的金塔盆地，隱沒于巴丹吉林沙漠中，全長(zhǎng)1600km(鄭劍東, 1991; 國(guó)家地震局《阿爾金活動(dòng)斷裂帶》課題組, 1992; 任收麥等, 2003)；關(guān)于阿爾金斷裂帶的形成時(shí)代可以大概分為兩種觀點(diǎn)：一種強(qiáng)調(diào)前新生代活動(dòng)，通過對(duì)斷裂帶內(nèi)元古代麻粒巖、早古生代蛇綠混雜巖、晚古生代巖體進(jìn)行研究，分別認(rèn)為阿爾金斷裂帶從元古代、早古生代、晚古生代就開始運(yùn)動(dòng)(車自成等, 1998; 周勇等, 1999)；另一種觀點(diǎn)則根據(jù)阿爾金斷裂帶周緣盆地的位錯(cuò)量、活動(dòng)構(gòu)造以及新生代變形的年齡，推斷阿爾金斷裂帶新生代才開始活動(dòng)(Wang, 1997; Yue and Liou, 1999)；前人對(duì)于阿爾金斷裂帶位錯(cuò)量和走滑速率的研究結(jié)果也大相徑庭，通過采用沿線盆地沉積特征分析、構(gòu)造變形過程的野外觀測(cè)以及碎屑鋯石特征U-Pb年齡峰等不同的方法手段，得到的位錯(cuò)量從小到69～100km(Wang, 1997; 陳正樂等, 2001)、大到250～500km(Yin and Harrison, 2000; Yueetal., 2001; Yinetal., 2002)均有結(jié)果。

圖1 阿爾金斷裂帶地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)Taylor and Yin, 2009修改)紅色菱形代表磁性地層剖面點(diǎn)：1-西水溝, Wang et al., 2003; 2-鐵匠溝, Sun et al., 2005a; 宋春暉, 2006; 3-紅三旱, Sun et al., 2005b; 4-花土溝, Chang et al., 2015; 5-達(dá)坂, Chang et al., 2012, 2020; 6-江尕勒薩依, Lu et al., 2014; 7-北百泉河, Lu et al., 2016; 8-南百泉河, Lu et al., 2018. 藍(lán)色圓點(diǎn)代表熱年代學(xué)數(shù)據(jù)點(diǎn)：1-Liu et al., 2003; 2-萬(wàn)景林等, 2001; 3, 8, 10, 14-陳正樂等, 2001, 2006; 4-Liu et al., 2001; 5-孫岳等, 2014; 6, 9, 11-Sobel et al., 2001; 7-Wang et al., 2006; 12-Jolivet et al., 2001; 13-Jolivet et al., 1999Fig.1 Simplified geological map of the Altyn Tagh fault (modified after Taylor and Yin, 2009)Red rhombus represent magnetostratigraphy section: 1-Xishuigou, Wang et al., 2003; 2-Tiejianggou, Sun et al., 2005a; Song, 2006; 3-Hongsanhan, Sun et al., 2005b; 4-Huatugou, Chang et al., 2015; 5-Daban, Chang et al., 2012, 2020; 6-Jianggalesayi, Lu et al., 2014; 7-the north Baiquanhe, Lu et al., 2016; 8-the south Baiquanhe, Lu et al., 2018. Blue dots represent thermochronology data points: 1-Liu et al., 2003; 2-Wan et al., 2001; 3, 8, 10, 14-Chen et al., 2001, 2006; 4-Liu et al., 2001; 5-Sun et al., 2014; 6, 9, 11-Sobel et al., 2001; 7-Wang et al., 2006; 12-Jolivet et al., 2001; 13-Jolivet et al., 1999

造成阿爾金斷裂帶各個(gè)方面研究產(chǎn)生爭(zhēng)議的原因，除了研究手段和方法的差異之外，主要矛盾集中在對(duì)阿爾金斷裂帶的走滑時(shí)間、阿爾金山的隆升時(shí)間以及二者的活動(dòng)時(shí)間是否存在差異性等重要科學(xué)問題仍存在較大爭(zhēng)議(Yue and Liou, 1999; 周勇和潘裕生, 1999; 陳正樂, 2001, 2006; 劉永江等, 2001, 2007; Yinetal., 2001, 2002; 任收麥等, 2003; Rittsetal., 2004, 2008; Sunetal., 2005a; 袁四化等, 2006; Wuetal., 2012, 2019; Wangetal., 2016b; 張益銀等, 2018)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者從熱年代學(xué)、沉積學(xué)、地震學(xué)以及斷裂幾何學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)等不同角度提出了大量有關(guān)阿爾金斷裂帶走滑與隆升時(shí)限有關(guān)的模型(Yue and Liou, 1999; Yinetal., 2002; Wuetal., 2012, 2019; 徐波等, 2013; Wangetal., 2016b)：Yue and Liou (1999)從熱年代學(xué)角度提出先走滑、后隆升的兩階段模型；Wuetal.(2012)根據(jù)柴西緣盆地沉積物物源示蹤提出先隆升、后走滑的兩階段模型；Wangetal.(2016b)根據(jù)河西走廊磁性地層學(xué)結(jié)果提出從西段向東段逐步走滑的兩階段模型；Wuetal.(2019)從地震反射資料提出走滑緩慢-快速-緩慢的三階段模型；Yinetal.(2002)根據(jù)阿爾金斷裂帶兩側(cè)的斷裂幾何學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)提出五階段模型?？梢?，目前有關(guān)該斷裂的具體活動(dòng)時(shí)間和活動(dòng)方式還存在很大爭(zhēng)議。造成這些爭(zhēng)議的原因，除了阿爾金斷裂帶走滑與隆升問題的復(fù)雜性以及交通、環(huán)境惡劣導(dǎo)致地質(zhì)方面資料難以獲取之外，一方面在于前人主要側(cè)重于阿爾金斷裂帶的走滑斷裂運(yùn)動(dòng)特征、走滑位移量和走滑速率等研究方面(Ritts and Biffi, 2000; 李海兵等, 2002, 2006, 2007; Zhaoetal., 2006; Xiaoetal., 2011)，而對(duì)阿爾金斷裂帶附近受其控制的新生代盆地的地層年代和沉積演化特征的研究相對(duì)薄弱；另一方面，前人主要采用少量不連續(xù)的樣品或者分散的個(gè)別露頭點(diǎn)的熱年代學(xué)年齡來(lái)推導(dǎo)阿爾金斷裂帶走滑和阿爾金山體隆升，而對(duì)沿線盆地長(zhǎng)序列的高分辨率地層的研究較少，且僅限于單個(gè)盆地，缺乏對(duì)沿線盆地整體的對(duì)比認(rèn)識(shí)，這對(duì)阿爾金斷裂帶長(zhǎng)時(shí)間尺度年代學(xué)的研究存在著制約。斷裂活動(dòng)、山體隆升和盆地沉積可以看作是同一動(dòng)力學(xué)體制下不同的地質(zhì)作用過程(李繼亮等, 2003; 符超峰等, 2005; 劉少峰和張國(guó)偉, 2005; 肖安成等, 2013)，沉積盆地的沉積學(xué)特征的變化反映了山脈隆升開始的時(shí)間和隆升范圍，盆地的沉積物垂直軸變化以及沉積時(shí)代可以限制斷裂走滑的時(shí)限(Chenetal., 2002; Dupont-Nivetetal., 2004; Sunetal., 2006; Yanetal., 2006; Lietal., 2017; Dengetal., 2020)。因此，阿爾金斷裂帶沿線沉積盆地的沉積物忠實(shí)地記錄了阿爾金斷裂帶長(zhǎng)時(shí)間尺度的運(yùn)動(dòng)學(xué)信息。

近些年，隨著研究技術(shù)手段不斷創(chuàng)新以及交通線路的發(fā)展，對(duì)阿爾金斷裂帶兩側(cè)塔里木盆地、柴達(dá)木盆地以及其他新生代山間盆地的研究日益增多(Gilderetal., 2001; Wangetal., 2003, 2006, 2016a, b, 2017; Sunetal., 2005a, b; Changetal., 2012, 2015, 2020; Luetal., 2014, 2016, 2018; 劉彩彩等, 2016)。磁性地層學(xué)不斷的高精度化發(fā)展也為阿爾金斷裂帶連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間尺度的年代學(xué)研究提供了可能。本文對(duì)受阿爾金斷裂帶控制的新生代沉積盆地近年來(lái)的磁性地層學(xué)、沉積學(xué)研究進(jìn)展進(jìn)行歸納綜述，建立阿爾金斷裂帶沿線盆地新生代沉積序列和年代框架；輔助裂變徑跡等熱年代學(xué)資料，推斷阿爾金斷裂帶的走滑與隆升時(shí)限，并對(duì)前人提出的阿爾金斷裂帶演化模式進(jìn)行分析，嘗試建立阿爾金斷裂帶新生代的演化模型。

1 沿線盆地地層和沉積特征

沿大型走滑斷裂帶附近可形成各種類型的盆地，Mannetal.(1983)將這些盆地統(tǒng)稱為走滑盆地。前人通過對(duì)阿爾金盆地群的盆地構(gòu)造特征進(jìn)行分析，得到各個(gè)盆地的盆地屬性：肅北盆地、庫(kù)木庫(kù)里盆地為典型新生代山間盆地(Sunetal., 2005a; Luetal., 2016)；索爾庫(kù)里盆地具有山間盆地以及走滑斷陷盆地的屬性(新疆維吾爾自治區(qū)區(qū)域地層表編寫組, 1981; Changetal., 2012)；阿克塞盆地等是受到阿爾金斷裂帶改造的走滑盆地(郭召杰和張志誠(chéng), 1998)；柴達(dá)木盆地新生代為巨大的山間斷陷盆地(Fangetal., 2007; Wangetal., 2017)；塔里木盆地是一個(gè)長(zhǎng)期演化的大型復(fù)合盆地，僅考慮塔里木盆地東南緣新生代的活動(dòng)，具有碰撞后擠壓、撓曲等性質(zhì)(新疆維吾爾自治區(qū)區(qū)域地層表編寫組, 1981)。

可見，阿爾金盆地群的沉積環(huán)境演化以及現(xiàn)今構(gòu)造地貌和阿爾金斷裂帶的走滑活動(dòng)密切相關(guān)；反之，通過對(duì)阿爾金盆地群的沉積年齡及其盆地演化的研究，可以幫助揭示阿爾金斷裂帶走滑和隆升時(shí)限等運(yùn)動(dòng)學(xué)及其年代學(xué)問題。下文依次從東到西介紹研究程度較高、有連續(xù)地層年齡約束的肅北盆地、柴達(dá)木盆地西緣、索爾庫(kù)里盆地、塔里木盆地東南緣及庫(kù)木庫(kù)里盆地等盆地沉積特征。

1.1 肅北盆地

肅北盆地是一個(gè)位于祁連山西端與阿爾金斷裂帶交匯處的山間盆地(圖1)，對(duì)阿爾金斷裂帶的構(gòu)造活動(dòng)十分敏感。肅北盆地蓋層主要接受新生代的沉積作用。為了研究方便，根據(jù)發(fā)現(xiàn)的哺乳動(dòng)物化石和巖性特征，將肅北地區(qū)新生代地層劃分為上下兩個(gè)剖面(Sunetal., 2005a; 宋春暉, 2006)，剖面1包括泡牛泉組、鐵匠溝組、上部未命名剖面；剖面2包括火燒溝組和白楊河組。

剖面1包括三個(gè)單元，三個(gè)單元均為逆沖斷層不整合接觸。最下部地層單元為漸新統(tǒng)泡牛泉組，呈東西長(zhǎng)條狀分布，厚度300～1000m，由一套紅色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖組成；中間地層單元為早-中中新統(tǒng)鐵匠溝組，在肅北盆地廣泛出露，厚度在3000m左右，紫紅色泥巖、粉砂巖向上逐漸粗化為塊狀礫巖；上部最年輕的地層暫未命名，地層年齡定為晚中新統(tǒng)至上新統(tǒng)，主要分布在西水溝入口處，并向鐵匠溝逐漸變細(xì)，厚度在150m左右，由褐色細(xì)粒沉積物和分選差的礫石組成，上邊界被阿爾金斷裂切割，下邊界與中部鐵匠溝組斷層接觸(Gilderetal., 2001; Wangetal., 2003; Sunetal., 2005a; 宋春暉, 2006)。

剖面2包括火燒溝組和白楊河組兩個(gè)單元。下部地層單元為始新統(tǒng)火燒溝組，厚度在300m左右，由紅色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖以及細(xì)粒礫巖夾層組成；上部地層單元為晚始新統(tǒng)-漸新世白楊河組，分布在三個(gè)洼塘、拉排溝、鐵匠溝、西水溝、阿克塞及黑溝一帶，厚度在600m左右，由下部的磚紅色砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖以及上部的礫巖、角礫巖和巨礫巖組成，與下伏地層不整合接觸或斷層接觸(宋春暉, 2006)。

前人對(duì)肅北盆地的西水溝、鐵匠溝、雁丹圖等三個(gè)剖面進(jìn)行了古生物化石和磁性地層學(xué)的研究(Gilderetal., 2001; Van der Woerdetal., 2001; Yinetal., 2002; Wangetal., 2003; Sunetal., 2005a; 宋春暉, 2006; Linetal., 2015)，本文選取研究程度較好的西水溝、鐵匠溝剖面作為肅北盆地新生代沉積的典型剖面。

1.2 柴達(dá)木盆地

柴達(dá)木盆地呈三角形，總面積達(dá)12萬(wàn)平方千米，平均海拔3000m，是青藏高原東北緣內(nèi)部最大的沉積盆地(Zhuangetal., 2011)。從構(gòu)造上，柴達(dá)木盆地西北以阿爾金斷裂帶為界，東北以柴北緣逆沖系統(tǒng)為界，南部以東昆侖斷裂帶為界(圖1)。新生代沉積地層在柴達(dá)木盆地分布廣泛，出露齊全，自下而上劃分為：路樂河組、下干柴溝組、上干柴溝組、下油砂山組、上油砂山組、獅子溝組和七個(gè)泉組(青海省地層表編寫小組, 1983; 青海省地質(zhì)礦產(chǎn)局 1991; Sunetal., 2005b; Yinetal., 2008; Wangetal., 2017)。路樂河組地層多分布于柴達(dá)木盆地北緣，由紫紅色-磚紅色礫巖、含礫砂巖夾棕紅色砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖組成，沉積環(huán)境為沖積扇相沉積；下干柴溝組以灰色鈣質(zhì)泥巖和粉砂巖為主，夾有石膏層，沉積環(huán)境為湖泊相沉積；上干柴溝組以棕紅色、藍(lán)灰色砂巖夾泥巖為主，向上礫巖逐漸增多、變粗，沉積環(huán)境為辮狀河相沉積；下油砂山組以向上變細(xì)的塊狀礫巖夾少量砂巖層組成，沉積環(huán)境為河流-沖積扇沉積；上油砂山組下部由分選性差的中-粗塊狀礫巖組成，沉積環(huán)境為沖積扇相沉積，上部由分選性較好的中-細(xì)粒礫巖與砂巖、含礫砂巖互層組成，沉積環(huán)境為河流相沉積；獅子溝組由分選性差的塊狀礫巖、底部夾有部分砂巖、含礫砂巖組成，沉積環(huán)境為沖積扇相沉積(Jietal., 2017; Wangetal., 2017; 劉康等, 2020)。

前人對(duì)柴達(dá)木盆地內(nèi)部新生代地層的磁性地層學(xué)的研究已經(jīng)較為豐富(Sunetal., 2005b; Fangetal., 2007; Lu and Xiong, 2009; Jietal., 2017; Wangetal., 2017; Nieetal., 2019)。近些年，對(duì)底部地層的年齡出現(xiàn)一些爭(zhēng)議(Lu and Xiong, 2009; Jietal., 2017; Wangetal., 2017; Nieetal., 2019), Lu and Xiong (2009)、Jietal.(2017)等依據(jù)介形蟲、孢粉化石組合將柴達(dá)木盆地年齡確認(rèn)為：路樂河組為古新統(tǒng)-始新統(tǒng)早期(54～43.5Ma)、上干柴溝組為漸新統(tǒng)(35～22Ma)、下油砂山組為早-中中新統(tǒng)(22～13Ma)、上油砂山組為晚中新統(tǒng)(ca.13～8Ma)、獅子溝組為晚中新統(tǒng)-上新統(tǒng)(8～2.5Ma)、七個(gè)泉組為更新統(tǒng)以后(<2.5Ma)；而Wangetal.(2017)、Nieetal.(2019)根據(jù)新挖掘的紅溝新生代哺乳動(dòng)物化石群將各地層單元限制為：路樂河組為晚漸新統(tǒng)(26～23.5Ma)、下干柴溝組為早-中中新統(tǒng)(23.5～17Ma)、上干柴溝組為中中新統(tǒng)(17～11Ma)、下油砂山組為中-晚中新統(tǒng)(11～8Ma)、上油砂山組為晚中新統(tǒng)(8～6Ma)、獅子溝組的沉積時(shí)代上新統(tǒng)(<6Ma)，七個(gè)泉組為更新統(tǒng)以后(<2.5Ma)(表1)。本文推測(cè)新生代柴達(dá)木盆地的沉積可能具有自西向東逐漸擴(kuò)展的趨勢(shì)，緊鄰阿爾金斷裂帶的柴達(dá)木盆地西緣開始沉積的時(shí)代較早，之后盆地沉降中心逐步向東部、北部遷移。

柴達(dá)木盆地西緣(以下簡(jiǎn)稱柴西緣)出露上述大部分地層，這套完整的層序清晰地記錄了阿爾金斷裂帶新生代以來(lái)的活動(dòng)過程，前人開展了柴西緣地層的磁性地層學(xué)以及新生代動(dòng)植物化石等各項(xiàng)工作(Sunetal., 2005b; Wuetal., 2012; Zhangetal., 2013, 2016; Lietal., 2017, 2021)。本文選取了采樣精度較高、有化石等絕對(duì)年齡約束的花土溝、紅三旱等剖面(Sunetal., 2005b; Changetal., 2015) 作為柴西緣約束阿爾金斷裂帶活動(dòng)的典型剖面。

表1 阿爾金斷裂帶沿線盆地地層時(shí)代的劃分與對(duì)比

1.3 索爾庫(kù)里盆地

索爾庫(kù)里盆地是一個(gè)東西向延伸的第三紀(jì)盆地，最大寬度為20km，平均海拔為2900～3000m，其東南以阿爾金斷裂帶為界，西北和西南以沿盆地邊緣逆斷層隆起的基底為界(圖1)。前人對(duì)索爾庫(kù)里盆地進(jìn)行了充分的區(qū)域調(diào)查、地層學(xué)、沉積學(xué)等方面的研究(新疆維吾爾自治區(qū)區(qū)域地層表編寫組, 1981; 陳正樂等, 2001; 李海兵等,2002; Rittsetal., 2004; Changetal., 2012, 2020)。索爾庫(kù)里盆地的地層年齡是根據(jù)古生物證據(jù)和地層的相對(duì)關(guān)系確定的。索爾庫(kù)里盆地東部地層更加靠近阿爾金斷裂帶，且出露較好，能夠很好地記錄阿爾金斷裂帶的演化信息，因此本文選取了盆地東部地層(Rittsetal., 2004; Yueetal., 2004; Changetal., 2012, 2020)作為索爾庫(kù)里盆地約束阿爾金斷裂帶活動(dòng)的典型剖面。

索爾庫(kù)里盆地東部地層從下到上依次被劃分為下干柴溝組、上干柴溝組、下油砂山組、上油砂山組、獅子溝組和七個(gè)泉組等地層單元。下干柴溝組地層由2～8m厚度的礫巖與塊狀紅色泥巖互層組成，沉積環(huán)境為河漫灘相沉積；干柴溝組下部地層主要由塊狀紅色泥巖組成，局部出露方解石結(jié)核、薄層砂巖層，介形蟲存在于泥巖中幾層幾厘米厚的黃褐色或灰色巖層中，沉積環(huán)境為湖泊相沉積，上部地層逐漸變粗，由礫巖與紅色、褐色泥巖互層組成，礫巖單元厚5～10m，向上逐漸變粗；下油砂山組地層由塊狀均勻礫巖組成，這種向上變粗的序列代表沉積環(huán)境為沖積扇相沉積；獅子溝組地層以灰色卵石和灰色礫巖為主，中間夾有灰綠色泥巖和棕色泥巖，礫巖的分選性差，碎屑支撐，疊瓦狀排列，出露砂巖透鏡體，沉積環(huán)境為沖積扇相-洪積扇相沉積，中間泥巖夾有砂巖層和石膏層，代表沉積環(huán)境為低能湖相沉積；七個(gè)泉組地層以礫巖為主，底部介形類組合的存在表明沉積時(shí)代為早更新世，沉積環(huán)境為沖積扇相沉積，七個(gè)泉組不整合上覆在獅子溝組上(Rittsetal., 2004; Yueetal., 2004; Changetal., 2012, 2020)。

1.4 塔里木盆地東南緣

塔里木盆地東南緣(以下簡(jiǎn)稱塔東南)位于阿爾金斷裂帶和阿爾金山以北、車兒臣斷裂以南的區(qū)域(圖1)。前人認(rèn)為塔東南與柴達(dá)木盆地在新生代早期為統(tǒng)一的沉積盆地，后期被阿爾金斷裂帶的左旋走滑所錯(cuò)斷(Mengetal., 2001; Meng and Fang, 2009)。

塔東南地表覆蓋嚴(yán)重，僅在阿爾金山北麓的江尕勒薩依、米蘭河口地區(qū)出露部分新生代地層(Yueetal., 2004; 趙彥德和宋春暉, 2005; Wuetal., 2012)。地層單元自下而上可分為庫(kù)姆格列木群、烏洽群、阿圖什組、西域組、烏蘇群和新疆群(新疆維吾爾自治區(qū)區(qū)域地層表編寫組, 1981)。庫(kù)姆格列木群地層由棕紅色砂巖、灰棕色礫巖夾棕色泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖組成，富含鈣質(zhì)結(jié)核；烏恰組地層以紅色塊狀砂巖、粉砂巖和泥巖為主，夾砂質(zhì)砂巖或砂質(zhì)礫巖；阿圖什組地層由灰色礫巖夾粉砂巖、泥巖、礫巖組成，礫巖向上逐漸變粗；西域組地層為灰色巨厚層粗礫巖夾砂巖透鏡體；烏蘇群地層為砂質(zhì)礫巖夾礫巖或砂巖透鏡體，與下伏的西域組不整合接觸。

對(duì)于塔東南地區(qū)，本文選取研究程度較好、有準(zhǔn)確年齡約束的江尕勒薩依地區(qū)、米蘭河口地區(qū)作為塔東南約束阿爾金斷裂帶活動(dòng)的典型剖面(Rittsetal., 2004; Yueetal., 2004; Luetal., 2014)。

1.5 庫(kù)木庫(kù)里盆地

庫(kù)木庫(kù)里盆地是一個(gè)新生代的沉積盆地，西北邊界為阿爾金斷裂帶，東北邊界為祁漫塔格山脈，南部邊界是昆侖斷裂，庫(kù)姆科爾盆地平均海拔4200m，面積17500km2，在地圖上呈菱形(圖1)，新生代沉積主要沿盆地中軸線出現(xiàn)。盆地中部的百泉河段沉積序列最連續(xù)最長(zhǎng)，向北流動(dòng)的百泉河在盆地北部切割出一個(gè)主要背斜，在盆地南部切割一個(gè)次要背斜，北百泉河剖面以5°～45°的角度向東北方向傾斜(陜西省地質(zhì)調(diào)查院, 2002(1)陜西省地質(zhì)調(diào)查院. 2002. 阿牙克庫(kù)木湖1:250000地質(zhì)圖)。

前人的研究將庫(kù)木庫(kù)里盆地地層從下到上分為漸新統(tǒng)石馬溝組、中新統(tǒng)石壁梁組和上新統(tǒng)紅石梁組(陜西省地質(zhì)調(diào)查院, 2002; 肖愛芳等, 2005)。石馬溝組地層由灰色礫巖或砂巖與黃褐色或黃色塊狀泥巖互層組成，厚約1277m，石馬溝組顯示一個(gè)總體向上變細(xì)的序列；石壁梁組地層由灰綠色塊狀粉砂巖或泥質(zhì)粉砂巖與棕色或黃色塊狀泥巖互層組成，厚約1367m；紅石梁組由紅棕色塊狀粉砂巖或泥質(zhì)粉砂巖與紅棕色塊狀或板狀泥巖互層組成，厚度超過225m(肖愛芳等, 2005; Luetal., 2016, 2018)。

本文選取了出露較長(zhǎng)、采樣精度較高、有化石等絕對(duì)年齡約束的北百泉河剖面和南百泉河剖面(Luetal., 2016, 2018)作為庫(kù)木庫(kù)里盆地約束阿爾金斷裂帶活動(dòng)的典型剖面。

縱觀整個(gè)阿爾金斷裂帶沿線盆地的沉積記錄，可以發(fā)現(xiàn)，阿爾金盆地群的沉積基本涵蓋了各種沉積相類型與沉積環(huán)境，以及可進(jìn)行沿線區(qū)域沉積物類型、沉積相以及沉積速率變化的對(duì)比。首先，新生代早期的沉積出露在阿爾金斷裂帶中段的柴西緣紅三旱剖面和東段的肅北盆地鐵匠溝等剖面，存在可對(duì)比的扇三角洲-河湖相-扇三角洲/洪積扇相沉積序列；其次，早第三系地層在阿爾金斷裂帶沿線盆地群中廣泛出露，可以大致劃分為兩個(gè)沉積單元：下層單元粒度相對(duì)較細(xì)以泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖為主的沉積物，以及上層單元顆粒較粗以粗砂巖、礫巖為主的沉積物；最后，晚第三系的地層也在阿爾金斷裂帶中段的索爾庫(kù)里盆地和西段的庫(kù)木庫(kù)里盆地出露，存在沉積相由洪積扇相轉(zhuǎn)變?yōu)楹聪嘁约俺练e速率激增的可靠對(duì)比。下文，將通過系統(tǒng)梳理、對(duì)比阿爾金斷裂帶沿線盆地的沉積年代以及沉積記錄等特征對(duì)阿爾金斷裂帶的活動(dòng)年代進(jìn)行討論。

2 地層時(shí)代

根據(jù)以上介紹的阿爾金斷裂帶沿線新生代沉積盆地的沉積相、沉積環(huán)境、不同沉積層序間的接觸關(guān)系，結(jié)合磁性地層學(xué)結(jié)果初步建立阿爾金斷裂帶沿線盆地的新生代年代框架和沉積序列(圖2、圖3、圖4、圖5)。

圖2 阿爾金斷裂帶始新世-漸新世年代框架(據(jù)Sun et al., 2005b; 宋春暉, 2006; Hilgen et al., 2012修改)Fig.2 Eocene-Oligocene chronological framework of the Altyn Tagh fault (modified after Sun et al., 2005b; Song, 2006; Hilgen et al., 2012)

圖3 阿爾金斷裂帶漸新世-中新世年代框架(據(jù)Wang et al., 2003; Sun et al., 2005a; Lu et al., 2014, 2016; Chang et al., 2015; Hilgen et al., 2012修改)Fig.3 Oligocene-Miocene chronological framework of the Altyn Tagh fault (modified after Wang et al., 2003; Sun et al., 2005a; Lu et al., 2014, 2016; Chang et al., 2015; Hilgen et al., 2012)

圖4 阿爾金斷裂帶沿線盆地漸新世-中中新世巖石地層對(duì)比(據(jù)Chang et al., 2012, 2015, 2020; Lu et al., 2014, 2016; Ritts et al., 2004; Sun et al., 2005a; Wang et al., 2003; Yue et al., 2004修改)Fig.4 Oligocene-Middle Miocene petrostratigraphic correlation along the Altyn Tagh fault (modified after Chang et al., 2012, 2015, 2020; Lu et al., 2014, 2016; Ritts et al., 2004; Sun et al., 2005a; Wang et al., 2003; Yue et al., 2004)

圖5 阿爾金斷裂帶中中新世之后年代框架(據(jù)Chang et al., 2012, 2020; Lu et al., 2018; Hilgen et al., 2012修改)Fig.5 Post-Middle Miocene chronological framework of the Altyn Tagh fault (modified after Chang et al., 2012, 2020; Lu et al., 2018; Hilgen et al., 2012)

2.1 中始新世-漸新世

阿爾金斷裂帶兩側(cè)的盆地，始新世中期已經(jīng)開始沉積。選取出露明顯且有可靠年齡依據(jù)的柴西緣的紅三旱剖面(Sunetal., 2005b)以及肅北盆地的鐵匠溝剖面(宋春暉, 2006)進(jìn)行研究，以此來(lái)分析阿爾金斷裂帶兩側(cè)盆地始新世-漸新世的沉積特征、構(gòu)建阿爾金斷裂帶始新世-漸新世的地層年代框架。從圖2可以看出，肅北盆地鐵匠溝剖面底部沉積年齡約為43Ma(宋春暉, 2006)，代表該盆地形成于43Ma。

肅北盆地鐵匠溝剖面早新生代的沉積序列基本上可劃分為三套。43～36.5Ma：沉積火燒溝組地層，43Ma左右的高原構(gòu)造活動(dòng)使肅北盆地開始沉積，首先沉積高沉積速率的扇三角洲沉積，以礫巖和泥巖夾層為主；40Ma之后，沉積環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的細(xì)粒湖相沉積，沉積物顆粒細(xì)，以泥巖、粉砂巖為主。36.5～35.5Ma：肅北盆地區(qū)域存在一個(gè)火燒溝組與白楊河組的不整合接觸關(guān)系。35.5～27.2Ma：沉積白楊河組地層，36Ma左右的構(gòu)造活動(dòng)使肅北盆地沉積環(huán)境再次轉(zhuǎn)變?yōu)楦叱练e速率的扇三角洲沉積，隨后34Ma開始轉(zhuǎn)變?yōu)榈统练e速率的細(xì)粒碎屑湖相沉積。

位于柴西緣的紅三旱剖面底部年齡約為41Ma(Sunetal., 2005b)，代表該盆地形成于41Ma。早新生代的沉積序列也可劃分為三套。41～35.5Ma：以下干柴溝組地層為主，柴西緣紅三旱剖面沉積環(huán)境穩(wěn)定，為低沉積速率的細(xì)粒湖相沉積相，以泥巖和粉砂巖為主。35.5Ma：下干柴溝組和上干柴溝組地層間存在一期角度不整合事件。35.5～26.5Ma：沉積上干柴溝組地層，沉積物為砂巖夾泥巖、礫巖，代表河流相-洪積扇相沉積環(huán)境，向上礫巖逐漸變粗、增多，構(gòu)成向上的磨拉石建造。

無(wú)論是阿爾金中段南部的柴西緣地區(qū)還是阿爾金東段北部的肅北盆地都在晚始新世(ca.36Ma)存在一期沉積間斷事件。在此之前，阿爾金沿線盆地沉積環(huán)境穩(wěn)定，沉積物的顆粒細(xì)，多為泥巖、粉砂巖，以湖相沉積為主。在此之后，扇三角洲和河流相的粗碎屑物質(zhì)開始沉積，物源主要來(lái)自于阿爾金山。同時(shí)肅北盆地和柴西緣在晚始新世(ca.36Ma)都發(fā)育有角度不整合(Sunetal., 2005b; 宋春暉, 2006)。中始新世-漸新世，盆地的沉積速率雖有變化，但是普遍較低，在0～100m/Myr之間(圖6、圖7)。因此柴達(dá)木盆地和塔里木盆地的沉積環(huán)境在始新世晚期前后一直為穩(wěn)定的湖相沉積，變形僅局限在阿爾金斷裂帶沿線的線性地區(qū)。

圖6 阿爾金斷裂帶沿線盆地沉積速率變化圖(據(jù)Wang et al., 2003; Sun et al., 2005a, b; 宋春暉, 2006; Chang et al., 2012, 2015, 2020; Lu et al., 2014, 2016, 2018修改)Fig.6 Variation of basin sedimentation rate along the Altyn Tagh fault (modified after Wang et al., 2003; Sun et al., 2005a, b; Song, 2006; Chang et al., 2012, 2015, 2020; Lu et al., 2014, 2016, 2018)

圖7 阿爾金斷裂帶沿線盆地沉積速率對(duì)比圖(據(jù)Wang et al., 2003; Sun et al., 2005a, b; 宋春暉, 2006; Chang et al., 2012, 2015, 2020; Lu et al., 2014, 2016, 2018修改)Fig.7 Sedimentary rate correlation of basins along the Altyn Tagh fault (modified after Wang et al., 2003; Sun et al., 2005a, b; Song, 2006; Chang et al., 2012, 2015, 2020; Lu et al., 2014, 2016, 2018)

2.2 漸新世-中中新世

選取自西向東出露明顯、研究程度較好的七個(gè)盆地剖面：庫(kù)木庫(kù)里盆地的北百泉河剖面(17.3～6.5Ma)，塔東南的江尕勒薩依剖面(22.3～11Ma)、米蘭剖面和索爾庫(kù)里剖面，柴西緣的花土溝剖面(27.3～11.5Ma)，肅北盆地的鐵匠溝(22～9Ma)和西水溝剖面(20～9.3Ma)進(jìn)行研究。這些剖面的沉積時(shí)代大多集中在漸新世-中新世，據(jù)此來(lái)分析阿爾金斷裂帶兩側(cè)盆地漸新世-中新世的沉積特征、并構(gòu)建阿爾金斷裂帶漸新世-中新世的地層年代框架(圖3、圖4)。

這七個(gè)盆地的沉積物可以大致劃分為兩個(gè)沉積單元：下層單元粒度相對(duì)較細(xì)，沉積物以泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖為主；以及上層單元顆粒較粗，沉積物以粗砂巖、礫巖為主。這種沉積序列表明盆地均存在一個(gè)向上逐漸變粗的磨拉石建造。細(xì)粒河流相沉積-粗粒沖積扇相三角洲相沉積的兩階段沉積模式在阿爾金斷裂帶沿線沉積盆地中廣泛存在。這些剖面中的西水溝、鐵匠溝、花土溝、北百泉河、江尕勒薩依等均進(jìn)行了較高精度的磁性地層學(xué)和生物化石的研究(Gilderetal., 2001; Wangetal., 2003; Sunetal., 2005a; Luetal., 2014, 2016; Changetal., 2015)，以此建立較精確的阿爾金斷裂帶沿線沉積盆地漸新世-中新世地層年代框架(圖3)。

磁性地層學(xué)和生物地層學(xué)的研究，可以對(duì)上述兩階段沉積轉(zhuǎn)變的節(jié)點(diǎn)起到很好的年齡約束作用。肅北盆地的西水溝和鐵匠溝剖面沉積轉(zhuǎn)變的年代在14Ma與13.6Ma，柴西緣花土溝剖面沉積轉(zhuǎn)變的年代在15Ma，塔東南的江尕勒薩依剖面沉積轉(zhuǎn)變年代為16Ma，庫(kù)木庫(kù)里盆地的北百泉河剖面沉積轉(zhuǎn)變年代為13.5Ma。塔東南的索爾庫(kù)里與米蘭剖面雖然沒有詳盡的磁性地層學(xué)的研究，但是生物地層年齡與低溫?zé)崮甏鷮W(xué)相結(jié)合，將索爾庫(kù)里與米蘭剖面沉積轉(zhuǎn)變的時(shí)代分別約束為13.5Ma與15Ma(圖4)。

同時(shí)各個(gè)盆地的沉積速率變化也很好的符合了這一期沉積事件。在中中新世前后沉積速率發(fā)生了顯著的變化，鐵匠溝剖面的沉積速率由100m/Myr突變?yōu)?00m/Myr，西水溝剖面的沉積速率由100m/Myr突變?yōu)?00m/Myr，花土溝剖面的沉積速率由180m/Myr突變?yōu)?00Ma，江尕勒薩依剖面沉積速率由120m/Myr突變?yōu)?00m/Myr，北百泉河剖面沉積速率由50m/Myr突變?yōu)?20m/Myr(圖6、圖7)。

2.3 中中新世之后

選取出露明顯且有可靠年齡依據(jù)的庫(kù)木庫(kù)里盆地的南百泉河剖面(Luetal., 2018)以及索爾庫(kù)里盆地達(dá)坂剖面(Changetal., 2012, 2020)進(jìn)行研究，以此來(lái)分析阿爾金斷裂帶兩側(cè)盆地中中新世之后的沉積特征、構(gòu)建阿爾金斷裂帶中中新世之后的地層年代框架(圖5)。

從索爾庫(kù)里盆地達(dá)坂剖面的沉積記錄和磁性地層學(xué)研究上來(lái)看，5.4Ma前后，沉積相由洪積扇相沉積轉(zhuǎn)變?yōu)楹聪喑练e，沉積物由粗粒的砂礫巖向上逐漸細(xì)化為細(xì)粒的泥巖、泥質(zhì)粉砂巖。沉積速率由80m/Myr增加到150m/Myr(圖6、圖7)。

庫(kù)木庫(kù)里盆地的南百泉河剖面，根據(jù)沉積地層傾角的突變(65°→46°)和地層超覆的關(guān)系可以將沉積年齡為7.5Ma的地層確定為生長(zhǎng)地層，這說(shuō)明庫(kù)木庫(kù)里盆地縮短變形的起始時(shí)間為7.5Ma，支持了中新世晚期山脈協(xié)同增長(zhǎng)的觀點(diǎn)(Yuanetal., 2013)。

3 阿爾金斷裂帶新生代演化模型

近二十年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者根據(jù)阿爾金斷裂帶周緣不同的研究區(qū)域以及不同的研究方法獲得的結(jié)果，提出了阿爾金斷裂帶新生代的演化模型，大致可以將其劃分為以下五種模型：

(1)Yue and Lous (1999)根據(jù)熱年代學(xué)等資料，提出了阿爾金斷裂帶的兩階段演化模型，漸新世-中中新世為第一階段，阿爾金斷裂帶向北東方向延伸，以走滑運(yùn)動(dòng)為主；中中新世以后為第二階段，阿爾金斷裂帶的左旋走滑分量被祁連山和柴達(dá)木盆地的縮短變形所容納，轉(zhuǎn)變?yōu)榘柦鹕降拇笠?guī)模隆升運(yùn)動(dòng)。(2)Yinetal.(2002)根據(jù)阿爾金斷裂帶兩側(cè)的斷裂幾何學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)，提出了阿爾金斷裂帶五階段的北東-南西向擴(kuò)展模型：第一階段(50～40Ma)阿爾金斷裂帶西端斷裂、祁漫塔格山和柴達(dá)木盆地西北緣開始形成；第二階段(40～30Ma)阿爾塔什斷裂和祁連山斷裂系開始活動(dòng)；第三階段(30～20Ma)阿爾金斷裂帶開始向西南方向走滑和隆升；第四階段(20～10Ma)現(xiàn)今阿爾金斷裂帶格局形成；第五階段(10Ma～至今)阿爾金斷裂帶向西段和東段持續(xù)擴(kuò)展。(3)Wuetal.(2012)通過對(duì)柴達(dá)木盆地西北緣盆地沉積物的物源示蹤，提出了阿爾金斷裂帶兩階段演化模式，始新世晚期-中中新世(36～15Ma)為第一階段，在應(yīng)力集中的線性區(qū)域形成了一個(gè)局限在中下地殼的左旋韌性剪切帶，基底斷裂的活動(dòng)使得阿爾金山地區(qū)逐漸隆升；在中中新世(ca.15Ma)，青藏高原東北緣與塔里木板塊東南緣之間的地殼斷裂，標(biāo)志著阿爾金斷裂帶大規(guī)模左旋走滑運(yùn)動(dòng)的開始。(4)Wangetal.(2016)根據(jù)河西走廊地區(qū)磁性地層學(xué)結(jié)果，提出了阿爾金斷裂帶北向擴(kuò)展的兩階段模式，阿爾金斷裂帶的走滑活動(dòng)于始新世-漸新世期間終止于柴西緣；結(jié)合碎屑物源、沉積速率以及垂直軸旋轉(zhuǎn)的同步變化，在中中新世(ca.13.5Ma)，阿爾金斷裂帶開始向現(xiàn)今的最東端運(yùn)動(dòng)，并擴(kuò)展至今。(5)Wuetal.(2019)利用柴達(dá)木盆地西北緣高分辨率地震反射資料，提出了阿爾金斷裂帶的三階段變形模型：第一階段，早始新世-中中新世(53.5～16.9Ma)阿爾金斷裂帶的應(yīng)變幅度小，走滑速率基本不變；第二階段(16.9～15.3Ma)其應(yīng)變速率增加，沿線發(fā)育一系列局部不整合接觸；第三階段(15.3Ma之后)阿爾金斷裂帶應(yīng)變速率突然下降了1～2個(gè)數(shù)量級(jí)。

基于近二十年來(lái)阿爾金斷裂帶沿線盆地長(zhǎng)序列的高分辨率地層的研究進(jìn)展，通過磁性地層學(xué)建立起阿爾金斷裂帶新生代活動(dòng)的年代框架，結(jié)合盆地的沉積學(xué)記錄，并匯編前人熱年代學(xué)的工作，以及綜合分析上述阿爾金斷裂帶新生代的演化模型，本文提出一種新的反映新生代阿爾金斷裂帶活動(dòng)的三階段演化模型。

第一階段，晚始新世-中中新世，阿爾金斷裂帶以大幅度的走滑運(yùn)動(dòng)為主，同時(shí)伴隨著阿爾金山小范圍的隆升。前人的研究表明阿爾金斷裂帶沿線新生代沉積盆地的底部沉積年齡為始新世中期(41～43Ma)(Sunetal., 2005b; 宋春暉, 2006)，阿爾金山在始新世晚期(ca.36Ma)的早期隆升，使得阿爾金斷裂帶沿線地區(qū)的沉積環(huán)境由細(xì)粒的湖相沉積逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榇至５娜侵?沖積扇相沉積，同時(shí)阿爾金斷裂帶沿線的肅北盆地和柴西緣在始新世晚期(ca.36Ma)都發(fā)育一個(gè)直接的角度不整合面，標(biāo)志著阿爾金斷裂帶在始新世晚期(ca.36Ma)地層遭受改造、剝蝕，也是阿爾金山早期隆升的結(jié)果；同時(shí)，由于柴達(dá)木盆地和塔里木盆地的沉積環(huán)境在始新世晚期前后一直為穩(wěn)定的湖相沉積，變形僅局限在阿爾金地區(qū)沿線的線性地區(qū)。因此，上述沉積學(xué)證據(jù)表明阿爾金地區(qū)至少在始新世晚期(ca.36Ma)時(shí)開始小范圍的線性隆升。另一方面，在始新世中期-漸新世期間，盆地的沉積速率雖有變化，但是普遍較低(0～100m/Myr)(圖6、圖7)，表明此時(shí)的阿爾金山雖然在隆升，但是隆升的幅度和范圍不大。Yinetal.(2002)通過構(gòu)造變形和巖相學(xué)等測(cè)定，推斷阿爾金斷裂帶東段南山斷裂開始形成于漸新世早期(ca.33Ma)，阿爾金斷裂帶西段可能形成于始新世晚期(ca.49Ma)；Jolivetetal.(1999, 2001)、陳正樂等(2006)、孫岳等(2014)根據(jù)阿爾金斷裂帶內(nèi)花崗巖等塊體的熱年代學(xué)的研究(圖8)也揭示出在晚始新世(ca.36Ma)-中中新世(ca.15Ma)阿爾金斷裂帶存在著快速走滑事件；國(guó)家地震局《阿爾金活動(dòng)斷裂帶》課題組(1992)、李海兵等(2002)、劉俊來(lái)等(2003)從顯微構(gòu)造角度對(duì)阿爾金斷裂帶走滑引起的花狀構(gòu)造做了研究，認(rèn)為阿爾金斷裂帶為正花狀走滑斷裂系，這種走滑方式必然會(huì)引發(fā)山體的垂向隆升，且根據(jù)同變形期新生礦物激光微區(qū)40Ar/39Ar定年，確定花狀構(gòu)造形成年齡為中-晚始新世。因此，上述不同學(xué)科的證據(jù)均支持至少在始新世晚期(ca.36Ma)以來(lái)，阿爾金斷裂帶以大幅度的走滑運(yùn)動(dòng)為主，同時(shí)伴隨著阿爾金山小范圍的隆升，反映了阿爾金斷裂帶的運(yùn)動(dòng)開始于稍晚于印度-歐亞大陸碰撞的時(shí)限(圖9)。

圖8 阿爾金斷裂帶新生代熱年代學(xué)數(shù)據(jù)匯編圖綠色菱形代表磁性地層構(gòu)造事件點(diǎn)，紅色圓點(diǎn)代表熱年代學(xué)數(shù)據(jù)點(diǎn)(據(jù)Jolivet et al., 1999, 2001; 劉永江等, 2000, 2001, 2007; Sobel et al., 2001; 陳正樂等, 2001, 2006; 萬(wàn)景林等, 2001; Wang et al., 2006; 張志誠(chéng)等, 2010; 孫岳等, 2014; Wang et al., 2015; Zhao et al., 2020修改)Fig.8 Statistics of thermochronology ages since the Cenozoic along the Altyn Tagh faultThe green rhombus represent magnetostratigraphy section and the blue dots represent thermochronology data points (from Jolivet et al., 1999, 2001; Liu et al., 2000, 2001, 2007; Sobel et al., 2001; Chen et al., 2001, 2006; Wan et al., 2001; Wang et al., 2006; Zhang et al., 2010; Sun et al., 2014; Wang et al., 2015; Zhao et al., 2020)

圖9 阿爾金斷裂帶新生代活動(dòng)模式示意圖(據(jù)Yue and Lous, 1999; 吳磊, 2011; Lu et al., 2016修改)Fig.9 Cenozoic active pattern of the Altyn Tagh fault (modified after Yue and Lous, 1999; Wu, 2011; Lu et al., 2016)

第二階段，中中新世開始，阿爾金山開始大規(guī)模的隆升活動(dòng)，伴隨著阿爾金斷裂帶較少量的走滑運(yùn)動(dòng)(圖9)。阿爾金斷裂帶沿線盆地在中中新世普遍存在一期沉積類型的轉(zhuǎn)變(圖4)，由以粒度較細(xì)的泥巖、粉砂巖等沉積物為主向上逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榱６容^粗的礫巖等沉積；同時(shí)沉積速率激增3～6倍(圖6、圖7)，雖然因各盆地距阿爾金斷裂帶的距離不同以及盆地的屬性不同，使得沉積轉(zhuǎn)變的節(jié)點(diǎn)和沉積速率變化的幅度有所差異，但是沿線盆地沉積物巖性的轉(zhuǎn)變與沉積速率的變化趨勢(shì)是相同的。Yueetal.(2004)、Wuetal.(2012)、Chengetal.(2015, 2016)根據(jù)碎屑鋯石U-Pb年齡峰進(jìn)行物源分析，結(jié)果顯示在中中新世時(shí)期，阿爾金山的隆升改變了周圍盆地的沉積物源來(lái)源；Jolivetetal.(1999, 2001)、Sobeletal.(2001)、Rittsetal.(2008)對(duì)阿爾金斷裂帶沿線基底巖石進(jìn)行了熱年代學(xué)研究，數(shù)據(jù)指示了中中新世(ca.15Ma)阿爾金山脈的快速折返(圖8)；Gilderetal.(2001)、Yinetal.(2002)、Luetal.(2014, 2016)分別對(duì)阿爾金斷裂帶東段的肅北盆地西水溝剖面、阿爾金斷裂帶西段南北兩側(cè)的江尕勒薩依地區(qū)以及庫(kù)木庫(kù)里盆地北百泉河剖面進(jìn)行磁偏角旋轉(zhuǎn)的研究，結(jié)果顯示在中中新世之前，肅北盆地、江尕勒薩依地區(qū)、庫(kù)木庫(kù)里盆地均發(fā)生了顯著的旋轉(zhuǎn)變形，在中中新世之后，無(wú)明顯的旋轉(zhuǎn)變形發(fā)生，表明中中新世之前，阿爾金斷裂帶發(fā)生持續(xù)左旋走滑運(yùn)動(dòng)，中中新世之后阿爾金斷裂帶的滑動(dòng)速度大大減慢；此外，地震資料揭示的阿爾金斷裂帶及柴西緣生長(zhǎng)地層的形成與發(fā)育也指示了中中新世阿爾金山的大規(guī)模隆升(Yinetal., 2008; 徐波等, 2013; Chengetal., 2014, 2015, 2016; Lietal., 2017, 2021; Liuetal., 2017)。因此，上述不同學(xué)科的證據(jù)均支持從中中新世開始，阿爾金山開始大規(guī)模的隆升活動(dòng)，伴隨著阿爾金斷裂帶較少量的走滑運(yùn)動(dòng)。

第三階段，晚中新世以來(lái)，阿爾金斷裂帶發(fā)生了重新定向的變形，構(gòu)造活動(dòng)明顯加強(qiáng)(圖9)。這種與逆沖有關(guān)的褶皺構(gòu)造很可能意味著中新世晚期前陸發(fā)生了向盆地方向的脈沖變形。阿爾金斷裂帶沿線盆地沉積物沉積速率的增加和沉積物源區(qū)的急劇變化指示阿爾金山在晚中新世期間經(jīng)歷了顯著的巖石抬升和折返(Zhaoetal., 2001; Zhangetal., 2016)；Jolivetetal.(2001, 2003)、萬(wàn)景林等(2001)、陳正樂等(2006)對(duì)阿爾金斷裂帶巖體進(jìn)行了熱年代學(xué)研究，數(shù)據(jù)表明阿爾金斷裂帶沿線巖體與逆沖有關(guān)的快速折返開始的時(shí)間為10～7Ma(圖8)；Chengetal.(2018)通過運(yùn)用高分辨率三維地震剖面等手段對(duì)與生長(zhǎng)地層等同沉積構(gòu)造密切相關(guān)的柴西緣背斜褶皺的幾何形態(tài)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)多條背斜在晚中新世(ca.10Ma)迅速形成與發(fā)展。因此，上述不同學(xué)科的證據(jù)均支持在晚中新世期間阿爾金斷裂帶發(fā)生了重新定向的變形，也支持晚中新世以來(lái)青藏高原東北緣構(gòu)造活動(dòng)加強(qiáng)的觀點(diǎn)(Yuanetal., 2013)。

近期，Lietal.(2021)對(duì)柴達(dá)木盆地西北緣逆沖斷裂帶西北段與阿爾金斷裂帶中段交界處的黑石丘地區(qū)進(jìn)行了古地磁偏角的研究，其結(jié)合前人古地磁結(jié)果得到，在早漸新世至中中新世期間，阿爾金斷裂帶的左旋走滑運(yùn)動(dòng)只引起了阿爾金斷裂帶中段附近盆地的旋轉(zhuǎn)變形，中中新世以后，沿阿爾金斷裂帶走向發(fā)生了分別向斷裂帶東段和西段延伸的走滑作用，導(dǎo)致了附近盆地的旋轉(zhuǎn)變形。而從阿爾金斷裂帶沿線巖體的熱年代學(xué)數(shù)據(jù)匯編(圖8)中可以發(fā)現(xiàn)，較老的年齡組分(ca.30Ma以前)在阿爾金斷裂帶中段出露較多，在阿爾金斷裂帶東段和西段出露較少；而年輕年齡組分(ca.15Ma以后)在阿爾金斷裂帶東段和西段出露較多，這似乎也表明阿爾金斷裂帶中段先開始活動(dòng)，然后再向東西兩端發(fā)展，但也有可能是年代學(xué)數(shù)據(jù)量分布不均所導(dǎo)致的假象，對(duì)于這一論斷還需要更多的證據(jù)來(lái)證實(shí)。

此外，這三階段的構(gòu)造變化在整個(gè)青藏高原東北緣以及西緣等區(qū)域范圍內(nèi)均有同期表現(xiàn)。

第一階段，晚始新世-中中新世。Clarketal.(2010)利用低溫?zé)崮甏鷮W(xué)的手段對(duì)西秦嶺北緣斷裂上盤進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在45～50Ma發(fā)生過一次快速的冷卻事件，這與西秦嶺北緣斷裂帶內(nèi)斷層泥的Ar-Ar測(cè)年結(jié)果一致(Duvalletal., 2011)；Dupont-Nivetetal.(2008)對(duì)青藏高原東北緣西寧-蘭州地區(qū)新生代地層磁偏角的研究變化揭示，古新世至中新世之間，該地區(qū)經(jīng)歷了約20°的順時(shí)針構(gòu)造旋轉(zhuǎn)；可見，早新生代的構(gòu)造變形在青藏高原東北緣廣泛地區(qū)均有報(bào)道，如柴達(dá)木盆地南北緣(Mocketal., 1999; Jolivetetal., 2001; Yinetal., 2002; Yinetal., 2008; Zhuangetal., 2011; Shietal., 2018)、祁連山內(nèi)部(Qietal., 2016; Heetal., 2017)、西秦嶺和西寧-蘭州盆地(Dupont-Nivetetal., 2004; Daietal., 2006; Wangetal., 2016)。

第二階段，中中新世-晚中新世。Zhengetal.(2015)對(duì)高原西緣塔里木盆地的阿爾塔什、柯克亞等地展開了磁性地層學(xué)的研究，揭示天山在中中新世時(shí)期構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈；積石山(Houghetal., 2011; Leaseetal., 2011)、鄂拉山(Duvalletal., 2013)等山脈的熱年代學(xué)研究也揭示了青藏高原東北緣眾多山脈在中中新世開始隆升；青藏高原東北緣的活動(dòng)斷裂如昆侖山斷裂(Fu and Awata, 2007; Duvalletal., 2013)；海原斷裂(Duvalletal., 2013)；溫泉斷裂(Yuanetal., 2011)；日月山斷裂(Yuanetal., 2011)也在中中新世開始活動(dòng)。

第三階段，晚中新世以來(lái)。Da?ronetal.(2007)、Charreauetal.(2008)、Sun and Zhang (2009)、Luetal.(2010)、Zhangetal.(2013)分別對(duì)高原西緣天山地區(qū)以及塔里木盆地周緣的庫(kù)車、和田等地進(jìn)行了同沉積生長(zhǎng)地層的磁性地層學(xué)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)高原西緣很多山間盆地構(gòu)造縮短變形的起始年齡均為晚中新世；Zhaoetal.(2001)、鄭德文等(2005)、Craddocketal.(2011)、Liuetal.(2011)、Luetal.(2012)對(duì)青藏高原東北緣西寧、貴德等盆地以及拉脊山、六盤山等山脈研究發(fā)現(xiàn)晚中新世經(jīng)歷了沉積速率的增加以及源區(qū)的急劇變化，這表明青藏高原東北緣諸多山脈在晚中新世經(jīng)歷了顯著的抬升剝蝕。

綜上，本文提出的阿爾金斷裂帶三階段的演化模型，在整個(gè)青藏高原西緣和東北緣區(qū)域均有廣泛的同期/準(zhǔn)同期的構(gòu)造事件響應(yīng)，指示了印度-歐亞大陸碰撞后在陸內(nèi)地區(qū)的遠(yuǎn)程效應(yīng)，進(jìn)而表明印度-歐亞大陸的匯聚作用在新生代早期就通過阿爾金斷裂帶傳遞而影響到整個(gè)青藏高原周緣地區(qū)，這一論斷還需要更多的證據(jù)來(lái)證實(shí)。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)對(duì)阿爾金斷裂帶沿線盆地長(zhǎng)序列高精度的磁性地層年代學(xué)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果為揭示阿爾金斷裂帶走滑和阿爾金山的隆升的時(shí)限和范圍提供了年代學(xué)基礎(chǔ)，并結(jié)合地層中的化石記錄以及沉積物、沉積環(huán)境和不同沉積層序間的接觸關(guān)系，初步建立起了阿爾金斷裂帶沿線盆地的新生代年代框架和沉積序列，識(shí)別出了沿著阿爾金斷裂帶盆地中廣泛發(fā)育的三期沉積與構(gòu)造事件，并確定了具體時(shí)代為晚始新世、中中新世與晚中新世。

(2)結(jié)合近些年發(fā)表的熱年代學(xué)等資料，對(duì)阿爾金斷裂帶新生代的演化模型進(jìn)行了討論，提出阿爾金斷裂帶新生代的三階段演化模型：第一階段，始新世-中中新世，阿爾金斷裂帶以大幅度的走滑運(yùn)動(dòng)為主，同時(shí)伴隨著阿爾金山小范圍的隆升；第二階段，中中新世開始，阿爾金山開始大規(guī)模的隆升活動(dòng)，伴隨著阿爾金斷裂帶較少量的走滑運(yùn)動(dòng)；第三階段，晚中新世以來(lái)，阿爾金斷裂帶發(fā)生了重新定向的變形，構(gòu)造活動(dòng)加強(qiáng)。

(3)阿爾金斷裂帶沿線盆地中古地磁磁偏角旋轉(zhuǎn)的結(jié)果以及巖體的熱年代學(xué)數(shù)據(jù)表明，在早漸新世至中中新世期間，阿爾金斷裂帶中段開始活動(dòng)，中中新世以后，沿阿爾金斷裂帶走向發(fā)生了分別向阿爾金斷裂帶東段和西段延伸的走滑運(yùn)動(dòng)，但對(duì)于這一論斷還需要更多的證據(jù)來(lái)證實(shí)。

(4)本文提出的阿爾金斷裂帶三階段的演化模型，在整個(gè)青藏高原西緣和東北緣區(qū)域均有廣泛的同期/準(zhǔn)同期的構(gòu)造事件響應(yīng)，指示了印度-歐亞大陸碰撞后在陸內(nèi)地區(qū)的遠(yuǎn)程效應(yīng)，進(jìn)而表明印度-歐亞大陸的匯聚作用在新生代早期就通過阿爾金斷裂帶傳遞而影響到整個(gè)青藏高原周緣地區(qū)，這一論斷還需要更多的證據(jù)來(lái)證實(shí)。

目前對(duì)阿爾金斷裂帶沿線盆地長(zhǎng)沉積序列的定年研究總體上仍然較少，下一階段應(yīng)在阿爾金斷裂帶沿線，尤其是阿爾金斷裂帶西段地區(qū)具有長(zhǎng)沉積序列的沉積盆地開展工作，系統(tǒng)厘定沿線地層年代，以此來(lái)不斷完善阿爾金斷裂帶的年代學(xué)框架；同時(shí)，發(fā)展新的定年技術(shù)，綜合多學(xué)科、多手段對(duì)阿爾金斷裂帶的年代學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)、綜合性研究。

本文對(duì)阿爾金斷裂帶兩側(cè)沉積盆地沉積記錄的研究以及其揭示的阿爾金斷裂帶走滑與阿爾金山隆升的時(shí)限和范圍的結(jié)果，有助于沿線地區(qū)油氣資源更加精確的勘探與開發(fā)，更好地服務(wù)于國(guó)家發(fā)展。

致謝與張佳偉博士進(jìn)行了有益討論。感謝審稿專家對(duì)文章提出的建設(shè)性意見，以及編輯部俞良軍老師的悉心編審。