天山内部走滑断裂中晚第四纪活动速率研究——以开都河断裂为例

As the most active intracontinental mountain belt in the world, the Tian Shan Mountain need to be know how the spatial distribution of deformation across the orogen and what about slip rate of active tectonics within the mountain belt. Nevertheless, little work has been done to quantify the slip rates, magnitudes, and/or timing of faults within the orogen, unlike the margins of the orogen where numerous studies have described active faults. This fund plan focuses on the typical offset landform on Kaidu He active fault within Tian Shan mountain belt. We plan constrain the slip rate of the western part of Kaidu He fault. The displaced geomorphic features along Kaidu He fault acquired from ultra high-resolution digital elevation models (DEM) developed from a multirotor unmanned aerial vehicle (UAV). Cosmogenic 10Be depth profile plan to constrain the timing of the displaced features. Using the different time period of offsets and ages, we can calculate the slip rates of Kaidu He fault in different time periods. This study can provide new data for completing and understanding patterns of strain distribution across Tian Shan mountain belts, and may favor to seismic hazard assessment of this area.

天山作为典型的陆内再生造山带，研究其现今内部断裂的变形特征和活动速率对于认识整个天山造山带的应变分配方式和变形过程具有重要意义。现今天山活动构造的研究大部分集中在天山两侧向盆地扩展的前缘部分，然而对于天山内部活动构造的定量化研究并不多见。本项目拟对天山内部大型走滑断裂-开都河断裂的部分典型地貌断错区进行详细的地质活动速率研究，通过利用无人机航拍手段建立超高分辨率断错地貌的数字高程模型，并精确测量断错量，利用宇宙成因核素深度剖面法详细测定不同期次被断错地貌面的暴露年龄，进而求取开都河断裂带不同时间尺度上的活动速率，这一方面为认识现今天山的变形过程和变形方式提供定量化的数据支持，另一方面对于理解天山内部强震发生地点和地震危险性具有重要现实意义。

天山是典型的陆内再生造山带，其内部构造变形样式复杂且多样。其中尤为显著的是多条长度长线性良好的NW－SE和ENE－WSW的走滑断裂切割山体内部，并表现出线性笔直的槽谷型地貌景观。现今天山内部的多次强震活动与这类走滑断裂关系密切，因此精细化厘定这些断裂的活动速率和活动特征对于认识现今天山内部变形方式和变形过程具有重要的意义。本研究聚焦于对南天山内部1条NW－SE向右旋走滑断裂-开都河断裂的活动特征研究。开都河断裂起自大尤鲁都斯盆地南缘并向SE延伸，切穿南天山焉耆盆地内部，在盆地西南部形成线性连续且笔直的陡坎地貌，尤其是断层在穿过中晚更新世两期洪积扇时断错了扇体上一系列不同时代的河流冲沟，形成从3-248 m不等的右旋位错量。通过利用多视角摄影测量技术沿断裂对近12km线性构造地貌进行了条带状航拍，建立了分辨率高达0.25m的数字地形数据。精确测量了22个典型右旋位错值，发现其位错峰值主要集中在3.5m、7.0m、11.8m和14.5m，总结认为开都河断裂单次地震右旋走滑位移量大致在3~4m之间。此外，利用原地宇宙成因核素深度剖面法测定断错洪积扇面的暴露年龄为~235.7ka。结合所测量到冲沟最大的右旋位移量248m，得到开都河断裂晚更新世以来最小右旋走滑速率为 ~1 mm/a。通过与天山内部其余活动构造变形速率对比，认为开都河断裂在调节天山内部构造变形中起到重要作用，应是天山内部主要的变形构造和应力应变积累区，未来具有发生强震的危险性。