祁连山中、东段河流阶地变形与构造变形速率研究

青藏高原及其边缘山系的构造变形速率和分布特征是理解青藏高原及周边山地隆升变形历史和机制的重要基础。位于青藏高原东北边缘的祁连山在第四纪以来经历了强烈的变形和抬升。本项目针对该区域两个急需解决的关键问题：祁连山山体内部是如何响应青藏高原北部地壳缩短的？晚第四纪以来的构造变形速率与全新世以来和现今GPS观测速率是否一致？拟对位于祁连山中段和东段山体内部及边缘的河流阶地与阶地变形进行研究，通过高精度的高程测量与年代学研究，得到晚第四纪以来河流下切速率与区域构造变形速率，分析祁连山山体内部对青藏高原北部地壳缩短的响应，并对比分析构造变形速率时空分布特征，探讨祁连山构造变形动力学机制。

本项目计划利用河流阶地变形分析祁连山构造变形，得到祁连山中、东段构造变形速率、过程与特征，为探讨青藏高原抬升扩展的科学问题提供重要数据与理论依据。在祁连山东段，主要对西营河与金塔河河流阶地变形进行了详细考察与测量，通过阶地变形与阶地年代计算得到50 ka以来，皇城-塔儿庄断裂平均垂直错断速率为0.22±0.07 mm/a；130 ka以来，康宁桥断裂平均垂直错断速率为0.25±0.17 mm/a。沿南营背斜金塔河河流阶地发生了明显的褶皱变形，通过阶地变形计算得到其下覆断裂的几何学形态为:低角度逆冲-旋转斜面逆冲-高角度逆冲。利用阶地年代与变形量，我们计算得了～70 ka以来，南营背斜区域地表以下～10 km地壳的平均缩短速率为0.8±0.2 mm/a。对比断裂错断速率与南营背斜地壳缩短速率，发现在祁连山东段背斜变形在地壳缩短中有很重要的贡献量，分析区域地壳变形要充分考虑断裂几何学特征与变形深度。祁连山中段大河阶地变形研究得到，榆木山南部区域在～130 ka之前相对沉陷或稳定，区域接受沉积；130 ka之后新的断裂开始形成并逐步生长，导致大河区域开始抬升，并发生褶皱变形，河流持续下切，河流阶地发生变形。通过祁连山中、东段河流阶地变形研究，发现在活动造山带阶地变形是区域构造变形的重要证据与构造分析载体，对较老的构造体系阶地变形可以分析其构造运动学机制，对较年轻的构造体系可以分析其活动时间与变形过程。