渭河地堑中南缘第四纪北东向正断层系与近东西向正断层系双向断陷的形成机制

In general, a graben is affected by an extensional stress in only one direction to form an normal fault systems to the direction of the extensional stress. However, the Weihe graben develops a NE normal fault systems and a near EW normal faults systems.It shows that the formation of the normal fault system of quaternary in Weihe graben is controlled by a special tectonic stress field.This project plans to conduct a systematic survey of the geometry and kinematics of the fault systems in the Weihe Graben. By means of tectonic stress field inversion of fault marks, the tectonic stress field at different faults and different periods is analyzed for summarizes the formation mechanism of the NE normal fault systems and the near EW normal faults systems in the Weihe Graben.It is a great significance to improve the tectonic deformation pattern of the graben area. This study is expected to submit 4-5 of the SCI papers.

通常地堑仅受一个方向的伸展应力作用，形成一组与伸展应力方向垂直的正断层系（即单向正断层系）。然而，渭河地堑中南缘第四纪却发育一组北东向正断层系（如临潼-长安断裂、石堤峪-蓝田断裂等）和一组近东西向的正断层系（如渭南塬前断裂、骊山山前断裂等）（即双向正断层系），显示具有双向断陷的特征，暗示渭河地堑中南缘双向正断层系的形成不同于普通地堑所形成的单向正断层系，其形成可能受特殊构造应力场支配。本申请拟对渭河地堑中南缘双向正断层系开展系统的几何学、运动学和活动性调查，通过断层擦痕的构造应力场反演，分析不同断层、不同时期的构造应力场方位，厘定渭河地堑中南缘构造应力场随时间的变化特征；同时分析西安地区地裂缝的空间展布，分析地裂缝形成的动力学机制；在构造应力场分析的基础上，结合深部地球物理资料，分析渭河地堑中南缘双向断陷的形成机制，对完善地堑构造变形样式与机制具有重要意义，预期提交SCI论文4-5篇。

渭河地堑中南缘发育的北东向正断层系和近东西向的正断层系，显示具有双向断陷的特征，是什么机制控制渭河地堑中南缘北东向正断层系和近东西向正断层系的双向断陷呢？为此，本项目开展了对渭河地堑中南缘双向正断层系几何学、运动学和活动性调查，通过断层擦痕的构造应力场反演，分析不同断层、不同时期的构造应力场演化，调查了主要活动断层的灾害效应，探讨了渭河地堑中南缘双向断陷的形成机制，取得一系列重要成果：（1）对秦岭北缘断裂的野外调查和断层相关沉积的AMS14C测年，确定在晚更新世-全新世最新的2次活动时代约为11ka和8ka，并在第四系沉积中发现了可靠的左旋走滑运动水平构造形迹；（2）华山山前断裂在方山峪断层切割的洪积扇中，通过碳屑的AMS14C测年获得1690-1670cal BP、1880-1720cal BP年龄，并在华县莲花寺古滑坡小型堰塞湖有机质沉积的AMS14C测年中获得年龄为6198-5997 cal BP年龄，确定华山山前断裂在全新世至少存在约6.2-6.0ka、1.9-1.7ka和公元1556年3次活动；（3）开展了活动断层灾害效应研究，通过对翠华山水秋池古山崩堆积物的AMS14C、10Be测年，确定山崩时代约为12ka、8ka，其与秦岭北缘断裂最新2次古地震时代一致，确定了翠华山水秋池古山崩是由全新世秦岭北缘断裂2次古地震触发的，为中国山崩地质公园的科学研究提供了新的证据；（4）秦岭北缘断裂下盘的大峪、库峪一带的侏罗纪花岗岩中发现了一系列代表地壳伸展的辉绿岩脉群，其锆石U-Pb测年为137、132 Ma，表明秦岭地区在早白垩世早期构造应力场由挤压转变为伸展；（5）渭河地堑北东向正断层系与近东西向正断层系是由始新世-中新世早期古太平洋NW-SE拉伸构造应力场向中新世晚期-第四纪青藏高原向东挤出的走滑构造应力场转换形成的成因机制。