墨脱断裂带第四纪运动特征及其在东构造结变形中的作用

The Eastern Himalayan Syntaxis (EHS) is the region with strongest tectonic stress, the fastest rate of uplift and exhumation and the strongest Cenozoic tectonic deformation within the Himalayas.As the southeast border of the EHS, the Medog fault zone is evolved on the basis of the Yarlung-Zangbo suture zone, whose tectonic deformation is closely related to the deformation of the EHS. However, due to its geographical location, less research is carried out on the spatial distribution and the Quaternary movement characteristics of the Medog fault zone. This project studies the Quaternary movement characteristics of the Medog fault zone, and explores its relationship with the deformation of the EHS, by combining geological-geomorphological survey, spatial data analysis and seismic research. The main contents include are as follows. ①Analyze the spatial distribution and motion of the Medog fault zone by utilizing high-precision DEM and remote sensing data. ② In the key areas and along the fault zone, carry out large map scale geological and geomorphological mapping of the surface feature to identify faults location and Quaternary geology and geomorphology phenomenon. Then, in some typical places, excavate trenches to identify the quaternary paleoseismic events with surface rupture and determine the fracture the latest activity times and sliding rate. ③ Analyze the relationship between seismic activity and major faults by precise positioning and seismic focal mechanisms solution. ④Comprehensive study the Quaternary movement characteristics of Medog fault zone and explore its role in the deformation of the EHS.

喜马拉雅造东构造结是整个喜马拉雅山脉中构造应力作用最强、隆升和剥露速率最快、新生代构造变形作用最强的地区。作为东构造结的东南边界－墨脱断裂带是在雅鲁藏布江缝合带基础上发展而成的，其构造变形与东构造结变形密切相关。但由于其所处的地理位置，其空间展布和第四纪运动特征的研究程度很低。本项目采用地质－地貌调查与空间数据分析、地震学研究相结合，综合研究墨脱断裂带第四纪运动特征，探讨其与东构造结变形的关系。主要研究内容包括：①通过高精度DEM和遥感数据分析，研究断裂的空间展布和运动方式等；②对重点区域和沿断裂带的地表形迹开展大比例尺地质-地貌填图，查明断层的位置及第四纪活动的地质地貌现象，并在典型地点开挖探槽，查明断层第四纪地表破裂型古地震事件，确定断裂最新活动时代和滑动速率；③进行地震精确定位和震源机制解研究，分析地震活动与主要断裂的关系；④综合研究断裂第四纪运动特征，探讨其在东构造结变形中的作用。

墨脱断裂该断裂带是南迦巴瓦构造结的东南边界断裂，大致雅鲁藏布江峡谷展布，由多条次级断层组成，总体呈北东走向，全长约100km。包括墨脱断裂、金珠藏布断裂、朱巴-德兴断裂、那儿东断裂、月尔冬断裂和马尼翁断裂等。断裂通过部位卫星线性影像明显，多处发育断层槽谷、坡中槽和滑坡体，并左旋断错山脊和水系。探槽、钻孔和地质剖面揭示墨脱断裂距今3200a、6100a以来发生过1次古地震事件，4000a以前至少发生过2次古地震事件，其地震复发间隔约为3000a；果朱巴-德兴断裂距今600-1200a发生过1次古地震事件，2100-10000a之间至少发生过2次古地震事件，其地震复发间隔约为4500a；那儿东断裂8400a前有2次、4200a以后有1次古地震事件，其地震复发间隔约为4500a。根据墨脱城北T5阶地上冲沟水平位移120m±、垂直位移28m±，形成年代55ka，得到墨脱断裂的水平速率为2.2mm/a±、垂直速率为0.5mm/a±；德兴乡洪积扇上冲沟水平位移12m±、垂直位移3m±，形成年代8000a，得到金珠藏布断裂的水平速率为1.5mm/a±、垂直速率为0.4mm/a±；阿仓村西洪积扇上冲沟水平位移45m±、垂直位移12m±，形成年代30000a，得到马尼翁断裂的水平速率为1.5mm/a±、垂直速率为0.4mm/a±。依据墨脱断裂最大水平位移280m±，计算获得其左旋运动起始时间为127ka；马尼翁断裂最大水平位移160m±，其左旋运动起始时间为116ka；金珠藏布断裂最大水平位移160m±，其左旋运动起始时间为116ka。即墨脱断裂带的左旋运动起始时间为晚更新世。据此，根据朱巴-德兴断裂的最大水平位移230m，得到其水平速率为1.8mm/a±；那尔冬断裂的最大水平位移100m，其水平速率为0.9mm/a±；月尔冬断裂的最大水平位移130m，其水平速率为1.1mm/a±。墨脱断裂带晚更新世以来累计运动速率为9.0mm/a±，与GPS的现今运动速率8mm/a±相近。台站监测资料显示小震活动沿墨脱断裂带附近呈密集条带分布，其两侧10km范围内的12个地震震源机制解中，左旋运动占66.7%，逆冲运动占41.6%，揭示其现今运动为左旋逆冲运动。以上结果表明墨脱断裂带晚第四纪以来运动主要受阿萨姆构造结的向北推挤控制，而与南迦巴瓦构造结的运动无关。