构造-气候共同作用下酒西盆地晚第四纪构造地貌演化过程

Interaction of tectonic and climate is the key problem in the forefront of the solid earth and global change at present. Jiuxi Basin is located in the front of Qilianshan in the northern margin of the Tibetan Plateau. It is closed related with the region to the northeastern extension and growth of the Tibetan Plateau. It is also a sensitive area of the interaction of tectonic and climate. Our present proposal will focus on the episodic and dating of the step-like landforms such as terrace and alluvial fan, and comprehensive research of the active characters (fault and folding) in late Quaternary in Jiuxi Basin as the main content. Quantitative parameters, i.e., distribution, episodic period, migration model, incision and deformation rate of the terrace and alluvial fan, and kinematics and geometry, slip rate of the active tectonic will be obtained. Combined with the macro geomorphic parameters analysis of the drainage basin, the control or influence of regional tectonic activity and climate change to landform evolution will be discussed. Overall, our study will build the coupling model of tectonic-climate-geomorphology in Jiuxi Basin region. It provides a helpful evidence to understand the geomorphological evolution processes under the influence of the northeastern extension of the Tibetan Plateau.

构造与气候的相互作用是目前固体地球和全球变化中最前沿的核心问题。酒西盆地位于青藏高原北部边缘祁连山前，是与高原向北东扩展和增生紧密相关的地区，是构造-气候共同作用的敏感区域。本申请拟以酒西盆地内河流阶地、洪积扇等层状地貌面的分期与年代确定为研究的切入点，以酒西盆地晚第四纪构造（断裂和褶皱）活动特征综合研究为主要内容，获得阶地和洪积扇分布、期次、迁移方式以及阶地下切、变形速率，活动构造的几何结构、运动特性、滑动速率等定量参数，结合流域盆地宏观地貌参数指标综合分析，探讨本区构造活动、气候作用对地貌发育的控制或影响作用，构建酒西盆地地区构造-气候-地貌的耦合作用模式，认识和理解青藏高原北缘向北东扩展的影响下酒西盆地地貌演化过程。

酒西盆地位于青藏高原向北东扩展的最前缘，构造位置非常重要，晚第四纪以来经历了复杂的构造变形，是通过活动构造及地貌研究认识高原周边区域变形的理想场地。本研究通过对酒西盆地活动断裂及地貌的系统研究，获得了断裂晚第四纪活动的定量参数及各地貌面年代，结合区域构造研究成果，分析了构造气候作用下酒西盆地构造变形模式，并对构造变形的动力学机制做了相应探讨。. 玉门-北大河断裂为一条低角度逆冲断层，无走滑分量，断裂的垂直滑动速率东段为0.58±0.08 mm/a，中段为0.73±0.09 mm/a。在断裂西段，确定白杨河T2、T3、T4阶地的年代分别为8.6±1.7 ka、21.6±5 ka和55.3±2.4 ka。根据测量得到的实测阶地变形量，推测引起阶地变形的盲逆断裂的垂直滑动速率为0.94±0.32 mm/a。探槽揭示玉门-北大河断裂东段全新世以来至少有3次古地震事件，年代分别为1.7±0.3 ka、4.1±06 ka~5.4±0.3 ka之间以及8.4±1.0 ka之前。阴洼山断裂晚更新世以来垂直滑动速率为0.08±0.02 mm/a，断裂在距今约16 ka、10 ka、5 ka发生过3次古地震事件。新民堡断裂晚更新世以来垂直滑动速率为0.11±0.02 mm/a，为1785年玉门惠回堡6¾级地震的发震断裂，此前在3.8±0.3 ka还曾有过一次活动。白杨河断裂晚更新世以来缩短速率为0.48±0.03 mm/a，断裂在全新世以来发生过2次古地震事件，分别发生在距今8.7±0.6 ka和3.9±0.5 ka。. 通过对酒西盆地断裂古地震数据综合对比，判断盆地内部阴洼山断裂及白杨河断裂地震危险性较高。酒西盆地断裂以挤压逆冲和褶皱变形为主要特征，利用断裂滑动速率和断裂倾角估算的横跨酒西盆地垂直祁连山方向上地壳缩短速率约为2.3 mm/a，平行阿尔金断裂方向的地壳缩短率约为2 mm/a，与阿尔金断裂尾端衰减的滑动速率相当，阿尔金断裂可能终止于酒西盆地，并未向东延伸。研究发现酒西盆地断裂变形模式为前展-后展-反冲式。酒西盆地构造变形与阿尔金断裂尾端走滑速率的衰减及祁连山北东向扩展有关，祁连山向北东的扩展与阿拉善地块碰撞，形成了酒西盆地现今复杂的构造样式和地貌特征。