DOI:10.16108/j.i ssn1006-7493.1998.01.007
第4卷 第1期高 校 地 质 学 报Vo l.4 No.1 1998年3月Geolo gical Jo urnal o f China Univ ersities Ma r.,1998索尔库里盆地的形成、演化及其与 郭召杰 张志诚 王建君
(北京大学地质学系)
摘 要 阿尔金走滑断裂带主要由阿尔金主干断层与几条近于平行的左行走滑断层和 斜交断层组成，其空间分布规律可用左行走滑简单剪切模型解释。索尔库里盆地是阿尔
金断裂带中一个新生代断陷盆地，属于典型松弛分叉型走滑拉分盆地。索尔库里盆地扩
张开始于上新世，至今扩张量约为40km，其扩张速率约为0.8cm/a。按相同的位移速
率，本文估算了阿尔金主干断层自始新世晚期以来的走滑量，大约为320km。
关键词 阿尔金断裂带 索尔库里盆地 走滑构造 松弛分叉型 拉分盆地
分类号 P542
阿尔金断裂带是我国西北地区一条重要走滑断裂带。Mo lnar等[1]首先利用卫星照片解译了阿尔金断裂带的空间展布特征，认为它是亚洲大陆中部最显著的一条左行走滑断裂，并将其形成与青藏高原的隆升和喜马拉雅的碰撞联系起来。从此以后，阿尔金断裂带成为全球地球科学研究的热点地区之一。八十年代以来，国内外许多学者从不同方面对阿尔金地区开展了研究[2～10]，取得了重要进展。本文主要分析阿尔金断裂带中索尔库里盆地的形成机制、构造演化及其与阿尔金断裂带的关系。
1 阿尔金断裂带的几何学特征
阿尔金断裂带横亘于我国西北甘肃、青海、新疆等省区之间，西南起于西昆仑造山带，东北止于祁连山造山带西端，全长1000余公里。
从野外地质调查和卫星影像上分析，阿尔金断裂带是由多条断层组成的巨型走滑断裂系。其主要断层有(图1):①阿尔金主干断层：西起东、西昆仑交界地区，经阿羌、叶拉、茫崖、索尔库里、阿克塞等处，至祁连山西端。阿尔金主干断层是一条近于平直的贯通两端的断层，在多处发育明显的断层构造地貌现象，如在吐拉牧场北缘沿断层地表出露处有一系列的串珠状泉眼分布：在索尔库里及其以东地区，有狭长的断裂谷地发育，谷地边缘发育陡直的断层崖和断层三角面山。②车尔臣断层：沿塔里木盆地东南缘车尔臣河分布，西起民丰附近，东北至罗布庄
本文1997年6月收到,11月改回。
第一作者简介：郭召杰，男,1963年生，副教授。主要研究方向为构造地质学和石油地质学。通讯地址：北京市海淀区北京大学地质学系，邮编:100871。
图1 阿尔金断裂带的几何学特征
Fig.1 Geome tric fea ture of fa ults in the Altun Tag h
1主干断层走滑方向,2走滑断层,3正断层,4逆冲断层;综述论文
①阿尔金主干断层,②车尔臣断层,③若羌-米兰断层,④三危山断层,⑤红柳沟-拉配泉断层,⑥索尔库里盆地北缘断层南，在断层东北端有明显的分支。断层两侧植被等地貌特征明显不同，在人工地震资料中有明显的反映。③若羌-米兰断层：西起若羌附近，经米兰、罗布泊南缘、罗布泊东部的阿奇克谷地至甘肃北山地区，地貌特征和卫星影像十分清晰[8]。需要指出的是，前人[4,10]
多认为车尔臣断层(或且末断层)与若羌-米兰断层是一条连通的断层，事实上从卫星影像上看[11]，二者正如图1所示，在若羌附近二者呈右列雁行状，两条断层之间是典型的挤压隆起区(push -up )。④三危山断层：沿敦煌附近的三危山北缘山前发育，长约300km，断层南侧为前寒武纪敦煌变质岩系，北侧主要为第三系砂砾岩，局部地段为侏罗系煤系地层。②③④三条断层与阿尔金主干断层近于平行，是阿尔金断裂带的主要分支断层系。除上述平行分支断层外，还发育一系列与阿尔金主干断层斜列的次级断层，主要有:⑤红柳沟-拉配泉断层，位于阿尔金山北缘，是山盆的分界线;⑥索尔库里盆地北缘断层，东起索尔库里附近，沿盆山界限分布，西止于阿尔金山中。另外，三危山断层、若羌-米兰断层也都有分支断层发育(图1)。
阿尔金断裂带中主要断层的分布特征是符合其左右走滑运动学规律的。Ch ristie-Blick ＆ Biddle [12]、Sy lv ester [13]和Price ＆ Co sg rov e [14]曾详细分析了走滑断裂及其分支断层的空间几何关
系，在左行走滑断裂带中主要破裂面的发育特征可用图2所示，其主要破裂面有:Y 面(master fault)、R 面(riedel shear)、R ′面(conjuga te riedel shea r)、T 面(tension fracture)和P 面(p shear)等。
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阿尔金断裂带中主要断层的空间分布规律可用图2所示的力学模型解释。阿尔金主干断层是主滑移面，与之平行的车尔臣河断层、若羌-米兰断层以及三危山断层等应是Y 剪面，而红柳沟-拉配泉断层、索尔库里北断层等为P 剪面,P 面是与主剪面旋向相同的剪切面。在三危山等断层带中，还发育有R 面断层等分支。2 索尔库里盆地形成机制按Mann [15]和Christie-Blicks [12]等人的意见，凡是与显著的走滑断层相伴的沉积盆地，均
60高校地质学报4卷
图2 左行简单剪切状态下构造面的角度关系(仿Ch ristie-Blick and Biddle,1985)Fig.2 A ng ular relations be tween str uctur es fo r med unde r idealized sinistr al simple sh ea r (a fter Christie -Blick and B iddle ,1985)可称为“走滑盆地”(strike-ship basin)。索尔库里盆
地是现今阿尔金断裂带中盆地之一(图3)，因此是
一个典型走滑盆地。郑剑东[4,5]、蔡学林等[6]和唐哲
民等[10]
均提出索尔库里盆地是一个拉分盆地的概
念，但对其形成的动力学分析不太确切。
Ha rding [16]详细论述了走滑拉分盆地形成的
主要模式，分别是：松弛弯曲型(releasing bend )、松
弛分叉或交汇型(releasing splay o r junctio n)、松弛叠覆型(releasing ov erstep)和雁列式伸展断裂
型(en echelo n ex temal faults )。从索尔库里盆地发
镁橄榄石
育构造位置看，显然应与松弛分叉型走滑盆地相当。阿尔金断裂带中的构造面发育可用图2所示的谐波电流
模式来解释，那么构成索尔库里盆地南北边界断层
的分别是主剪切面(Y )——阿尔金主干断层和
P 面——索尔库里盆地北缘断层。从力学性质上分析,P 面是一个压扭面，在近于平行P 面方向(
实际
图3 索尔库里盆地几何形态及其形成机制
Fig.3 M o del fo r the fo rma tio n o f X o rkol Ba sin 上是垂直T 面方向)是拉张性质，因此在Y 面
与P 面之间的区域易形成沿近于Y 面和P 面
方向扩张的断陷盆地，这也正是松弛分叉或交
汇型走滑拉分盆地的形成机制。索尔库里盆地
的西边界是一条正断层，断层上盘脱离直接暴
露出断层面，断层面上擦痕及方解石生长束均
发育，指示正断层性质[10]
。索尔库里盆地中央南北向发育一条很窄的断陷湖泊——乌苏肖湖，正是盆地现今扩张中心。
从上述分析可知，索尔库里盆地是一个典型松弛分叉型走滑拉分盆地，盆地的形成是由主剪切面(Y 面)和次级断层P 面联合控制的。3 索尔库里盆地构造演化及其与阿尔金断裂带的关系
从野外露头调研可知，索尔库里盆地主要为第四系覆盖，仅在其南缘阿卡腾能山北坡野马沟口附近见到盆地最早的边缘相上新统沉积，分别为下油沙山组(N 2y 1)和上油沙山组(N 2y 2)。它们分别在不同部位不整合于元古界、奥陶系、侏罗系和花岗岩体之上，但其沉积厚度明显小于柴达木盆地。下油沙山组(N 2y 1)仅零星分布，以棕红砂砾岩为主；上油沙山组(N 2y 2
)沉积厚度为300余米，粒度也较下油沙山组粗。从上述资料可知，索尔库里盆地的扩张作用应开始于上新世(约5.2Ma )。
前文已经论述，索尔库里盆地是一个松弛分叉型的走滑拉分盆地，其扩张方向为N E-SW 向。乌苏肖湖是索尔库里盆地的现今扩张中心，也是现今沉降中心，其西边缘为扩张边界，因此索尔库里盆地在扩张方向上不是对称扩张，而是一个西断东超的箕状断陷。本文用图4所示模型来表达索尔库里盆地的形成机制。61 1期郭召杰等：索尔库里盆地的形成、演化及其与阿尔金断裂带的关系研究
图4 索尔库里盆地扩张模式Fig.4 M odel for the ex panding o f X o rkol Ba sin
依据图4所示的模式，可以分析索尔库里
盆地及其阿尔金主干断层的位移量和运动速
率。如图4所示，取在轴向上原长为L 0，盆地现
今长度为(L ′+L 0cos T )，盆地在轴向上的伸展
量△L =现长-原长=(L ′+L 0cos T )-L 0，因T
角度较小(<5°)，故cos T ≌1。从前式可知:△L
≌L ′。从野外和地质图中可量得L ′约为40km
左右。也就是说，索尔库里盆地的扩张量至今约
为40km 。因索尔库里盆地扩张开始于上新世
(取 5.2a)，因此盆地扩张速率为V =△L /△t
=40km /5.2Ma ≌0.8cm /a 。
从索尔库里盆地形成机制分析可知，盆地
的扩张是由阿尔金主干断层的走滑活动控制
的，盆地的扩张规模和速率应代表了同期阿尔金主干断层的位移规模和位移量。因此，阿尔金主干断
层上新世以来的走滑位移量约为40km ，走滑速率为0.8cm /a 。一般认为，阿尔金断裂带的活动与喜马拉雅碰撞事件有关，如取阿尔金主干断层活动开始于始新世纪晚期(约40Ma )，按照其上新世以来的活动速率估算，阿尔金主干断层的总位移量约为0.8cm /a ×40Ma=32km 。当然这一估算的位移量不包括阿尔金断裂带中其它断层的位移量。
致谢 作者感谢北京大学地质学系钱祥麟教授、何国琦教授、郑亚东教授和南京大学地球科学系卢华复教授等的热情指导和帮助!参 考 文 献
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12 Christie-Blicks N ,B iddle K T.Defo rmation a nd basin fo rmation a lo ng strike-slip faults,in B iddle,K T ,and Christie -Clicks ,N ,eds .,St rike slip defo rma tio n ,ba sin for matio n ,.a nd sedimentaio n ,Socie ty o f E-
62高校地质学报4卷
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FORMATION AND EVOLUTION OF
THE XORKOL BASIN AND ITS RELATION
TO THE ALTUN TAGH FAULT
Guo Zhaojie
大理学院图书馆
Zhang Zhicheng Wang Jianjun (Department of Geology ,Peking University ,Beijing 100871)
Abstract :The Altun Tagh fault,a famo us hug e sinistral strike-slip fault in NW C H ina,is com posed mainly of the Altun master shear a nd sev eral secondary fracture.The relatio nship betw een master and seco ndary structures may be ex plained by a sim ple shear model .It is o ne o f the ty pical strike-slip pull-apar t basins which fo rm ed in the setting o f releasing splay area in Altun Tagh.The Xo rkol basin beg an to ex tend in Pliocene a nd its ex tensio nal w idth is now about 40km .The ex tending rate of the Xorkol basin is abo ut 0.8cm /a .Based o n the same rate ,the displacement of the Altun master shear is estimated 320km fro m later Eocene.
Keyword :Altun Tagh fault,Xorkol basin,strike slip,releasing splay ,pull-apar t basin 63
1期郭召杰等：索尔库里盆地的形成、演化及其与阿尔金断裂带的关系研究
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