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Tectonophysics:晚新生代以来龙门山中段的几条主要断层的逆冲运动:来自低温热年代学的证据

2017-05-31

在青藏高原的东缘,巴彦喀拉块体的东向运动受到强硬的华南块体的阻挡,形成了高出四川盆地约4000米的龙门山。沿着龙门山发育了几条倾向北西的断裂,分别为汶川-茂县断裂、北川-映秀断裂和江油-灌县断裂,被统称为龙门山断裂带。2008年汶川地震的发生使得龙门山地区成为热点之一。研究者根据对汶川地震的同震破裂测量以及一些地球物理和地球化学数据,对于龙门山的隆升机制进行了讨论,主要有两类观点:(1)上地壳缩短造成龙门山的隆升;(2)中下地壳的增厚造成龙门山的隆升。对于龙门山隆升机制的认识直接关系到印度-欧亚板块碰撞形成的青藏高原的隆升机制研究。

低温热定年是研究山体隆升-剥露过程的重要方法,在龙门山中段地区得到了广泛应用。但是前人研究主要集中在位于汶川-茂县断裂和北川-映秀断裂之间的彭灌杂岩,而其两侧数据缺乏。因此,龙门山中段的主要断层的晚新生代运动学性质尚且未知。365娱乐游戏平台活动构造研究室的谭锡斌副研究员、徐锡伟研究员与合作者在龙门山中段地区的汶川-茂县断裂上盘区域和江油-灌县断裂的上盘区域进行了低温热年代学研究工作,揭示出雪隆包杂岩(位于汶川-茂县断裂上盘)和山前地区(位于江油-灌县断裂的上盘)的晚新生代剥露历史,并进一步获得了晚新生代以来的三条主要断层的逆冲活动历史(图1)。研究结果揭示出龙门山中段的三条主要断层晚新生代以来全部为逆冲断层,且存在向盆地顺序扩展的现象(图1)。



图1、龙门山中段的深部结构及地表剥蚀


根据本研究获得的龙门山中段三条主要断层晚新生代以来的运动学性质,我们认为上地壳缩短是龙门山隆升的重要机制之一。本研究结果否定了图2b对于龙门山隆升机制的解释,即否定了“彭灌杂岩是被中下地壳物质流动顶起的”这一认识,但是不能完全否定中下地壳的增厚对于龙门山隆升的贡献。



图2、龙门山的隆升机制解释图


以上研究结果发表在国际知名地学期刊Tectonophysics上(Tan X. B., X.W. Xu, Y.H. Lee, R.Q. Lu, Y. Liu, C. Xu, K. Li, G.H. Yu, W.J. Kang. 2017. Late Cenozoic thrusting of major faults along the central segment of Longmen Shan, eastern Tibet: Evidence from low-temperature thermochronology. Tectonophysics, 712-713:145-155)
https://authors.elsevier.com/a/1V7-w98wdi43f  (valid for 50 days, until July 19, 2017)
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040195117301993