龙门山前缘晚新生代构造地貌—活动地震研究与三维构造建模

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位于青藏高原东部边缘的川西前陆盆地和龙门山褶皱冲断带的是研究我国中新生代大陆构造演化的关键地区。前人的研究已表明新生代的构造变形叠加和改造了龙门山冲断带的大部分形成于中生代的古构造,而龙门山、川西以及青藏高原东部的所有现今地形地貌现象都是新生代印藏碰撞的产物。在前人已有的研究基础上,本文以地理信息系统(GIS)和三维建模方法为技术平台,综合地面地质、地层、地震、地震反射剖面、钻井分层等资料,重点研究了龙门山和川西盆地晚新生代构造地貌和地震活动的分段性,初步讨论了川西南盆地中的新构造样式及特点,最后以邛西和邛西南构造为例讨论了川西南盆地中的典型新构造的三维几何样式和在四维空间内的演化和传播模式。龙门山冲断带的现今地貌和构造活动表现对于理解青藏高原东缘和四川盆地的晚新生代演化具有非常重要的意义。已有的认识多数是从“山”的角度得出的,我们尝试从“盆”这一角度,利用近二十年来的地震活动资料和地震反射剖面,结合数字高程模型(DEM)来探讨四川盆地及龙门山的现代地貌特征和现代活动表现。我们的初步研究结果表明:1.龙门山的现今地貌和地震分布具有明显的南北分段性;2.青藏高原东缘活动块体边界表现为由龙门山南段北东向构造在安县附近转折为岷山的南北向构造;3.龙门山南段的现代地震活动已深入川西南盆地内部,形成地壳规模的楔形逆冲构造,地震活动、现代地貌和地震反射剖面的证据揭示了南龙门山及川西南盆地存在晚新生代构造缩短的可能性。 本文根据青衣江两岸地貌特征、构造走向的差异和GPS观测点速度在青衣江两岸形成的速度差提出现今青衣江代表了川西南盆地的南部构造边界。此外,我们和前人的研究都表明晚新生代青衣江曾经发生过改道,名邛台地上的古更新世冲积扇即可能是由古青衣江形成的。而恰恰在这个古冲击扇上的褶皱变形表明其深部的南北向断层传播褶皱是—更新世以来发育的新构造。我们利用覆盖在这一南北向构造北部的三维地震数据和钻井数据建立了邛西和邛西南构造的三维几何学模型,并结合地貌学详细讨论了邛西和邛西南构造的由南向北的横向传播历史和由简单断坡到下断坪—断坡的混合断层传播褶皱构造演化模型。我们的研究不仅提出了一个可能的构造演化模型,还间接地肯定了川西南盆地内早期北东向的平落坝构造更新世以来仍然在活动。最后,综合川西南盆地内地震震源分布、对盆地内新构造的解析和讨论并结合前人对川西南盆地内构造样式的认识,我们认为川西南盆地中的新构造变形可能表现为沿多个不同深度拆离面上发生的滑脱缩短褶皱变形,而这种变形可能是较弱的。
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