2015年西昆仑山前皮山Mw6.5地震的发震断层及其区域构造-沉积格局

2015年7月3日,新疆和田皮山县西南约10 km处发生了Mw 6.5级强烈地震(图1)。据中国地震台网中心给出的发震构造,两组节理面产状分别为“314°、68°、97°”与“115°、23°、72°”,震源深度约为10-20 km。此次强震位于西昆仑山前与塔里木盆地的盆山过渡带,野外调查表明震区无明显的同震地表破裂,前期推测发震断层可能是山前隐伏的泽普断层(F2)。因西昆仑山前的塔西南盆地边缘浅层被较厚的第四纪沉积物覆盖,发震断层和地下构造并不明确。中国地震局地质研究所活动构造研究室的鲁人齐副研究员等通过对研究区二维人工地震反射剖面的构造解析,分析了皮山Mw 6.5地震的发震断层的性质,断层的几何学、运动学特征,隐伏活动断层生长发育的区域构造特征等,进一步揭示了西昆仑和塔西南盆地的断裂体系及其浅深层构造-沉积格局。研究取得以下主要认识和结论:

2015年西昆仑山前皮山Mw6.5地震的发震断层及其区域构造-沉积格局
图1. 2015年新疆皮山Mw6.5级地震及其区域构造位置 (F1:铁克里克断层;F2:泽普隐伏断层;F3:玛扎塔格断层)

 

(一)研究认为西昆仑山前浅层的泽普隐伏断层(F2)并不是皮山Mw 6.5级地震的发震断层(图1,图2)。皮山地震的发震断层,为西昆仑山前深度约9-13km的前缘低角度逆冲断层;该发震断层发育在下古生界滑脱层之上(图2),断层倾角约20°左右;断层样式为逆断层转折褶皱,断层累积滑移量约2km;断层发生转折交于上覆古新世的膏盐岩滑脱层(D1),断层前翼膝折带导致上覆地层褶皱变形。

(二)区域二维人工地震反射剖面的解释,揭示了西昆仑山前-塔西南盆地的断裂体系(图2)。研究认为浅层古新世的膏盐岩滑脱层(D1)和中深层寒武纪膏泥岩滑脱层(D2),总体控制了塔西南的断裂发育;浅层发育叠瓦构造,滑脱层之间总体为一构造楔形体,内部发育叠加双重构造;通过对研究区不整合面、轴面和断层切割关系的研究,识别了该地区中新世的以来的两期构造事件,分别对应盆地内部玛扎塔格浅层(F3)和深层(F4)两组断裂的生长和发育。

2015年西昆仑山前皮山Mw6.5地震的发震断层及其区域构造-沉积格局
图2. 新疆皮山Mw6.5级地震发震断层及其区域构造-沉积格局

(三)研究根据二维地层平衡与恢复,计算了C-C′剖面在西昆仑山前古生界地层的缩短量约为54km(图1,图2),上地壳的逆冲缩短是西昆仑山前构造带增厚抬升的主要成因。研究根据前人深部探测结果,认为该地区前寒武基底也存在深层滑脱层(D3);研究区多套滑脱层的共同作用控制了西昆仑和塔西南盆地的构造-沉积格局;西昆仑山前的主要断裂,最终交汇于西南的昆仑构造楔和Karakax断裂带。

该项研究揭示了西昆仑山前与塔西南盆地的深浅构造特征及其构造-沉积格局,对研究青藏高原北缘的盆山过渡带的活动构造与相关褶皱变形,分析隐伏活动断层及其发震构造特征,以及研究区地震危险性、地质灾害等评估等具有十分重要的意义。以上研究成果发表在国际知名地学期刊Tectonics(Lu, R., X. Xu, D. He, B. Liu, X. Tan, and X. Wang. 2016. Coseismic andblind fault of the 2015 Pishan Mw 6.5earthquake: Implications for the sedimentary-tectonicframework of the western Kunlun Mountains, northern Tibetan Plateau, Tectonics,35. doi:10.1002/2015TC004053).

论文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2015TC004053/full.

(据中国地震局地质研究所)

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