引用本文
胡宗凯, 杨晓平, 杨海波, 李军, 吴国栋, 黄伟亮. 博罗可努-阿齐克库都克断裂精河段晚更新世以来的断错地貌和走滑速率[J]. 地震地质, 2019,41(2): 266-280.
HU Zong-kai, YANG Xiao-ping, YANG Hai-bo, LI Jun, WU Guo-dong, HUANG Wei-liang. FAULTED LANDFORM AND SLIP RATE OF THE JINGHE SECTION OF THE BOLOKENU-AQIKEKUDUKE FAULT SINCE THE LATE PLEISTOCENE[J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2019,41(2): 266-280.  
DOI:10.3969/j.issn.0253-4967.2019.02.002
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博罗可努-阿齐克库都克断裂精河段晚更新世以来的断错地貌和走滑速率
胡宗凯1, 杨晓平1,*, 杨海波1, 李军2, 吴国栋1,2, 黄伟亮3
1)中国地震局地质研究所, 活动构造与火山重点实验室, 北京 100029
2)新疆维吾尔族自治区地震局, 乌鲁木齐 830011
3)长安大学, 西安 050011
*通讯作者: 杨晓平, 男, 研究员, E-mail: yangxiaoping-1@163.com。

〔作者简介〕 胡宗凯, 男, 1993年生, 2016年于合肥工业大学获地质学专业学士学位, 中国地震局地质研究所活动构造与地震地质专业在读硕士研究生, E-mail: 18810157916@163.com。

收稿日期: 2018-06-29
基金项目: 中国地震局地质研究所基本科研业务专项(IGCEA1704)资助
摘要

博罗可努-阿齐克库都克断裂(博-阿断裂)是中天山与北天山的板块会聚边界, 它NW向斜切天山山脉, 是一条继承性的右旋走滑活动断层。研究其活动性质、 限定其滑动速率有助于理解天山地区晚第四纪构造变形模式、 应变速率分配情况及评估区域地震危险性。文中通过卫星遥感影像解译及野外考察, 基于地貌面高程、 水系密度和切割深度等, 将精河东南的冲洪积扇分为4期, 由老到新分别命名为Fan1、 Fan2、 Fan3和Fan4。利用无人机航拍获取断裂附近的高精度影像, 并对冲洪积扇上发育的冲沟、 阶地陡坎等进行构造地貌解译, 发现Fan1、 Fan2和Fan3 3期冲洪积扇上发育右旋位错冲沟及断层陡坎。其中, Fan2b、 Fan3a和Fan3b上的冲沟最小右旋位错约6m, 最大位错分别为(414±10)m、 (91±5)m和(39±1)m; Fan2b与Fan3a分界的地貌陡坎被右旋位错(212±11)m。结合前人在天山北麓得到的阶地或冲洪积扇的堆积年龄, 并与古里雅冰芯气候曲线进行对比, 推测Fan2b、 Fan3a和Fan3b 3期冲洪积扇的下切年龄分别为56~64ka、 35~41ka和10~14ka。博-阿断裂自冲洪积扇Fan2b、 Fan3a和Fan3b形成以来的滑动速率分别为3.3~3.7mm/a、 2.2~2.6mm/a和2.7~3.9mm/a, 利用蒙特卡洛模拟方法拟合得到晚更新世以来其平均右旋走滑速率为(3.1±0.3)mm/a。

关键词: 博-阿断裂; 冲洪积扇; 冲沟位移; 冰期-间冰期滑动速率; 天山
中图分类号:P315.2 文献标志码:A 文章编号:0253-4967(2019)02-0266-15
FAULTED LANDFORM AND SLIP RATE OF THE JINGHE SECTION OF THE BOLOKENU-AQIKEKUDUKE FAULT SINCE THE LATE PLEISTOCENE
HU Zong-kai1, YANG Xiao-ping1, YANG Hai-bo1, LI Jun2, WU Guo-dong1, HUANG Wei-liang3
1)Key Laboratory of Active Tectonics and Volcano, Institute of Geology, China Earthquake Administration, Beijing 100029, China
2)Earthquake Agency of the Xinjiang Uygur Autonomous Region, Urumqi 830011, China
3)Chang'an University, Xi'an 050011, China;
Abstract

The Bolokonu-Aqikekuduke fault zone(Bo-A Fault)is the plate convergence boundary between the middle and the northern Tianshan. Bo-A Fault is an inherited right-lateral strike-slip active fault and obliquely cuts the Tianshan Mountains to the northwest. Accurately constrained fault activity and slip rate is crucial for understanding the tectonic deformation mechanism, strain rate distribution and regional seismic hazard. Based on the interpretation of satellite remote sensing images and topographic surveys, this paper divides the alluvial fans in the southeast of Jinghe River into four phases, Fan1, Fan2, Fan3 and Fan4 by geomorphological elevation, water density, depth of cut, etc. This paper interprets gullies and terrace scarps by high-resolution LiDAR topographic data. Right-laterally offset gullies, fault scarps and terrace scarps are distributed in Fan1, Fan2b and Fan3. We have identified a total of 30 right-laterally offset gullies and terrace scarps. Minimum right-lateral displacement is about 6m and the maximum right-lateral displacements are(414±10)m, (91±5)m and(39±1)m on Fan2b, Fan3a and Fan3b. The landform scarp dividing Fan2b and Fan3a is offset right-laterally by (212±11)m. Combining the work done by the predecessors in the northern foothills of the Tianshan Mountains with Guliya ice core climate curve, this paper concludes that the undercut age of alluvial fan are 56~64ka, 35~41ka, 10~14ka in the Tianshan Mountains. The slip rate of Bo-A Fault since the formation of the Fan2b, Fan3a and Fan3b of the alluvial-proluvial fan is 3.3~3.7mm/a, 2.2~2.6mm/a and 2.7~3.9mm/a. The right-lateral strike-slip rate since the late Pleistocene is obtained to be 3.1±0.3mm/a based on high-resolution LiDAR topographic data and Monte Carlo analysis.

Keyword: Bo-A Fault; alluvial fans; gully displacement; glaciations-interglacial slip rate; Tianshan
0 引言

印度板块和欧亚板块的碰撞造成了欧亚大陆中部的剧烈变形, 形成于古生代末的天山褶皱带在晚新生代以来再次强烈隆升成为再生造山带(Allen et al., 1993; Avouca et al., 1993; 邓起东等, 2000)。天山南、 北两侧主要发育逆断层-褶皱带(Tapponnier et al., 1979; 邓起东等, 2000; Thompson et al., 2002), 而天山内部则以NW、 NE向走滑断层为主(Tapponnier et al., 1979; Burtman et al., 1996; Selander et al., 2012)。天山地区的活动构造研究主要集中在山前坳陷(Avouac et al., 1993; 张培震等, 1996; 邓起东等, 2000; 张培震, 2003; 杨晓平等, 2008; Chen et al., 2007)和山间盆地(Thompson et al., 2002; 吴传勇等, 2014; Huang et al., 2015)分布区。塔拉斯-费尔干纳断裂是中亚地区的巨型右旋走滑断裂带, 起始于哈萨克斯坦境内, 至中国境内的喀什以北, 全长约1i000km, 累计位移达200km(Burtman, 1996), 距今5i000a以来塔拉斯-费尔干纳断裂上已发现3次古地震事件, 全新世以来其右旋滑动走滑速率为13~14mm/a(Korjenkov et al., 2010), 现今GPS观察到的右旋滑动速率为1~2mm/a(Zubovich et al., 2010)。库拉山断裂带走向NWW, 长250km, 为大型右旋走滑断层(Tapponnier et al., 1979)(图1)。博罗可努-阿齐克库都克断裂(以下简称博-阿断裂)作为中天山与北天山地块的分界断裂, 同样为天山内部的一条NW向巨型走滑断裂, 起始于巴尔喀什湖东缘(47° 08'N, 78° 43'E), 经阿拉湖南缘、 阿拉山口、 艾比湖, 到达吐鲁番盆地南缘, 止于鄯善以南的觉罗塔格山山体内, 是在古缝合带上发育的一条活动断裂带, 全长约1i000km, 走向NW(邓起东等, 2000)(图1)。其从吐鲁番盆地南缘到依连哈比尔尕山北西缘附近的走向为320° , 从依连哈比尔尕山北西缘到阿拉湖走向为340° , 偏转了20° , 从阿拉湖到巴尔喀什湖南缘走向为315° , 偏转了25° (Campbell et al., 2013)。不同学者对于博-阿断裂得出了不同的研究结果。杨晓平等(2000)得到的精河县东南段晚更新世以来的走滑速率约5mm/a; Shen等(2011)根据下切河流阶地的形成年龄与河流位错的关系, 认为博-阿断裂自西向东走滑速率逐渐减小, 在阿拉山口附近, 晚更新世以来的走滑速率约5mm/a, 在吐鲁番盆地西缘晚更新世以来的走滑速率仅约1.4mm/a。同样在阿拉山口附近, Campbell等(2013)得到晚第四纪以来博-阿断裂的右旋走滑速率约2.2mm/a。基于GPS数据估算的博-阿断裂西部右旋走滑速率为1.7~2.4mm/a, 东部为1.7~2.4mm/a(李杰等, 2010), 与地质地貌方法得出的博-阿断裂东部的滑动速率一致, 而西部差异较大。

图 1 天山区域活动构造分布图
地震数据来自USGS①。 图中主要断层、 褶皱修改自文献(Thompson et al., 2002; 邓起东等, 2007; 吴传勇, 2016)。
BAF 博-阿断裂; TFF塔拉斯-费尔干纳断裂; MDF迈丹断裂; NLTSF那拉提斯断裂; KLSF库拉山断裂; KSHF喀什河断裂。白色方框为研究区的位置Fig. 1 The distribution of active faults in Tianshan region.

分析前人的研究结果可知, 博-阿断裂在天山东部右旋走滑速率较低, 在天山西部速率较高。但前人给出的活动速率大多依据个别冲沟位移、 单一冲洪积扇堆积物年龄和推测的地貌面废弃年龄所得出, 而非用多个地貌面年龄和相应的位移限制断层的位移速率。本文拟对博-阿断裂精河段3期冲洪积扇的废弃年龄、 各期扇面记录的水平位移进行研究, 试图得到合理的断层滑动速率, 所得结果有助于理解博-阿断裂的右旋滑动对天山现今构造变形的作用。

1 研究方法

研究对象为精河县城东南约15km的不同期次冲洪积扇(图1), 在卫星遥感影像中可清楚地观察到断层陡坎、 鼓包、 水系位错和拉分盆地等线状排列的微构造地貌。根据洪积扇的相对高度和水系的发育程度, 可将洪积扇分为4期, 分别标识为Fan1、 Fan2、 Fan3和Fan4(图2)。Fan1海拔较高, 仅残留于山体上及河流出山口处, 冲洪积扇面切割强烈, 海拔约1i500~1i300m; Fan2位于河流出山口处, 根据水系发育的密度不同分为Fan2a与Fan2b 2个次级冲洪积扇, 海拔约1i300~900m。Fan2a密集发育较小的冲沟; Fan2b发育广泛, 河流切割深, 断层陡坎坡向NE(图2b)。Fan3位于冲洪积扇的北西缘, 发育最为广泛(图2), 可分为Fan3a和Fan3b 2个次级冲洪积扇。Fan3a与Fan3b交界处发育一处断层泉, 泉水附近植被茂密。相较于Fan2, Fan3扇面上冲沟发育较为稀疏。Fan3a海拔900~810m, 陡坎坡向SW, 扇面上冲沟发育密集; Fan3b海拔810~680m, 陡坎坡向NE(图2b, 3b)。Fan4分布面积大, 海拔990~600m。

图 2 博罗可努-阿齐克库都克断裂带精河段卫星影像图(a)与地貌解译图(b)Fig. 2 Fault distribution(a)and landforms(b)along the Jinghe section of Bolokenu-Aqikekuduke Fault.

冲沟位错的产生是走滑断层位错量累积和河流溯源生长耦合作用的结果(Sylvester, 1988; Klinger et al., 2011; 闫兵等, 2017)。本研究利用无人机航空影像生成的高精度DEM数据(图3)和Google Earth 影像, 对博-阿断裂不同冲洪积扇上冲沟的水平位错、 拉伸盆地等进行提取, 再利用laDiCao_v2_1软件对冲沟位错进行测量与恢复; 收集前人对天山北麓及天山其他地区冲洪积扇堆积物的年龄, 再与晚第四纪气候变化进行对比, 以确定精河东南部3期冲洪积扇的年龄; 最后利用蒙特卡洛模拟方法获得博-阿断裂精河段的水平滑动速率。

图3 冲洪积扇Fan3a、Fan3b断错地貌
a无人机航拍影像; b冲沟山脊位错解译图。红线代表活动断层, 黄线为冲沟, 绿线为位错阶地陡坎Fig.3 Offset landforms in alluvial fan Fan3a and Fan3b

2 博-阿断裂精河段的断错地貌特征和走滑速率
2.1 冲沟右旋位移

博-阿断裂精河段切割3期冲洪积扇, 扇面上的冲沟等地貌表现为同步的右旋位错(图2— 4)。基于野外实地测量和卫星影像解译, 在Fan3a、 Fan3b和Fan2b中选取了30条冲沟或河流阶地量取断裂的水平位移, 总共得到30个位移值, 不同级别的冲沟右旋位错量从(6± 1)m到(414± 10)m不等(图3, 图4, 表1)。

图 4 冲洪积扇Fan2b、 Fan1断错地貌
a 发育于Fan2b洪积扇上的冲沟位错, 红线表示断层迹线, 黄色虚线代表位错冲沟, 紫色虚线代表断错冲洪积扇陡坎; b 发育于Fan1上的山脊位错与冲沟位错, 紫色虚线代表位错山脊, 绿色虚线代表位错冲沟Fig. 4 Offset landforms in alluvial fan Fan2b and Fan1.

表1 右旋位错地貌标志及位移 Table1 The right-lateral displacements of landmarks

Fan3b上冲沟发育较稀疏, 共得到3条冲沟和2个冲沟(2号及5号)阶地陡坎的右旋位错量。最大冲沟位错量为(39± 1)m(图3, 图6a, b, 表1), 冲沟阶地陡坎位错量分别为(9.5± 0.2)m、 (13± 0.4)m(图3)。

图 6 Fan3b、 Fan3a、 Fan2b最大位错冲沟测量
a Fan3b冲洪积扇上断裂及冲沟上、 下游位置, 红色为上游迹线, 蓝色为下游冲沟迹线, 等高线间隔为0.5m; b 39m位错恢复图, 红线为断层迹线, 黄线表示冲沟恢复对齐; c Fan3a冲洪积扇上断裂及冲沟上、 下游位置, 红色为上游迹线, 蓝色为下游冲沟迹线, 等高线间隔为0.5m; d 91m位错恢复图, 红线为断层迹线, 黄线表示冲沟恢复对齐; e Fan2b冲洪积扇上断裂及冲沟上、 下游位置, 黄色虚线为冲沟迹线, 图中注明了杨晓平等(2000)热释光样品采样点的位置; f 414m位错恢复图Fig. 6 Maximum offsets measured on gullies in Fan3b, Fan2b and Fan3a.

在Fan3a上共得到17条冲沟和2个冲沟阶地陡坎的右旋位错量, 最小位错(6± 1)m(17号冲沟), 最大位错(91± 5)m(图3, 图5, 图6c, d, 表1), 其中位错量> 40m的冲沟共有5个。

图 5 沿断层线9号冲沟位错
a 博-阿断裂精河段最小冲沟位错的位置及冲沟上、 下游位置, 等高线间隔为0.3m; b 17号冲沟位错恢复图, 18号冲沟在17号冲沟恢复过程中上、 下游对齐, 位错量约6m; c laDiCao_v2_1软件给出的水平位错与垂直位错的最优值; d 野外照片, 位置见图5aFig. 5 Displacement of gully 9 along the fault line.

在Fan2b上得到1个洪积扇陡坎和5条冲沟的右旋位错量(图4a, 表1), 最大水平位错量为(414± 10)m(图4a, 图6e, f), 最小水平位错量也有(100± 10)m(图4a)。

Fan1上可见右旋位错冲沟、 位错山脊(图4b)。

沿断层线发现的冲沟最小右旋位错为(6± 1)m, 图 3中的17号冲沟(83.0578° N; 44.4716° E)发育于Fan3a上, 野外实地测量其右旋位移量为(6.5± 0.5)m(图5d), 通过laDiCao_v2_1软件测量得到该冲沟的右旋位移量是(6± 1)m(图5a— c)。 使用laDiCao_v2_1软件将17号冲沟恢复完成后, 18号冲沟的上、 下游也基本对齐, 右旋位错量也约为6m(图5b)。

在Fan2与Fan3边界处, Fan3a与Fan2b受断层控制发生右旋位错, Fan3a与Fan2之间的地貌陡坎右旋位错量为(212± 11)m(图7)。另外, 在图7b中, 蓝色标识的24号断头沟与24a、 24b号断尾沟之间的右旋位错量分别为(100± 10)m和(215± 5)m, 其中24b号断头沟的右旋位错量与Fan3a前缘陡坎的位错量基本一致。

图 7 Fan2b、 Fan3a交界处断错冲洪积扇解译图
a Fan2b、 Fan3a交界处卫星影像(据 Google Earth); b Fan2b、 Fan3a交界处地貌陡坎解译, Fan2b上断头断尾沟的右旋位错距离分别为(100± 10)m和(215± 5)m; c DEM山影图, 图c位于图b的黑色虚框内; d 断层地貌解译, Fan2b沿断层位错(212± 11)mFig. 7 Topographic and neotectonic map of the junction of Fan2b and Fan3a.

综上所述, 在Fan2b、 Fan3a、 Fan3b上所观察到的最大冲沟位错量分别为(414± 10)m、 (91± 5)m和(39± 1)m。冲洪积扇Fan3a与Fan2b之间的地貌陡坎右旋位错量为(212± 11)m。

2.2 冲洪积扇形成年龄

天山位于欧亚大陆内部, 为典型的内陆半干燥气候, 山前的冲洪积地貌与气候的变化有直接关系。天山地区河流阶地、 冲洪积扇的堆积下切与末次冰期的冰期旋回有关。冰期河流流量小, 搬运和下切能力弱, 以形成山前的冲洪积扇为主; 间冰期气候湿润, 河流流量增大, 河流以下切形成河流阶地为主(张培震等, 1995)。不同学者对中国末次冰期的划分不同。易朝路等(2005)将中国末次冰期划分为4期, 分别为Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 、 Ⅳ 期, Ⅰ 期的年代为73~72kaiBP, Ⅱ 期为56~40kaiBP, Ⅲ 期为24~16kaiBP, Ⅳ 期(YD)为11.5~10.4kaiBP; 赵井东等(2011)将末次冰期划分为末次冰期早冰阶、 MIS3特殊时段、 末次冰期最盛期、 近冰阶和YD冰进5个时期。北天山山前冲洪积扇被认为是末次冰期的产物, 末次冰期的3次小冰期发育3级冲洪积扇(张培震等, 1995)。

天山北麓主要河流发育多级阶地, 如奎屯河、 玛纳斯河发育7阶河流阶地(吕红华等, 2008; 李有利等, 2012; 杨晓平等, 2012)。张培震等(1995)、 吕红华等(2008)认为天山北麓受古气候影响发育3期阶地。Ⅲ 期阶地在天山北麓发育良好, 分布广泛。玛纳斯河、 奎屯河的Ⅲ 期阶地具有 “ 二元结构” , 上部覆盖黄土, 下部为砾石层堆积(吕红华等, 2008; 杨晓平等, 2012)。Ⅱ 期阶地, 如玛纳斯河T4、 奎屯河T6、 金沟河T5阶地, 阶地面宽阔平坦(张培震等, 1995; 杨晓平等, 2012), 在河流出山口与山前冲洪积扇连成一体。Ⅰ 期阶地连续分布在河床两侧, 阶地面窄但较为平坦(吕红华等, 2008)。吕红华等(2008)的研究表明, Ⅲ 期阶地下切形成于300~200kaiBP, Ⅱ 期阶地堆积下切约形成于28kaiBP, Ⅰ 期阶地形成于全新世早期。杨晓平等(2012)在玛纳斯河和奎屯河阶地采集了测年样品, 并得到Ⅲ 期阶地末期堆积物的2个光释光样品的年龄分别为103ka和118ka, Ⅱ 期阶地堆积末期2个光释光样品的年龄分别为35ka 和51ka, Ⅰ 期阶地上部堆积物的年龄为15ka。Monlar等(1994)通过分析10Be样品得出奎屯河Ⅱ 期阶地的暴露年龄为14~22ka。Zhao等(2010)对喀什坳陷发育的冰川地貌进行了研究分析, 得出天山地区最后3次冰期堆积物的年龄分别为13.6~25.3ka、 39.5~40.4ka和64.2~71.7ka, 与Yao等(1997)通过古里雅冰期确定的冰期旋回相吻合。 杨晓平等(2000)于博-阿断裂精河段Fan2b冲洪积扇顶部采集热释光样品, 测年结果约距今70ka(图6e)。Yao等(1997)对古里雅冰芯的研究表明, 中国西部末次冰期可分5个阶段, 其中2、 3b和4这3个阶段为末次冰期冷冰期(图8), 对应MIS2、 MIS3b、 MIS4。杨晓平等(2000)所采集的热释光样品位于Fan2b上, 测年结果约距今70ka, 这个时间与上文古里雅冰期所确定的第四期冰阶相对应, 也与Zhao等(2010)确定的第三期冰期时间一致, 故本文确定Fan2b冲洪积扇的堆积年龄为64~72ka。由于冰期河流流量小, 以形成山前的冲洪积扇为主, 而间冰期气候湿润, 河流以下切形成河流阶地为主(张培震等, 1995), 推测精河南部Fan3a、 Fan3b冲洪积扇的废弃年龄分别与天山北麓主要河流的Ⅱ 、 Ⅰ 期阶地的堆积时代相对应。博-阿断裂精河段Fan3a和Fan3b冲洪积扇面的堆积年龄应分别为41~45ka和14~25ka, 3期冲洪积扇的下切应分别对应气候由冷转暖的时期, 即MIS4向MIS3c、 MIS3b向MIS3a和MIS2向MIS1的转换时期, 冲洪积扇的下切时期分别为距今56~64ka、 35~41ka和10~14ka。

图 8 主要地貌单元形成时期与晚第四纪气候变化
古里雅冰期旋回引自文献(Yao et al., 1997)。图中矩形示意了不同学者对天山北麓河流阶地或末次冰期3期冰期时间跨度的结果范围Fig. 8 Glaciation and the formation of major geomorphologic units.

2.3 断层滑动速率

在Fan2b与Fan3a交界处, Fan2b冲洪积扇前缘陡坎位错为(212± 11)m, Fan2b下切年龄为56~64ka, 由此得出断层的右旋走滑速率为3.7~3.3mm/a; Fan3a洪积扇上冲沟最大位错为(91+4)m, 故断层滑动速率为2.6~2.2mm/a; Fan3b洪积扇上最大冲沟位错为(39± 1)m, 故走滑速率为3.9~2.7mm/a(表2)。晚更新世以来博-阿断裂精河段的平均走滑速率为3.4~2.7mm/a。

表2 博-阿断裂精河段右旋走滑冲沟位错及位错年龄 Table2 Deformation and dislocation ages of dextral strike-slip gullies in Bo-A Fault, Jinghe Section

蒙特卡洛模拟方法是一种通过分析多期断错地貌及其年龄来定量确定断层平均走滑速率的方法(Gold et al., 2011; 刘金瑞等, 2018)。利用蒙特卡洛方法进行模拟, 以坐标(0, 0)为起始点, 综合考虑位错与年代的误差, 形成矩形误差窗, 误差窗的上、 下边界用冲洪积扇年龄的最大和最小值确定, 误差窗的左、 右边界用位错的最大和最小值来确定(Gold et al., 2011)。以Fan2b为列, 误差窗的上边界为223m, 下边界为201m, 左边界为56ka, 右边界为64ka(图9, 表2)。连接原点与3期冲洪积扇矩形窗的最外侧顶角(刘金瑞等, 2018), 通过多次迭代, 拟合得出合理的滑动历史, 年龄-位错斜率均为正值, 表明断裂历史没有发生反转, 即不存在年轻冲洪积扇地貌标志位错大于较老的冲洪积扇。同时得到最佳走滑速率值, 在95%置信区间博-阿断裂晚更新世以来的平均走滑速率为(3.1± 0.3)mm/a, 在68%置信区间内其平均走滑速率为(3.1+0.2/-0.1)mm/a(图9)。

图 9 不同时间尺度平均走滑速率拟合图
矩形框代表不同冲洪积扇的年龄-位错区间, 红线为平均走滑速率变化趋势, 蓝色区域为68%置信区间, 粉红色区域为95%置信区间Fig. 9 The average slip rates of different time scales.

3 初步认识与不足

博罗可努-阿齐克库都克断裂(博-阿断裂)是天山内部的一条巨型右旋走滑断裂, 全长1i000km, 在精河县东南约15km处的洪积扇上可见到右旋位错地貌。根据卫星遥感影像及无人机航拍、 野外实地观察所得到的资料, 博-阿断裂精河段冲洪积扇可以分为4期, 又可再细分为Fan1、 Fan2a、 Fan2b、 Fan3a、 Fan3b和Fan4, 其中Fan2b、 Fan3a和Fan3b分别对应张培震等(1995)所确定的天山北麓Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 3期冲洪积扇, 堆积年龄为64~72ka、 41~45ka、 14~25ka, 下切年龄为56~64ka, 41~35ka, 10~14ka。3期冲洪积扇形成以来的右旋走滑速率分别为3.3~3.7mm/a、 2.2~2.6mm/a、 2.7~3.9mm/a。利用蒙特卡洛模拟方法得到博-阿断裂精河段晚更新世以来的平均走滑速率为(3.1± 0.3)mm/a。

在对博-阿断裂晚更新世的走滑活动特性进行研究的过程中, Fan2b的年龄引用了杨晓平等(2000)的数据, Fan3a、 Fan3b的年龄数据则通过类比天山其他地区同期次河流阶地的形成年龄及古里雅冰期旋回得到, 而非通过测年所得的年龄。受气候、 构造背景等影响, 在同一区域, 不同河流出山口处形成的同一期次冲洪积扇或河流阶地的实测废弃年龄会有所差异(Malatesta et al., 2017; Miriam et al., 2017)。本文所得到的Fan3a、 Fan3b年龄可能存在一定误差, 这将进一步影响断裂滑动速率的计算。目前, 我们正在开展原地宇宙成因核素10Be的深度剖面测年工作, 以期更加准确地限定博-阿断裂精河段断错冲洪积扇的废弃年龄。

致谢 精河县人民政府阿米娜· 阿不都热依木、 精河县地震局齐健在野外工作中给予了大力支持; 新疆维吾尔自治区地震局马建在野外工作中提供了帮助与支持; 审稿专家提出了有益建议; 在此一并表示感谢!

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
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