阿尔金塔格断层库亚克至图拉段的晚第四纪滑动速率变化及其区域构造意义

《Techniques in Vascular and Interventional Radiology》：Late quaternary slip rate variation of the kuyake to tula segment of the altyn tagh fault and its regional tectonic implications

本研究通过野外调查、UAV摄影测量、LaDiCaoz_v2位移建模和OSL测年方法，测定了阿尔金山断带库雅克-图拉段的晚第四纪走滑速率，揭示AK Tagh段左旋走滑速率约17 mm/a，而Yousubale Tagh段速率降至约10 mm/a，差异源于断层分段和构造转换机制。该结果支持“叠瓦式冲断转换-有限挤出”模型，为断带分段活动及与区域构造协调演化提供新证据。

　　在青藏高原的构造演化研究中，阿尔金断裂带作为一条重要的边界走滑断裂，其滑动速率的定量分析具有重要意义。该断裂带不仅是高原隆升和地壳变形的关键控制因素，还对区域地貌、河流系统以及全球气候演变产生深远影响。然而，目前的研究主要集中在85°E以东的区域，而对85°E以西的阿尔金断裂带段落，尤其是Kuyake-Tula段落的滑动速率及其空间变化仍存在较大的不确定性。为了填补这一研究空白，本文通过实地调查、无人机摄影测量、LaDiCaoz_v2位移建模以及光释光（OSL）测年等综合手段，对Kuyake和Aqiang两个站点的AK Tagh段落，以及Tula站点的Yousubale Tagh段落进行了系统研究，以期更全面地揭示阿尔金断裂带的滑动特征及其与区域构造演化的关联。

阿尔金断裂带是青藏高原东北部重要的构造边界，其主要走向为东北东向（NEE），全长超过1600公里。该断裂带由两条近平行的左旋走滑断裂组成，南部断裂从西藏北部的戈扎错延伸至当金山口，而北部断裂则从甘肃的拉配其泉延伸至青海的库丹山。断裂带的几何特征复杂，包含线性与弧形段落的叠加、分段破裂以及阶梯状连接等现象。根据Ding（1995）的划分，阿尔金断裂带可以分为四个主要段落：AK Tagh段、Yousubale Tagh段、柴达木盆地段和叶马山段。这些段落通过Tula、Akatu Tagh和Yuleken等阶梯区相互分隔，形成了独特的构造格局。此外，Paleoseismic事件揭示了从西向东分布的11个破裂子段，包括小勒库勒、库亚克、阿勒泰、图拉、黄土泉、乌祖木、克尔克、库舍哈、阿克赛、红柳峡和疏勒河段。这些子段的分布为研究断裂带的活动特征提供了重要的地质依据。

在阿尔金断裂带的各个段落中，滑动速率的测定是理解其构造演化和地震风险评估的核心内容。然而，不同研究方法所获得的滑动速率结果存在较大差异，反映出断裂带在不同区域和不同时间尺度上的活动特征可能并不一致。例如，基于InSAR数据的现代地测量结果显示，AK Tagh段落的滑动速率在5至11毫米/年之间（Elliott等，2008；Zhu等，2016；Daout等，2018）。而通过古地貌标志物（如阶地）进行的地质研究则表明，AK Tagh段落的晚第四纪滑动速率在6.4至16毫米/年之间（Wang等，2004b；Xu等，2005；Zhang等，2007；Yuan等，2024）。这一数据的不一致性可能源于多种因素，包括地貌标志物的保存状况、地质年代测定的精度以及断裂带内部结构的复杂性。

特别值得注意的是，AK Tagh段落的滑动速率研究存在显著的空白。目前，仅有Yuan等（2024）在Andier河上游的Alesayi和Suman两个站点，通过阶地边坡位移数据获得了该段落的滑动速率。然而，他们的研究中使用的地貌标志物（阶地边坡）存在关键局限性：由于河流侵蚀和阶地退化，下部阶地的保存状况较差，可能导致滑动速率的低估。因此，为了更准确地评估AK Tagh段落的滑动速率，有必要在更广泛的区域进行地质调查和地貌分析。此外，Yousubale Tagh段落的滑动速率研究也主要集中在Xorkol盆地，其速率约为10毫米/年（Bendick等，2000；Shen等，2001；Wallace等，2004；Gan等，2007；Jolivet等，2008；He等，2013；Qiu等，2019）。相比之下，Yemashan段落的滑动速率从西向东呈现出明显的下降趋势，从5.5毫米/年降至1.4毫米/年（Wang等，2003；Mériaux等，2004；Xu等，2005；Gan等，2007；Zhang等，2007）。这一变化可能与该段落所处的构造环境有关，例如在95°E以西的区域，阿尔金断裂带的东侧逐渐过渡为地壳缩短和上盘隆升的构造模式，导致滑动速率的显著降低。

在本文的研究中，我们选择了Kuyake和Aqiang两个站点作为AK Tagh段落的代表，以及Tula站点作为Yousubale Tagh段落的代表。Kuyake站点位于库亚克盆地，距离民丰县约100公里，是图兰胡佳河两条支流的交汇处。由于强烈的侵蚀作用，东部支流的阶地序列仅保留了部分遗迹，而西部支流则保存了较为完整的阶地序列（图4b）。通过对无人机影像获取的地形数据进行分析，我们能够准确地识别和测量阶地的位移情况，从而估算该区域的滑动速率。Aqiang站点则位于AK Tagh段落的另一侧，其滑动速率的测定同样依赖于阶地边坡的位移分析。而Tula站点则位于Yousubale Tagh段落，其研究主要关注于该段落的构造转换机制。

通过结合OSL测年结果和之前的地貌研究数据，我们对这三个站点的晚第四纪滑动速率进行了系统分析。研究结果表明，Kuyake站点的滑动速率自5400年前以来约为17.28±1.53毫米/年，而Aqiang站点的滑动速率自4590±210年前以来约为17.28±1.40毫米/年。这些结果显著高于Yuan等（2024）在Andier河上游获得的6.4至9.2毫米/年的滑动速率。这一差异可能反映了Kuyake和Aqiang两个站点在构造背景上的不同，或者说明之前的测定方法存在一定的局限性。此外，Yousubale Tagh段落的滑动速率则呈现出明显的下降趋势，从AK Tagh段落的约17毫米/年降至约10毫米/年。这种滑动速率的变化不仅体现了断裂带内部的分段特征，还可能与区域构造转换机制密切相关。

通过结构转换的运动矢量分析，我们发现Yousubale Tagh段落滑动速率的降低主要受到北阿尔金断裂带（约3毫米/年）和祁曼塔格断裂带及库姆科尔背斜（约8.16毫米/年）的共同影响。这一现象支持了“叠置逆冲转换受限挤出模型”，并为阿尔金断裂带的分段活动及其与区域构造的协同演化提供了新的证据。同时，这一研究结果也为理解青藏高原内部变形的机制提供了重要的参考，特别是关于分布式连续变形和三联结块体旋转模式的讨论。通过进一步分析这些滑动速率的空间分布及其与区域构造特征的关系，我们可以更深入地揭示阿尔金断裂带在青藏高原整体构造演化中的作用，以及其对地震活动性和地壳变形的控制机制。

综上所述，本文的研究不仅填补了阿尔金断裂带西段滑动速率的空白，还为理解该断裂带的构造转换机制提供了新的视角。通过对Kuyake、Aqiang和Tula三个站点的综合分析，我们发现AK Tagh段落的滑动速率较高，而Yousubale Tagh段落的滑动速率则显著降低。这一变化可能与断裂带的分段特征、区域构造背景以及地貌演变过程密切相关。此外，研究结果还表明，滑动速率的变化不仅影响断裂带自身的活动性，还可能对周边地区的地壳变形和地震风险产生重要影响。因此，未来的研究应进一步关注阿尔金断裂带不同段落之间的过渡特征，以及其与区域构造体系的相互作用机制。这将有助于更全面地理解青藏高原的构造演化过程，并为地震灾害的预测和防范提供科学依据。