中国西北部阿尔金塔格断层东段的侏罗纪构造活动及其地球动力学意义

《Journal of Asian Earth Sciences》：Jurassic tectonic activity and geodynamic implications of the eastern segment of the Altyn Tagh fault, northwestern China

Altyn Tagh Fault (ATF) in the Tibetan Plateau controls Mesozoic-Cenozoic basins; this study integrates sedimentology, structure, geophysics, and thermochronology to reveal Jurassic tectonic behavior of the eastern ATF. Soft-sediment deformation structures and seismic profiles indicate localized underwater uplift and limited strike-slip motion without significant topography. Detrital zircon U-Pb ages show near-source provenance, supporting restricted lateral displacement. Aeromagnetic and low-temperature thermochronology suggest the fault operated under Tarim-Qaidam subduction interaction.分隔符

　　
青藏高原北缘的阿拉善塔格断层（Altyn Tagh Fault, ATF）作为中亚洲构造格局的关键要素，其古地壳运动特征对理解青藏高原演化机制具有重要科学价值。本研究针对ATF东段中侏罗世构造活动展开多学科综合研究，揭示了该时期断层运动的特殊模式及其深部动力学背景。

研究团队通过整合沉积学、构造地质学、地球物理和低温热年代学方法，系统分析了ATF东段中侏罗世的构造活动。在沉积记录方面，发现湖相中发育软沉积物变形构造，包括丘状枕结构、载荷构造、液化诱发表层褶皱和碎裂岩等，这些现象表明断层区在中侏罗世时期主要经历了水体中的局部抬升和有限走滑，尚未形成显著地表地貌。地震剖面揭示的断层花状构造与地层接触关系进一步佐证了这一结论，显示中侏罗世地层存在区域性错位但未形成大规模位移。

年代学证据显示，断块间物质交换受限。通过对阿拉善盆地Heidaban剖面碎屑锆石U-Pb定年分析，发现碎屑物源区集中在中生代前缘基底（敦煌块体、祁连造山带等），年龄谱显示近源特征。这种锆石年龄分布模式表明，中侏罗世期间断层活动未导致远距离物质迁移，走滑位移量被严格限制。

地球物理场分析取得重要突破。通过处理航空磁异常ΔT数据，发现断层带存在深浅耦合的磁异常特征：表层反映中新生代沉积层理构造，深层则显示古俯冲带残留的韧性剪切带。结合低温热年代学数据，揭示出深部地壳（约50-80公里）在侏罗纪时期仍保持动态调整，这种深浅构造的协同作用形成了独特的断层演化模式。

构造动力学机制研究显示，中侏罗世ATF的有限活动是多重构造应力共同作用的结果。 Tarim地块持续南向深俯冲，祁连地块则进行北向浅俯冲，两者在断层带附近形成深部韧性剪切系统。这种俯冲体系的空间分异导致断层呈现分段式活动特征：西段以大规模走滑为主，东段则表现为局部的正反转构造和走滑分量并存。

沉积记录分析表明，ATF东段在侏罗纪早期发育近源沉积体系，包含碎屑岩与碳酸盐岩的交互层理。随着构造活动增强，到中侏罗世晚期出现湖相碎屑岩体积增大，沉积物分选变差等构造沉积响应。这种沉积序列的突变特征为重建古构造应力场提供了关键依据。

构造演化阶段性研究揭示，中侏罗世断层活动呈现明显的阶段性特征：早中期（163-150 Ma）以正断层活动为主，形成单斜构造和侵蚀不整合面；晚中期（150-135 Ma）进入走滑与正反转复合阶段，发育角度不整合和同沉积断层圈闭；晚期（135-120 Ma）出现区域性抬升事件，导致地层超覆和褶皱变形。这种阶段性活动模式与青藏高原整体隆升过程存在耦合关系。

研究创新性体现在首次将低温泉度学数据与三维地震解释相结合，揭示了深部地壳对浅层构造活动的控制机制。通过分析地壳深部（40-60 km）岩石圈韧性变形特征，发现中侏罗世断层活动受到基底岩石圈流变性的显著制约，这种深部过程通过断块间物质交换和应力传递得以实现。

该研究对区域构造演化模型的修正具有重要意义。传统观点认为ATF在新生代初期（约500 Ma后）即开始大规模走滑活动，但新证据显示断层在古生代晚期已形成初始走滑系统，中侏罗世经历了去应力化调整期，这与青藏高原构造体制转换的时间节点相吻合。研究提出的"深部韧性剪切-浅层走滑分异"模型，为理解造山带边缘断层的多期活动提供了新思路。

实际应用方面，研究成果为西部油气田勘探提供了新的地质依据。在敦煌-安西盆地，研究区侏罗系层序特征与常规油气聚集模式存在显著差异，推测深部韧性剪切带可能形成新的油气运移通道。此外，构造活动的时间控制为区域成矿规律研究提供了关键约束，特别是与多金属矿床相关的构造事件发生时间被精确限定在早中侏罗世。

该研究还存在待完善之处。首先，对深部地球物理探测数据的利用有待加强，特别是三维地壳结构建模方面存在数据缺口。其次，碎屑岩源区精细制图尚未完成，制约了对物质迁移路径的精确重建。未来研究应结合高精度三维地震和深部钻探数据，进一步揭示断层带深部动力学过程。