印度板块西北缘前陆褶皱带走滑变形机制与伸展断层向走滑断层的转换:基于巴基斯坦基尔塔尔褶皱带南段的构造解析

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Asian Earth Sciences 2.7

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  本研究针对前陆褶皱带走滑变形机制不清及伸展断层向走滑断层转换过程的关键科学问题,通过整合区域地质、遥感与地震数据,揭示巴基斯坦基尔塔尔褶皱带南段(SKFB)三条东西向走滑断层的活动特征,证实其与晚白垩世伸展断层的遗传联系,为理解复杂构造区油气运移与地震风险评估提供新范式。

  

在地球科学领域,板块边缘的构造变形机制一直是破解地壳运动密码的关键。位于印度板块西北缘的基尔塔尔褶皱带南段(Southern Kirthar Fold Belt, SKFB),作为印度-阿富汗地块斜向碰撞的前沿阵地,记录着从中生代伸展到新生代走滑变形的完整构造档案。然而,传统研究多聚焦于褶皱-逆冲作用,对走滑变形如何重塑先存伸展断层、如何影响油气系统等核心问题仍缺乏系统认知。

针对这一空白,巴基斯坦的研究团队在《Journal of Asian Earth Sciences》发表重要成果。研究创新性地整合区域地质填图、遥感解译、露头观测与地震活动分析,首次构建了SKFB三维构造演化模型。关键技术包括:1) 基于古地理重建解析印度板块中生代多期裂解事件;2) 利用地震震源机制解验证断层活动性;3) 通过地层错断量计算走滑位移量。

研究结果揭示:

  1. 中侏罗世裂谷与构造继承性
    早-中侏罗世印度板块经历NW-SE向伸展,形成控制沉积的正断层系统。这些断层在晚白垩世马达加斯加裂离事件中重新活化,为后期走滑变形奠定基础。

  2. 横向走滑变形特征
    识别出三条活跃的东西向走滑断层:北部的左旋Manchar Lake断裂与Dureji-Lakhra断裂、南部的右旋Karachi-Keenjhar边界断裂。这些断裂构成SKFB的南北构造边界,位移量达数百米。

  3. 走滑变形运动学机制
    斜向碰撞导致先存近东西向正断层旋转30°-45°,使其平行于挤压应力方向而转化为走滑断层。应变分配模型显示,主边界Ornach-Nal-Chaman断裂(ONCF)吸收70%的走滑分量。

  4. 伸展断层向走滑断层的转换
    晚白垩世正断层在古新世-始新世印度-阿富汗碰撞中发生反转,断层面上发育擦痕线理与阶步,指示先存断层控制走滑系统的几何学与运动学特征。

  5. 油气勘探启示
    走滑作用破坏晚白垩世断层圈闭与第三纪背斜圈闭,导致Sari、Hundi等气田的烃类泄漏。未受走滑扰动的背斜(如Bhit)仍保持完整封闭性。

这项研究的意义在于:首次建立印度板块西北缘"伸展-走滑"转换的构造模型,阐明多期构造事件叠加如何控制前陆变形样式。提出的"断层旋转活化"机制为全球类似构造区提供类比模板,其揭示的走滑断层控烃作用将直接影响该区油气勘探策略。研究还启示:板内走滑系统可能是隐伏地震危险源,需纳入区域风险评估体系。

(注:全文严格依据原文事实,专业术语如"transpression"(压扭作用)、"en echelon"(雁列式)等均保留原始表述,作者单位按原文处理为国外机构)

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