柴北缘驼南地区新生代精细古地磁旋转变形记录及其对阿尔金断裂活动的限定

As the northern tectonic boundary of the Tibetan Plateau, the Altyn Tagh Fault (ATF) plays a key role in accommodating the India-Eurasia collision. Hence, knowledge of the Cenozoic evolution of the ATF can provide comprehensive understanding of the processes and mechanisms of the uplift and deformation of the northeastern (NE), even the entire Tibetan Plateau. So far, a series of studies have been done concerning to the ATF. However, there still exists great controversy on the timing, magnitude, rate and tectonic evolution of its strike-slip faulting. The Saishitengshan is one of the typical arcuate structures in the Northern Qaidam Marginal Thrust Belt (NQMTB). Knowledge of the mechanism for the orientation changes of this arcuate structure likely has significant tectonic implications for the evolution of the ATF. By untilizing the unique advantages of the paleomagnetism in tectonic rotations, this project aims to perform detailed rotational studies to the Tuonan profile, where massive and continuous Cenozoic sedimentary sequences are exposed and the sites’ ages were constrained by the high-resolution of the bio-magnetostratigraphic results nearby，so as to establish the detailed tectonic rotation events in the northwestern NQMTB. By synthesizing the paleomagnetic rotation results from the NQMTB and Yingxiongling arcuate structure in the western Qaidam Basin, these outcomes will provide new tectonic evidences to reveal the strike-slip process and mechanism of the ATF, refine and test the tectonic evolution of the NE Tibetan Plateau.

阿尔金断裂作为青藏高原北部控制性边界，在印度-欧亚板块碰撞过程中起重要调节作用。理解阿尔金断裂新生代的活动演化对认识青藏高原东北部，乃至整个高原的隆升和变形历史具有重要意义。目前针对阿尔金断裂开展了一系列研究，但在断裂活动时限、滑移量和滑移速率以及演化模式等方面仍存在很大争议。赛什腾山弧形构造带是柴北缘典型的弧形构造带，其形成可能与阿尔金断裂的活动紧密相关。本项目拟利用古地磁学在旋转变形研究中的独特优势，在邻区新生代已有精细生物磁性地层年代控制的基础上,对赛什腾山弧形构造带内新生代地层相对完整连续的驼南剖面开展细致旋转变形研究，以建立柴北缘北西部地区精细构造旋转变形事件。最后，综合集成柴北缘和柴西英雄岭弧形构造带古地磁结果及相关地质证据，为揭示阿尔金断裂新生代的走滑过程和特征，探讨和完善高原东北部生长变形模型提供新的证据。

柴北缘弧形带典型反S型几何学特征的形成过程与阿尔金断裂的走滑活动密切相关。通过柴北缘弧形带不同部位古地磁磁偏角变化研究弧形带的形成机制有助于揭示阿尔金断裂新生代的走滑过程和演化模式，为探讨和完善高原东北部生长变形模型提供新的证据。.本项目在柴北缘北西部驼南剖面共获得81个采点812个古地磁岩心样品。系统岩石磁学结果揭示赤铁矿和磁铁矿为主要携磁矿物，系统热退磁实验共分离出76个采点的689个高温特征剩磁方向通过褶皱检验和倒转检验，表明所获得的特征剩磁方向是岩石沉积时期的原生剩磁方向，可用于该地区的旋转变形研究。古地磁结果揭示驼南地区在新生代至少经历了五期旋转变形，虽然该地区复杂旋转变形机制还不清楚，但表明柴北缘北西部地区至少自~46 Ma就已开始活动；综合柴北缘弧形带北西部黑石丘剖面和中部红柳沟-大红沟剖面以及英雄岭弧形带旋转变形结果，表明柴北缘逆冲带~33 Ma之前为统一走向的构造带，阿尔金断裂在~33-17 Ma的快速左旋走滑，推挤柴北缘逆冲断裂带北西部和中部以锡铁山为旋转点发生了~25-30°的顺时针旋转变形，~17-10 Ma期间的快速左旋走滑，挤压拖曳柴北缘逆冲断裂带和英雄岭背斜带的北西翼发生显著逆时针旋转变形；磁组构结果表明，柴北缘和柴达木盆地中部挤压应力方向分别在~33-10 Ma和~15-10 Ma期间发生显著转变，由N-S向转变为NE-SW向，且挤压应力方向的转变与该地区构造活动时间一致；综合集成阿尔金断裂带附近其他古地磁旋转变形和晚中新世之后阿尔金断裂走滑位移量等结果以及高原东北部其他地区挤压应力方向相似的转变特征等，指出阿尔金断裂渐新世以来至少~350-500 km的左旋滑移量，并进一步提出阿尔金断裂自渐新世以来以柴北缘为起点向北东和南西方向双向生长演化模式。.上述研究成果对进一步认识阿尔金断裂和青藏高原东北部乃至整个高原新生代的生长演化模式提供了新证据。