干盐池拉分盆地的形成时代及内部新生断层的大地震响应

The Ganyanchi pull-apart basin is a product of left-stepping sinistral movement of two secondary strike-slip faults in the Haiyuan Fault Zone, Northeastern Tibetan Plateau. Therefore, the formation age of the basin can be considered as the start age of the sinistral movement of the Haiyuan Fault Zone. Furthermore, the epicenter of the 1920 M8.5 Haiyuan Earthquake was located near the basin, and the existing research results show that the large earthquakes occurred pull-apart basins keep close contact with the newborn faults inside these basins. This plan intends to take the intensive search of the development and evolution of the Ganyanchi basin as the through point, using several domains and techniques, such as surface geological investigation, geophysical exploration, drilling, trenching, buried sediments dating method (14C method, cosmogenic nuclides methods, paleomagnetic method and pollen analyses method), et al., to study 1) the formation age of the Ganyanchi pull-apart basin-the start age of the sinistral movement of the Haiyuan Fault Zone, meantime, to provide a new evidence for the age of the latest transformation of structural styles of the northeastern Tibetan Plateau. 2) the growth model and the paleoearthquake sequences of the intrabasinal newborn fault, the response relation between this fault growth and large earthquake, and the role of the Ganyanchi pull-apart basin in process of large earthquake preparation on Haiyuan Fault Zone, to offer an example for the study on the run-through of geometrical discontinuity at fault trace and the theory of fault growth.

干盐池拉分盆地是位于青藏高原东北缘的海原活动断裂带内次级断层呈左阶左旋运动的产物，盆地的形成时间显示海原断裂带左旋运动的开始；再者，1920年海原8.5级大地震震中即位于该盆地附近，已有研究显示大地震的发生与拉分盆地内部新生断层联系密切。本计划拟以干盐池盆地发育演化的精细研究为切入点，通过地表地质调查、地球物理探测、钻孔探测和槽探结合等多种途径，并利用14C法、宇宙成因核素法、古地磁法依次约束、校正的埋藏地层测年技术，同时结合孢粉分析法，1）研究干盐池拉分盆地的形成时代，即海原活动断裂带左旋走滑活动开始的时代，为青藏高原东北缘最新一期构造运动样式转换发生的时代提供新证据；2）研究拉分盆地内部新生断层的生长模式、晚第四纪古地震序列，探讨该断层生长与大地震发生之间的响应关系，分析干盐池拉分盆地在海原活动断裂带大地震孕育过程中所起的作用，丰富断层几何不连续贯通和断层生长理论的研究实例。

本项目执行中于海原断裂带沿线的干盐池拉分盆地完成了10条总长约14.0km的浅层地震勘探测线、1个孔深约328.0m的钻孔、2排总进尺约547.0m的排孔及3个总土方量约900 m3的探槽，采集了2套古地磁（包括395个交变退磁、190个热退磁及14个磁性矿物组分分析样品）、14块宇宙成因核素、285块孢粉、2800多个粒度及10个14C等多类年代学样品，获得了海原断裂带干盐池盆地深达311.0m的地层剖面的古地磁极性事件序列、内部新生断层晚更新世末-全新世的古地震序列、盆地当前的构造活动现状及沉降特征等资料。通过分析这些资料取得了如下几点认识：1、干盐池盆地钻孔的古地磁分析结果揭示盆地的形成年龄约为2.7Ma，作为海原断裂带内最大的拉分盆地，其形成应略微“滞后”断裂带走滑运动的开始，即海原断裂带走滑运动的起始时间不会晚于距今2.7Ma。2、干盐池盆地内部新生断层的生长分为三个阶段：分段发育阶段——段落连接阶段——贯通盆地阶段。该过程与盆地演化的对应关系为：分段发育代表盆地将进入成熟期；段落连接代表盆地将由成熟期转入消亡阶段；贯通盆地则代表拉分盆地最终消亡。3、内部新生断层的古地震研究揭示：海原断裂带M81/2级左右特大地震的复发以地震丛集和单个事件相间排列为特征，丛集内部复发间隔约为1000年，当前正处于其最近的一个地震丛集期内；该断层记录的事件分为两个等级：一是M≈81/2级的特大地震；二是可能为6.5-7.0级的强震；后者的发生可能与内部新生断层的不断生长有关。这些认识目前已经发表国际SCI论文1篇，EI论文1篇，AGU会议摘要1篇，另有3篇文章已经完稿，拟向EPSL、Science Bulletin等SCI检索期刊投稿。本项目获得的相关资料和研究成果可为认识青藏高原的隆升变形历史、拉分盆地的演化模式、走滑断裂带的变形演化特征及拉分盆地区域地震危险性提供关键信息和新的思路。