河西走廊北部合黎山南缘断裂晚第四纪滑动速率及其对青藏高原向北东扩展的响应

郑文俊 张培震 葛伟鹏 Peter Molnar 张会平 袁道阳 刘建辉

1）中国地震局地质研究所，地震动力学国家重点实验室，北京 100029

2）中国地震局兰州地震研究所，兰州 730000

3）科罗拉多大学地球科学系，美国科罗拉多州博尔德 CO 80309

4）中国地质科学院地质研究所，北京 100037

合黎山南缘断裂是位于河西走廊盆地北侧的控盆断裂，断裂以挤压逆冲为主要活动方式，合黎山的地貌隆升伴随着断裂的活动。断裂分段与地貌分段有完全的一致性，说明合黎山隆升的主要构造作用方式是断层作用。沿合黎山南缘断裂探槽开挖、地表破裂带遗迹的考察及历史地震考证结果证实，合黎山南缘断裂上至少发生过三次强地震事件，最早一次是距今约5000年左右的一次强地震事件，形成了全断裂破裂，另外两次该地区有历史记载的地震事件，公元180年表氏7½级地震形成不少于60 km的地表破裂，而公元756年的高台北7级地震仅在断裂东段发生了地表破裂，破裂长度20～30 km。地震不具备准周期复发的特征，与断裂活动模式相统一的是地震活动均是自东向西发生断裂破裂的和断裂扩展的。

基于野外详细调查、航卫片解译、地貌测图和洪积扇定年，我们获得了沿合黎山南缘断裂带上的垂直断错位移，断裂依据几何结构分为三段，各段断错位移的分布具有明显的弧形分布特征，整个断层的断错位移则显示不对称的东高西低的弧形分布（图1）。

3个断层段上断错位移有明显的不同，其单个断层段也显示出了弧形分布的特征，根据大量的光释光测年（OSL），我们得到了合黎山南侧的洪积扇形成年龄一般在1～2万年之间，而东段北侧略老，在2～3万年，由此我们得到该断裂不同段的平均逆冲滑动速率：西段为0.13～0.26 mm/a或0.08～0.15 mm/a，中段0.29～0.57 mm/a或0.2～0.4 mm/a，东段0.35～0.7 mm/a或0.25 mm/a，东段北段梧桐井断层段为0.17～0.25 mm/a或0.12～0.18 mm/a。根据断层剖面出露和探槽揭露的断层倾角，我们估算出合黎山在西段的水平缩短速率为0.1～0.3 mm/a，而东段的水平缩短速率为0.4～1.0 mm/a。

利用合黎山东段大青山顶峰与合黎山西段黑河切穿合黎山的位置的现在高度之差和东段垂直滑动速率，假定合黎山的隆升构造占据根本因素的情况下，可以得到合黎山开始隆升的时间为1～4 Ma，而最有可能的就是2 Ma左右，这与其他学者在与合黎山对应的河西走廊南侧得到榆木山的开始隆升时间是相符的，合黎山略晚于南侧的榆木山。同时探槽揭露剖面显示的断层倾角及其断裂分布可以推断，在合黎山下小于10 km的范围内有一个脆性转换带，从而形成了合黎山地表断层的展布。

从而可以推断，青藏高原的隆升到达合黎山时间应该是很晚的（第四纪），而合黎山南侧的断层新活动可能预示着青藏高原北部边缘的活动性在第四纪时向北逐渐延伸或转移。

图1 合黎山脉数字高程及断层位移对比