西秦岭北缘构造带新生代沉积演化与变形

西秦岭北缘构造带新生代沉积演化与变形

印度和欧亚板块的代际势力不仅形成了青藏高原，而且高原的外向移动。晚新生代以来,在南以昆仑山断裂、北以祁连山北缘—海原断裂为界的青藏高原东北部向北东方向增生扩展,使得这一区域新生代盆地和山脉发生了相继的隆升和广泛的构造变形(图1),形成或复活了一系列北西西向构造带,西秦岭北缘构造带是其中重要的北西西向构造带之一。西秦岭北缘构造带两侧新生代沉积盆地的发育与演化具有明显不同的特征。构造带北侧发育一个大型的新生代沉积盆地群,包括临夏、陇西和固原等次级盆地,沉积了自古近纪中晚期(或渐新世)以来一直到第四纪时期的新生代地层[4,6,12,13,14,12,13,14];而在构造带南侧发育一些规模较小、以新生代早期沉积为主的盆地,从西向东有临潭盆地、滩歌盆地、南阳盆地和西和—礼县盆地等。构造带两侧的新生代盆地不但沉积地层和历史不同,而且构造变形历史也有很大差别:南侧变形历史长、期次多,最早的变形发生在古近纪;而北侧的沉积盆地在中新世晚期以后才开始强烈变形。这种差别似乎说明西秦岭北缘构造带可能是早期青藏高原东北部的主边界,是早期高原向北东扩展的前缘部位。西秦岭北缘构造带对于研究青藏高原晚新生代隆升扩展具有独特的意义。由于其两侧发育巨厚陆相沉积物的新生代盆地,并在青藏高原向北东扩展的过程中发育、消亡并遭受隆起和构造变形,成为青藏高原的最新扩展部分,不仅盆地的沉积和构造变形特点可以反映断裂的新生代构造活动,而且它们共同反映了青藏高原东北部的构造变形和扩展过程,因而是研究青藏高原构造变形与隆升活动的理想地区。它的构造几何和变形样式是什么?经历了什么样的发展演化历史?本文通过对位于中国甘肃省东部陇西、武山地区的西秦岭北缘构造带东段的新生代断裂活动以及两侧滩歌盆地、武山—漳县盆地和陇西盆地的新生代构造变形的重点研究,试图深入地了解该构造带新生代构造活动方式和历史以及新生代盆地沉积和构造变形的关系,为高原东北部新生代构造变形的时空演化、隆升扩展及有关的动力学机制研究提供重要的约束条件。1西秦北缘西商业地区西秦岭北缘构造带位于西秦岭山的北部前缘,其东端始于渭河盆地以西,向西构成了陇西盆地、临夏盆地、循化和化隆盆地的南边界,西端可能终止于青海湖东的贵德盆地附近,长度大于400km(图1)。西秦岭北缘构造带实际上由一组近于平行的北西西走向断裂及其所控制的新生代构造盆地所组成(图2),在平面上可分为北部、中部和南部三部分。与其他的斜压走滑造山带类似,在西秦岭山的北缘,即西秦岭北缘构造带北部和南部分别发育向外扩展的一系列逆冲断裂,中部除发育逆冲断裂外,还发育正断裂和走滑断裂。整个构造带在剖面上构成了向北偏心的花状构造(图3)。断裂形迹最清晰的段落是构造带中段,即,从天水至漳县以西洮河之间的段落,本文主要以陇西—武山地区为例,对该构造带各主要组成断裂的新生代构造活动特征进行介绍。1.1逆冲断裂活动特点在武山、漳县一带,西秦岭北缘构造带南部发育多条逆冲断裂(图2和3),其中最主要的是朝团山—山丹断裂(F12)。断裂西段走向北西西,倾向北,倾角50°左右,沿断裂多处可见北侧的古生代灰岩、砂岩逆冲于南侧滩歌盆地的古近纪中晚期砖红-褐红色砂岩、砾岩之上。断裂东段平面上呈不规则的弧形,向北、北西倾,在山丹镇以南断裂面十分平缓,断层倾角仅10°左右,使得古生代灰岩、粉砂岩逆掩推覆到了古近纪中晚期砾岩之上。该断裂大致构成了目前滩歌盆地的北界,古近纪地层主要出露在断裂以南,沿断裂北侧仅见有零星出露。另外,还发育其他一些逆冲断裂,如,孟家门断裂(F10)和腊干下—秦家崖断裂(F11)。孟家门断裂(F10)仅在贾河孟家门村东公路旁出露(图2),倾向南,倾角约45°,估计走向近东西,断裂南侧的古生代泥盆纪砂岩及灰色杂砂岩向北逆冲在古近纪中晚期褐红-紫红色的中砾岩夹含砾中细砂岩之上。腊干下—秦家崖断裂(F11)使得古生代灰岩、粉砂岩向南逆冲到了滩歌盆地白垩纪地层之上,造成靠近断裂的白垩纪砾岩强烈变形,产状陡立。这些逆冲断裂不但明显错断地层,造成不同时代地层之间的断裂接触,而且直接影响了新生代地层的构造变形,说明它们在新生代发生了多期活动。最早的逆冲断裂活动发生在腊干下—秦家崖断裂(F11)上,错断了滩歌盆地白垩纪地层,并强烈地主导了其构造变形,但对盆地古近纪中晚期构造层的变形影响不明显(图3),说明其活动时间与滩歌盆地新生界底部角度不整合的形成一致,时间大致在白垩纪晚期至古近纪中晚期。而朝团山—山丹逆掩断裂(F12)的活动时间较晚,不仅造成断裂南侧古近纪中晚期砾岩强烈变形,还造成中新世地层变形与错断现象,显示在中新世晚期盆地沉积结束后断裂仍明显活动。上述特点表明,西秦岭北缘构造带南部的逆冲断裂活动具有由南向北迁移的后展式特点。在上述的几条逆冲断裂通过处宏观地形上虽有一定的反映,但没有发现陡坎等代表断裂新活动的证据,断裂也不控制第四纪沉积物,说明晚第四纪以来已停止活动。1.2逆冲断裂发育特点及其构造西秦岭北缘构造带北部也发育一系列的逆冲断裂(图2、3),一般包括2至3条近于平行的主要逆冲断裂,它们与受断裂分割的岩层一起构成前陆褶皱-冲断带。与其他的典型造山带与前陆盆地区,如龙门山和喜马拉雅南缘相似,它在平面上也具有明显的分带特征。在陇西县南部的鸟洼梁、平道里一带发育苟家河—四店(F1)和汪家沟(F2)两条典型的逆冲断裂(图2、3),它们总体走向北西西,倾向南,倾角40～70°,从南向北分隔了三个构造单元。汪家沟断裂的南侧属后缘基底冲断带,主要由下古生界浅变质的灰岩、砂岩、页岩组成,变形强烈,可见相似褶皱、劈理等构造。汪家沟断裂和苟家河—四店断裂之间是前缘褶皱冲断带,地表所见主要是白垩纪紫红色粉砂质泥岩夹砂砾岩,发育紧闭及宽缓褶皱。苟家河—四店断裂北侧是前缘褶皱变形带,以古近纪地层的褶皱变形为主要特点,明显的褶皱变形主要发生在近断裂面处(图3),向北在盆地内部地层变形总体上逐渐变弱。西秦岭北缘前陆褶皱-冲断带构造变形南强北弱,变形历史南长北短,表现了由南向北扩展的前展式特点。在陇西盆地的南缘,西秦岭北缘构造带北部逆冲断裂的结构和组合形式在横向上也有一定的变化,有时剖面上仅见有一条逆冲断裂,有时出现三条以上;最主要的前缘逆冲断裂苟家河—四店断裂(F1)在平面上呈弧形或花边状(图2),横向延伸远。尽管存在横向变化,但沿整个西秦岭北缘构造带从陇西盆地向西至临夏盆地都发育北部逆冲断裂,导致西秦岭山的前新生代地层向北逆冲推覆于盆地新生代地层之上。由于西秦岭北缘构造带北部的前缘逆冲断裂错断了北侧临夏、陇西和循化等盆地的古近纪中晚期及新近纪地层,而在盆地内部新生代地层开始变形的时代是在中新世晚期以来,因此,可以判定目前的西秦岭北缘构造带北部向盆地内逆冲推覆、前缘逆冲断裂活动的主要时间是在中新世晚期以后,当然,北部逆冲断裂系后缘断裂可能在新生代早期就开始活动,并影响了陇西等新生代盆地的沉积演化。西秦岭北缘构造带北部逆冲断裂在地形、地貌上往往有反映,其中以前缘逆冲断裂最为明显。在陇西盆地南缘,受岩性的控制,断裂北侧的新生代砾岩地形往往高于南侧断裂上盘的古生代砂岩、粉砂岩,而在临夏盆地南缘断裂南侧地形一般高于北侧,但沿断裂没有发现陡坎地形,很少见到第四纪以来的地层,也没有发现错动第四纪晚期地层的现象,说明晚第四纪以来这些断裂没有明显活动。1.3逆冲断裂活动及演化西秦岭北缘构造带中部断裂带由一系列正断裂、逆断裂和走滑断裂所组成(图2、4和5),控制了武山和漳县等长条状新生代沉积盆地的形成和演化。其中最醒目的活动走滑断裂位于盆地内部,走向北西西,倾向北或南,倾角较陡,一般在50～80°,以左旋走滑运动为特征。在天水至洮河之间从东向西发育三条次级断裂,凤凰山—鸳鸯镇断裂(F5)、盘古川—漳县断裂(F6)和漳县—黄香沟断裂(F7),它们呈左阶斜列。在三条次级断裂的交替部位形成盘古川和漳县阶区,阶区所在位置形成了第四纪沉积物,并发育现代河流,说明阶区具有拉分盆地的性质(图4)。盆地内部的走滑断裂两侧往往还伴生牵引褶皱,指示着断裂的错动方式为左旋走滑。该走滑断裂具有很强的第四纪和现今构造活动性,许多地段左旋错断了一系列的山脊水系,并伴随着多次历史地震的发生,其晚第四纪滑动速率可达2～3mm/a。目前位于漳县北边界的张家山—草坪上断裂(F9)在剖面上主要表现为向南倾的正断活动,将盆地内新近纪地层与北侧的老地层分开,但该断裂沿走向较为平直,倾角一般在80°左右,有些地段近于直立,局部地段向北倾,显示断裂具有明显的走滑运动特征。除走滑断裂外,沿西秦岭北缘构造带中部还发育一些正断裂,如,榜罗沟断裂(F8),走向北西西、近东西向,倾向北,一般构成武山—漳县新近纪地层与南侧的中生代和古生代地层的分界线(图2和4),局部发育在新近纪红色砂岩和泥岩中。在这些正断裂中有些是新形成的,有些是沿老断裂发生的新活动。沿西秦岭北缘构造带中部逆冲断裂活动亦十分普遍。除走滑断裂具有一定的逆冲运动分量外,多条逆冲断裂对于新近纪地层的变形产生了重要影响,如目前漳县盆地南缘的雷家坡—王家洼断裂(F4),其走向与构造带总体呈小的夹角,中段构成现今新近纪盆地南边界,靠近断裂带附近新生代强烈褶皱变形,其西段延入盆地内(图2),使得古生代灰黑色粉砂岩和灰岩逆冲到了新近纪红层之上,该断裂可能有一定的走滑运动分量,但以逆冲断裂活动为主。2盆地位置的区域在甘肃省东部陇西和武山一带,沿西秦岭北缘构造带两侧,从南向北分别发育滩歌、武山—漳县和陇西三个新生代盆地(图1、2、6)。滩歌盆地位于构造带以南的高海拔(3000m以上)地区;武山—漳县盆地位于构造带内部;陇西盆地位于构造带以北(海拔高度2500m以下)。三个盆地不仅所处构造部位不同,而且在新生代地层层序、岩性岩相和构造变形等方面也具有不同的特点,它们以西秦岭北缘构造带为纽带构成了一个相互关联的构造盆地体系(图6)。2.1古近纪晚期构造层滩歌盆地位于西秦岭北缘构造带的南侧(图1、2),盆地内新生代地层自下而上可分为两个地层序列(图7A):序列Ⅰ,为褐红色砾岩和砖红色砂岩,其标志性地层是中部的厚层—巨厚层砖红色砂岩,主要在盆地中西部出露,厚度约500m。序列Ⅱ,下部为中细砾岩,上部为灰褐色粗砾岩,主要沿盆地北部出露,厚度约300m。上述两个新生代地层序列中孢粉与附近临夏盆地下部地层中孢粉组成具有一定的相似性,在岩性上序列Ⅰ的砖红色砂岩可以和临夏盆地底部的红色砂岩(图7c)、兰州盆地底部的西柳沟组以及宁夏固原盆地的始新世寺口子组红砂岩相对比,其地质层位应在临夏盆地它拉组之下。根据附近的临夏盆地新生代地层磁性年代学研究成果,认为滩歌盆地新生代地层属古近纪(图7A),序列Ⅰ属于古近纪中期(渐新世早期—始新世),底部年龄大于29Ma,而序列Ⅱ可能为古近纪中晚期沉积(渐新世)。滩歌盆地古近纪地层内部见有两个轻微不整合,一个位于序列Ⅰ的下部紫红—砖红色砾岩内,另一个位于序列Ⅰ和序列Ⅱ之间,但两个序列基本是连续沉积的产物,属于同一古近纪中晚期构造层。该构造层之下古近系与白垩系之间发育一个十分明显的角度不整合(图8),根据前面对各序列时代的对比分析,认为其形成年代应在白垩纪晚期至古近纪中期之间,本文暂称为古近纪中期角度不整合。以此角度不整合为界,滩歌盆地的白垩纪构造层与上部的古近纪构造层不但地层岩性明显不同,而且构造变形差异较大。滩歌盆地白垩系中下部岩性以紫红色砾岩、砂砾岩和砂岩为主,见恐龙类大化石,上部是含钙质结核层的泥岩夹砂岩。在盆地中部滩歌镇附近白垩系厚约1200m,构成一个大型向斜构造,向斜轴走向约为北195°东,北翼陡、南翼缓(图9),构造变形北强南弱。在盆地北部白垩系最下部的砾岩沉积仅在部分地区保留,其他已被彻底剥蚀掉,这一现象与腊干下—秦家崖断裂(F11)的强烈逆冲活动有关。从腊干下—秦家崖断裂(F11)与白垩纪地层褶皱变形的密切关系可以说明是西秦岭北缘构造带向南的逆冲活动直接导致了滩歌盆地白垩纪地层的沉积结束和构造变形。滩歌盆地古近纪中晚期构造层(序列Ⅰ和Ⅱ)以砾岩和砂岩为主。根据砾石扁平面所反映的水流优势方位,在中部滩歌镇一带序列Ⅰ底部砾岩古水流方向以由北向南为主。序列Ⅱ粗砾岩主要分布于盆地的北部,仍显示以由北向南的水流为主,说明古近纪中晚期在滩歌盆地北侧沿西秦岭北缘断裂带一线可能具有较高的地势,是主要的物源区之一。因此,古近纪中晚期滩歌盆地是位于西秦岭山内部的山间盆地。盆地内古近纪中晚期构造层变形强度总体较弱,地层产状较为平缓,倾角一般小于30°;其主体在西部马力镇一带构成一个近东西向的十分开阔的北翼稍陡的向斜构造,向斜轴的走向仍为北西西—南东东向(图2、9)。在靠近朝团山—山丹断裂(F12)和孟家门断裂(F10)等区域,新生代地层强烈变形,产状陡立,局部可见滩歌盆地古近纪中晚期构造层与武山—漳县盆地的新近纪地层断裂接触,表明构造变形明显受到后期断裂逆冲活动影响。综上所述,滩歌盆地古近纪中晚期构造层与白垩纪构造层在变形方面具有明显的差异(图2、9、10)。白垩纪构造层的变形较强烈,形成紧闭的歪斜向斜构造,而盆地古近纪中晚期构造层总体变形较弱,形成平缓开阔的向斜构造。两期变形均与西秦岭北缘断裂带构造活动有关,只是白垩纪构造层的变形与腊干下—秦家崖断裂的逆冲活动直接相关,而古近纪中晚期构造层变形与北侧的朝团山—山丹断裂(F12)的活动关系密切(图9)。两期构造变形的差异说明古近纪中晚期以后西秦岭构造带南部的构造变形发生了明显的向北迁移。2.2盆地构造背景分析武山—漳县盆地位于滩歌盆地的北侧,大致沿现今西秦岭北缘构造带中部展布(图2～5),由漳县和武山两个长条状、断层控制的盆地所组成。盆地内新近系沉积厚度超过1000m,为一连续沉积的地层序列(图2、7d)。根据与临夏盆地新生代地层的对比,表明武山—漳县盆地地层时代为中新世。为确定盆地内部地层的年龄,我们采集了一系列孢粉样品,经中国地震局地质研究所孢粉实验室鉴定,地层的年代为中新世。在盆地的中部鸳鸯镇—盘古川一带,从下向上分为4层:①红褐色砾岩夹含砾泥岩,厚度279.2m;②褐红-土红色粉砂质泥岩、泥岩夹薄层灰绿色泥岩、粉砂质泥岩,厚度724.1m;③紫红色泥岩夹薄层灰绿色泥岩、泥灰岩,厚度大于100m;④土红色-黄色粉砂质泥岩、厚层黄色和灰白色砂岩、砂砾岩及砾岩层夹薄层砖红色泥岩,估计厚度400m。武山盆地内新近纪地层往往直接不整合于古生界之上,仅在盆地南缘的某些地段可见新近系不整合于属于滩歌盆地的古近系之上,在盆地南缘沉积物以细颗粒的砂岩、泥岩为主,或者砾岩中砾石的磨圆较好,但在盆地北缘新近纪地层的下部常见粗砾岩沉积,砾石的分选和磨圆较差,说明存在坡度较大的冲积扇环境,与盆地北缘的断裂活动有关。从盆地构造、沉积建造和分布以及地层的不整合接触关系等方面分析,武山—漳县盆地和滩歌盆地是相互独立的,分别属于不同的沉积体系。武山—漳县盆地在几何形状上呈长条状,其中武山盆地长约60km,宽一般只有6～7km,最宽处为23km,长宽比约为3;漳县盆地长45km,宽7km,长宽比约为6。盆地两侧均受断层控制,但这些断层既有向盆地逆冲的逆断层,也有倾向盆地内部的正断层。在武山盆地北侧,断层以倾向盆地的正断层为主,倾角一般在50°以上;盆地南侧的局部地段也发育正断层,倾向北。漳县盆地两侧均发育断层,但以北侧断层较为发育,断层以向南倾为主,倾角很陡,如在漳县北部北边界断层的倾角达80°左右,断层运动方式既有倾滑正断也有逆断,同时兼具走滑运动分量。纵贯两个盆地中部发育走滑断层,以左旋为特征,其走向大致平行于西秦岭北缘构造带的走向,与盆地两侧的主要断层存在一非常小的夹角。西秦岭北缘构造带中部的断裂很好地控制了新生代盆地的长条状形态以及地层建造和分布,在盆地北部沿车岸村—大坪头断裂和张家山—草坪上断裂主要沉积了冲积扇环境下的粗颗粒的砾岩,说明在中新世沿西秦岭北缘构造带中部发生的走滑活动和正断活动主导了武山—漳县盆地的沉积和构造演化,使得盆地具有剪切拉张性质。在平面上,两个盆地呈左阶斜列,这种组合形态也指示着盆地在早期发育阶段的左旋走滑剪切拉张成因。自中新世晚期以来,武山—漳县盆地遭受挤压变形,盆地消亡,新近纪地层形成了与盆地走向一致的大型向斜构造(图3～5),在此大型向斜构造背景之上,新近纪地层内还发育一系列的小型褶皱构造(图4),其分布、走向和形态等表明它们与西秦岭北缘构造带的斜向挤压剪切运动有关。小型褶皱在整个盆地内均有分布,但主要是分布在盆地中部目前仍强烈活动的左旋走滑断裂的附近,具有牵引褶皱的特点,在该断裂附近地层和牵引褶皱走向往往发生向断裂面的偏转。牵引褶皱轴的走向为北西290～305°,与走滑断裂的夹角为15～20°左右,指示断裂的运动方式为左旋走滑。2.3资源区层序特征陇西盆地位于西秦岭北缘构造带北侧(图1、2),盆地南缘新生代地层为一连续沉积地层序列,从下向上可划分为3个大层(图7b)。序列Ⅰ,砖红-紫红色长英质中细砂岩(未见底),出露厚度约200m;序列Ⅱ,灰褐色-褐红色中、细砾岩,夹含砾砂岩,厚度约300～700m;序列Ⅲ,是一套中新世砖红-紫红色砾岩、砂砾岩、砂岩和泥岩序列,总厚度大于370m。陇西盆地是西秦岭北缘构造带北侧大型新生代盆地的组成部分,向西与临夏盆地相通,两盆地大致可以临洮至渭源之间的近南北向前第三纪基岩凸起(或隐伏凸起)为界,但新生代地层并无截然的界线。两个盆地新生代地层在横向上虽然有一定相变,但层序的变化仍具有相似性,而且有两个明显的标志层——砖红砂岩和“东乡斑马层”可用于地层对比。陇西盆地南缘下部序列Ⅰ砖红色砂岩在青藏高原东北部分布较广,在滩歌盆地和临夏盆地底部有类似的岩性。典型的“东乡斑马层”出现在临夏盆地东乡组的顶部(图7c),是一套紫红色泥岩夹灰绿色泥岩、泥灰岩条带组合;从临夏盆地向东,在陇西盆地内这一组合相变为紫红色的泥岩与灰白色钙质结核层。根据这两个标志层进行地层对比,陇西盆地南缘新生代地层时代从古近纪中晚期一直到中新世晚期,其中Ⅰ和Ⅱ序列的时代推测属古近纪中晚期,序列Ⅲ属中新世,出露的最新新近纪地层相当于临夏盆地的晚中新世柳树组。陇西盆地新生代地层在盆地南缘厚度大于1000m,向北在盆地内厚度逐渐减小,在北部靠近马街山东端的杨凤堡等地厚度仅200m左右或不足百米,有些地方直接出露前新生代基岩。此外,盆地南部沉积物颗粒粗大,向北变细,特别是序列Ⅱ和Ⅲ的砂砾岩层,变化更明显,南部为中粗砾岩,向盆地内部变为细砾岩和砂砾岩、砂岩为主,物源主要来自南部的西秦岭,上述现象表明陇西盆地具有前陆盆地的沉积特点。前陆盆地系统一般可以包括前渊、前陆隆起和隆后盆地等几个组成部分。陇西盆地属于中国西部再生型前陆盆地,虽然并不十分典型,但仍可以看出,陇西盆地的前渊位于西秦岭北缘逆冲断裂以北,从前缘逆冲断裂向北至陇西—文峰镇一带的渭河两岸,沉积较厚;而马街山及其东延部位大致构成了陇西盆地的前陆隆起。连续的第三纪地层表明自古近纪中晚期到中新世晚期陇西盆地可能一直处于前陆盆地发展阶段,在此过程中可能存在多种构造力的作用,其中构造挤压应力是必不可少的。对于陇西盆地而言,西秦岭构造带的向北逆冲推覆运动十分关键,如前所述,目前在西秦岭北缘构造带北部确实发育多条逆冲断裂(图2、3),构成了前陆褶皱-冲断裂带,显然以这些断裂以代表的西秦岭北缘前陆褶皱-冲断裂带的新生代逆冲推覆活动不但引起陇西前陆盆地的形成,使得西秦岭山成为陇西盆地的主要物源区,也是引起陇西盆地南缘新生代褶皱变形的直接原因。3武山—西秦岭北缘构造带新生代断裂与盆地构造演化西秦岭北缘构造带可能在古近纪中晚期(～40Ma左右)开始形成,以向南和向北的双向逆冲为特征。在构造带南侧的滩歌盆地发生了白垩系地层的褶皱变形,形成向南倒转的向斜构造,并形成新生界与白垩系之间的角度不整合;在构造带北侧,后缘冲断带开始形成,使得古生界地层向北逆冲于白垩系地层之上,并造成白垩系地层的变形(图3、10A)。随后,在构造带南侧的滩歌盆地开始接受以粗颗粒的砾岩和砂岩为主的地层沉积,沉积厚度近km;而位于构造带北侧的陇西盆地开始了前陆盆地沉积阶段,自古近纪中晚期开始形成后(图10B),一直到中新世晚期才结束,沉积了一套连续地层序列。大约在古近纪末期至新近纪早期之间,西秦岭北缘构造带的挤压逆冲活动重心向北侧迁移,其南支逆冲断裂发生后展式逆冲运动,滩歌盆地古近纪地层褶皱,沉积盆地消亡;而在构造带北侧,陇西前陆盆地进一步发展,由白垩系构成的前缘褶皱冲断带成为主导构造,前缘褶皱变形带开始活动(图3、10C)。此期间最引人注目的构造现象是在滩歌盆地消亡后沿构造带中部形成长条形的武山—漳县盆地(图2、10C)。前已述及,不仅控制武山—漳县盆地的断裂具有明显的左旋走滑证据,而且盆地本身的形态和组合也指示着左旋走滑的成因。武山—漳县走滑拉张盆地系的形成可能反映了西秦岭构造带响应斜向挤压的应变分配方式。在斜向区域构造应力作用下,西秦岭构造带的北侧继续发生挤压活动,形成逆冲断层、维持挤压构造盆地发育,吸收垂直于构造带的地壳缩短分量;而在构造带的中部则发生左旋剪切活动,与构造带中部的局部张应力共同导致剪切-拉张环境。需要强调的是左旋剪切仅发生在构造带中部,在这一较窄的长条形区域内,包括张家山—草坪上断裂在内的一系列断裂发生左旋走滑兼正断活动,形成武山—漳县盆地。中新世晚期以后,在北东-南西向挤压作用下沿西秦岭北缘构造带总体上发生挤压收缩变形,整个断裂带的多数组成断裂均发生了明显的逆冲活动,特别是北部逆冲断裂活动最为强烈,引起陇西盆地新生代地层强烈褶皱变形,并且褶皱隆起,从此结束大规模沉积的盆地演化历史。与此同时,在断裂带内部的武山—漳县盆地很可能发生了斜向挤压变形(图10D),由剪切拉张环境转变为剪切挤压,造成盆地内新近纪沉积地层的褶皱变形,盆地边界的剪切正断层可能发生反转运动,同时还有新的逆冲断裂形成,导致盆地的褶皱隆起和最终消亡。在此剪切挤压过程中,形成了目前贯通于盆地中部的左旋走滑断裂带。新生代晚期以来西秦岭北缘构造带的构造活动主要集中在构造带中部的这条左旋走滑断裂之上,而构造带逆冲断裂和地壳缩短的活动趋于停止,迁移到更北部的海原断裂、香山—天景山断裂(又称中卫—同心断裂)和烟筒山断裂等构造带上,实现了较彻底的、大区域的应变分配。4西秦岭北缘构造带的构造发育对青藏高原东缘植物形成过程的指导意义(1)构造变形随构造带的变化西秦岭北缘构造带在剖面上表现出典型的正花状构造特征,具有挤压造山带构造变形的一般特点。两侧由一系列向山外运动的逆冲断裂组成,断裂带中部发育一条活动走滑断裂。根据有关的深地震剖面资料,并结合地表地质资料推测,其主干断裂在上地壳可能具有较陡的产状,推测下部可能向南倾;两侧的逆冲断裂在浅部产状较缓,向深部可能都汇聚到了主干断裂上。这种花状构造反映了西秦岭构造带的剪切挤压特征和应变分配方式:垂直于构造带的地壳缩短分量由花状构造外侧的逆冲断裂所吸收,平行于构造带的左旋剪切分量由花状构造中部的走滑断裂所调节。这种应变分配方式对于青藏高原东北缘的构造变形可能具有普遍意义。从西秦岭北缘构造带新生代构造活动的历史及其与两侧滩歌盆地、武山—漳县和陇西盆地的沉积演化和构造变形的关系分析,自古近纪中晚期至中新世晚期该构造带一直以逆冲断裂活动占主导,而且具有向北迁移的特点,特别是在中新世晚期以后逆冲断裂活动主要发生在构造带的中部和北部。构造带南部的逆冲断裂具有向北扩展迁移的后展式特点,而构造带北部的逆冲断裂具有向北迁移的前展式特点。这种特点不但影响了滩歌盆地、武山—漳县盆地与陇西盆地的形成、变迁、沉积演化和构造变形(图10),也反映了高原的向北东扩展。构造带中部武山—漳县盆地的形成晚于两侧逆冲断裂的形成时期,当整个构造带演化到一定程度后在中部形成次级拉张应力场,与左旋剪切应力共同形成武山—漳县剪切拉张盆地。武山—漳县盆地代表了在青藏高原东北缘沿主要构造带中部形成的一类剪切拉张型盆地,其形成不但又一次证明沿构造带单剪与挤压应变分配方式的重要意义,而且说明在中新世青藏高原向北东的扩展已强烈地影响到了西秦岭地区的构造演化。这种沿构造带中部的剪切活动在整个青藏高原东北部和北部可能具有普遍意义;剪切拉张往往引起沿构造带的差异隆升,而通过裂变径迹等热年代学方法所反映的岩体隆升有可能就是这种沿构造带的局部差异隆升的结果。(2)成岩时代和构造变形西秦岭北缘构造带的中段,即大致从东部的天水向西经武山至临夏的一段,是青藏高原东北部的现今地貌边界,而该构造带两侧新生代构造活动和盆地沉积演化的差异进一步说明它曾是早期青藏高原的东北边界。构造带北侧发育一个大型的新生代沉积盆地群,包括临夏、陇西和固原等次级盆地,沉积了自古近纪中晚期(或渐新世)以来一直到第四纪时期的新生代地层[4,6,12,13,14,12,13,14];而构造带南侧发育一些规模较小、以新生代早期沉积为主的盆地,从西向东有临潭盆地、滩歌盆地、南阳盆地和西和—礼县盆地等。与西邻的临夏盆地类似,陇西盆地从古近纪中晚期开始一直到中新世晚期持续发展,没有发现中新世晚期之前的角度不整合和构造变形,直到中新世晚期以后才发生明显的构造变形。但是,沿西秦岭北缘构造带及以南地区发生有中新世晚期之前多次构造变形,例如,在武山—漳县盆地南缘见到古近系与新近系之间发育角度不整合,在武山—漳县盆地下部发现了(估计中新世早期)生长地层和生长不整合,在西部的贵德盆地发育中新世早中期的角度不整合。因此,西秦岭北缘构造带从古近纪中晚期开始直到中新世晚期一直是高原东北部的主边界断裂,造成构造带两侧构造变形和沉积历史的差异,中新世晚期以前构造变形主要发生在构造带及以南地区,从中新世晚期开始构造变形开始强烈地影响构造带以北地区,使得构造带以北的陇西盆地等地区成为青藏高原东北部的最新扩展部分。(3)西秦北缘断裂带地质意义青藏高原东北部最早的新生代构造活动发生在始新世中期至渐新世初期之间,例如,热年代学研究发现30Ma左右东昆仑造山带发生了一次快速冷却事件;柴达木盆地周边裂变径迹结果指示沿东昆仑断裂和阿尔金断裂在始新世—早渐新世((40±10)Ma)发生了剥蚀速率的快速增加。沉积地层学方面的研究证明青藏高原北部的地壳增厚发生的时间早于渐新世,在柴达木盆地的南北边缘,即祁漫塔格和柴北逆冲断裂系,大约为49Ma,在南山为33Ma。另外,通过古地磁研究Dupont-Nivetet等认为西宁—民和盆地在晚古近纪时期(45～29Ma)经历了约24°的顺时针旋转。但是,迄今为止还很少见到有关青藏高原东北部新生代早期构造变形方面的直接依据。在白垩纪—古近纪中晚期(～40Ma左右)期间,滩歌盆地白垩纪地层褶皱变形,并发生区域夷平作用,形成了滩歌盆地古近纪中晚期沉积地层底部的角度不整合,说明在此期间滩歌盆地遭受明显的构造变形。虽然不清楚这一构造变形事件的绝对年代以及是否与古近纪早期印度板块和欧亚板块的汇聚作用有关,但它在整个青藏高原东北部具有一定的普遍性,而且构造变形沿西秦岭北缘构造带及以南地区较强,显示与构造带逆冲断裂活动有密切的关系。在临夏盆地附近的西秦岭北缘断裂带所取三个花岗岩及闪长岩样品磷灰石裂变径迹年龄落在40Ma左右,证明西秦岭北缘构造带在古近纪中晚期(40Ma左右)发生了构造隆升活动。这次快速冷