科研动态 | 我院博士研究生龚志康在Tectonophysics上发表文章：集宁盆地北缘断裂新活动特征的厘定及其对山西裂谷系向北扩展的响应

近日，我院博士研究生龚志康在导师张冬丽副教授的指导下，在山西裂谷系北部活动断裂研究方面取得重要进展。该研究通过高分辨率遥感解译、高密度电阻率法探测、野外地质调查和光释光测年技术等综合手段，在鄂尔多斯活动地块东北部的集宁盆地北缘识别出一条全新世活动的正断层——集宁盆地北缘断裂（North Jining Basin Fault），结合山西裂谷系内盆地的形成演化序列，认为其为山西裂谷系持续向北扩展的构造响应。该成果发表在国际地学权威期刊《Tectonophysics》（中科院二区，JCR Q2）上。

研究背景

在太平洋板块向西俯冲与青藏高原向北东扩展的远程效应共同作用下，鄂尔多斯地块周缘发育了多个大型断陷系统。其中，东缘的山西裂谷系是一条长约1200 km、呈右阶雁列展布的张性右旋剪切带，构成了鄂尔多斯地块与华北地块主体之间的构造边界带。鄂尔多斯活动地块东北部位于山西裂谷系与张家口—渤海构造带的交汇区域。长期以来，地学界对山西裂谷系的南段和中段已有深入研究，但其北段是否继续向北延伸、裂谷作用是否在岱海-黄旗海盆地一带终止，仍有待进一步研究。

研究方法与数据

本研究聚焦于集宁盆地北缘一条潜在的北东东向断裂，该断裂在卫星影像上表现为一条长约100 km的线性构造。首要目标是确定该线性构造是否代表断裂系统。为此，首先通过GF-2获取1 m分辨率的正射-融合遥感影像，解译该线性构造的地表迹线。随后，沿该线性构造开展野外调查，记录其地质背景与地貌特征。为了揭示该线性构造的浅表结构特征，在其西段布设了三条长度约为600 m、最大探测深度为100 m的高密度电阻率法测线（ERT），获得了高分辨率的浅层电性结构特征。基于上述多方面的证据，确定其为断裂构造，并对其几何形态、浅表结构及活动特征提供了初步约束。

主要发现和认识

1.多方法揭示了集宁盆地北缘断裂的几何展布与浅部结构

经遥感解译与地质调查研究发现，集宁盆地北缘断裂总体走向NE65°，倾向SE，倾角40°–80°，以正断倾滑为主，全长约100 km，西起内蒙古卓资县勇士村（YSC），向东经乌兰察布市集宁区北侧延伸至商都县中达营村（ZDY）以南。在西段胜利房子（SLFZ）处，断层剖面显示断层产状为150°∠68°，上盘（南侧）沉积厚度明显大于下盘，呈现典型正断层特征；在五里坡（WLP）一带断裂发育多级平行陡坎，最大陡坎高度达5–6 m。ERT剖面显示，断层两侧的沉积层厚度存在显著差异，南侧（上盘）高阻表层（含玄武岩砾石的洪积物）厚度可达40 m以上，而北侧（下盘）仅厚10–20 m，表明断裂控制了盆地边界。断裂整体活动性表现为西段相对较强，东段相对较弱。

2.断错地貌和年代测定明确的集宁盆地北缘断裂为一条全新世活动断裂

现场调查发现多个位置保存的多级地貌断错和断层断错地层剖面。其中胜利房子（SLFZ）点的断层剖面揭示断层错断了多个晚第四纪沉积单元：下盘的①含玄武岩砾石层和②褐黄色粗砂被断层错断，其累积垂直位移最大约2.7 m；上盘发育的崩塌楔W1（OSL年龄为51.39 ±2.77 ka）指示一次古地震事件；被错断最新沉积层为⑥灰黄色含砾砂土，对应的OSL年龄为6.63±0.33 ka，表明该断裂为全新世活动断裂。

3.集宁盆地北缘断裂的新活动揭示了山西裂谷带仍存在向北的扩展和延伸

新发现的集宁盆地北缘断裂为全新世活动正断层，控制着新生代集宁盆地的北边界，盆地内新生代沉积厚度不足100 m。综合区域地质年代学资料表明，山西裂谷系各盆地的初始裂陷时代从南向北逐渐变新：南部的运城盆地始于10–7.1 Ma，沉积厚度约为5000 m；临汾盆地为10–5.9 Ma，厚度约2200–2500 m；中部的忻定盆地为5.2–3 Ma，沉积厚度为1800–2400 m；北部的大同盆地为10–7 Ma，厚度2000–3500 m；黄旗海盆地则为7–2 Ma，厚度约为1200 m。通过集宁盆地北缘断裂的活动特征及其对集宁盆地的控制作用，结合山西裂谷系内断裂活动与断陷盆地的时空演化特征等研究结果，表明鄂尔多斯地块东缘的伸展变形并未在岱海—黄旗海盆地停止，山西裂谷系仍在持续向北扩展和延伸。新发现的集宁盆地北缘断裂是山西裂谷系向北扩展的最前缘，也是其构造活动的最新具体表现。

图6 山西裂谷系断陷盆地发育的时间序列

该论文第一作者为我院博士研究生龚志康，通讯作者为张冬丽副教授。研究得到国家重点研发计划项目（2017YFC1500100）和国家自然科学基金面上项目（42174062，41972228）等项目的资助。

论文信息：

Zhikang Gong, Dongli Zhang, Weisheng Hou, Ting Liu, Jinhua Du, Haoyu Zhou, Zijian Feng, Xin Sun, Ruijie Xue, Haiyun Bi, Wenjun Zheng, Identification of the North Jining Basin Fault and its response to the northward expansion of the Shanxi rift system, North China. Tectonophysics, 2026, 926: 231110.https://doi.org/10.1016/j.tecto.2026.231110.

供稿人：龚志康张冬丽

初审：董晓涵 黄荣

审核：徐永怡

审核发布：孔晓慧