天山北缘河流阶地形成及构造变形定量分析

新生代以来,北天山山前发育了3排冲断褶皱带。新生代晚期一系列河流普遍穿过这3排冲断褶皱带并发育了三级河流阶地。在最新构造活动的影响下,河流阶地普遍发生变形,遭受抬升。利用光释光及14C年代学方法确定了塔西河三级阶地的形成年龄,并实际测量了三级阶地的高程。结果表明吐谷鲁背斜的构造抬升速率在32．85-28．75 ka问为9．50-12．57 mm／a,12-13 ka间为9．67-14．5 mm／a,全新世则增至10．79-23．44mm／a,天山基底的平均隆升速率达到3．39-3．86mm／a。通过对天山最高一级夷平面、野外实测侏罗纪地层高程及天山发育的煤层的相对隆升速率的研究则表明天山自24 Ma以来平均的隆升速率约为0．085-0．146 mm／a。结合对北天山其他主要河流阶地的观察及研究可以看出自晚更新世一全新世以来,天山北缘的最新构造活动具有不断加快的特征。     

河流阶地演化与构造抬升速率——以天山北麓晚第四纪河流作用为例

构造地貌学重点关注构造和地表过程对于地形地貌演化的差异化作用,构造活动速率则是评估这种影响的一个重要指标。利用河流阶地数据计算河流下切速率从而约束构造抬升速率是常用的方法,但由于阶地成因复杂,这一方法具有不确定性。对于山前河流地貌序列,基于背斜段与未变形段的阶地拔河高度差以及阶地面形成年龄,计算得到的河流下切速率可在一定程度上消除气候等因素的影响,因此可用于估算背斜自阶地形成以来的平均抬升速率。基于该方法,本文通过研究天山北麓乌鲁木齐河、塔西河、玛纳斯河、金钩河、安集海河及奎屯河等河流在背斜段发育的主要阶地,分析了背斜抬升速率及其时空特征。天山北麓发育3排逆断裂一背斜带,结果表明位于第Ⅱ排逆断裂一背斜带的吐谷鲁背斜自约13ka以来的抬升速率为3.52mm/a,同时期霍尔果斯背斜构造抬升速率为4.8mm/a,玛纳斯背斜东端的抬升速率相对较小,为2ram/a;第Ⅲ排构造带中的独山子背斜全新世抬升速率仅为1.2~1.9mm/a。这可能表明,自山前向盆地方向晚第四纪背斜抬升速率大致呈减小趋势,与背斜地壳缩短量的空间分布规律基本一致。更多的阶地年龄数据有助于更好地揭示天山北麓晚第四纪背斜构造活动特征。     

西南天山阿图什背斜晚第四纪的阶段性隆升

摘要：西南天山山前的阿图什背斜带是晚第四纪以来强烈活动的褶皱带,博古孜河横切背斜构造的中段,在背斜区形成6级基座阶地,为晚第四纪以来阿图什背斜阶段性褶皱隆起的地貌标志。 用差分GPS测量阶地纵剖面,发现T1、T2和T4阶地面在背斜的北翼坡向北,与河流的流向相反。T1、T2和T5阶地面在背斜的南翼坡向南,平均坡度分别为0.9°、1.2°和1.8°,远大于现代河床的平均坡度角0.5°。通过细颗粒石英和细颗粒混合矿物的光释光简单多片再生法(SMAR)测年,确定博古孜河T1、T2、T3、T4和T5阶地的形成年龄分别为距今约(25.0±2.6)、(42.7±4.4)、(63.1±6.3)、(96.9±9.9)和(120±10) ka BP。晚第四纪不同时段博古孜河的下切速率具有不均匀性,其中T3和T4阶地的下切速率分别为049和044 mm/a,T1 、T2和T5阶地的下切速率分别为12、169和136 mm/a。博古孜河分别在(120±10)～(96.9±9.9) ka、(42.7±4.4)～(25.0±2.6) ka和(25.0±2.6) ka至今的3个时段发生强烈的下切,应是阿图什背斜带在该时段快速构造隆起导致河流加速下切。     

六盘山东西两侧第四纪以来构造差异隆升速率递变性

河流阶地作为第四纪以来较新的沉积地貌单元,在研究区域构造隆升和区域断裂活动性方面扮演重要角色.本文利用前人对六盘山东西两侧黄河、渭河及泾河地区阶地研究成果,借用古地磁及14C等方法测定阶地形成年龄和实测阶地拔河高度已有数据,引进构造差异隆升速率(△UT)参数来反映区域构造隆升强弱.通过对兰州黄河阶地、陇西渭河阶地与泾河阶地的构造差异隆升速率对比研究表明,第四纪以来,兰州黄河阶地与泾河阶地4个期次平均构造差异隆升速率(△UT)分别为76.87mm/ka、42.88mm/ka、421.06mm/ka和1050mm/ka;平均值为397.70mm/ka;陇西渭河阶地与泾河阶地3个期次内(△UT)分别为177.37 mm/ka、171.83 mm/ka和168.27mm/ka;平均值为172.49mm/ka.说明六盘山西侧总体活动性要强于六盘山东侧,同时六盘山构造带北段较南段活动性强,并有逐渐增强趋势.其主要原因可能是六盘山西侧区域系列NWW、NNW活动构造发育对应力的转换和吸收占据重要位置,而六盘山东侧依附于较稳定的鄂尔多斯地块,对区域应力的转换和吸收不明显.     

新疆博格达山北缘阜康南断裂带古牧地段晚第四纪活动特征

新疆博格达山北缘阜康南断裂带古牧地断裂段是发育在古牧地背斜北翼的逆冲断裂,由南倾的主干断裂和南侧的反冲断裂组成,晚第四纪以来断裂新活动性明显,地表形成一系列的地质地貌现象.文章在大红沟附近通过变形阶地测量、探槽开挖和热释光(TL)年代测定,获得古牧地断裂晚更新世末期以来的平均垂直滑动速率为0.27mm/a左右,全新世以来的平均垂直滑动速率为0.13～0.18mm/a,速率明显变小.古地震研究表明,古牧地断裂晚第四纪以来有过多次活动,最新一次古地震事件的垂直错距在1.4m左右,离逝时间已达8ka以上.古牧地断裂全新世以来的运动速率偏低,很可能意味着该断裂需要一次强震来释放存储的弹性应变,表明古牧地断裂具有很大的地震危险性.     

青藏高原西北部晚第四纪以来的隆升作用 ——来自西昆仑阿什库勒多级河流阶地的证据

青藏高原的隆升是新生代最壮观的地质事件,关于青藏高原隆升研究一直是地学界的研究焦点.河流阶地的发育记录了丰富的构造运动和气候变化的信息,近年来被广泛应用于构造运动和气候演变的研究,但前人研究的河流阶地基本分布在青藏高原的周缘,阶地的形成可能是气候与构造运动共同作用的结果.本文通过高分辨率卫星影像的解译,在青藏高原内部的西昆仑阿什库勒地区发现了多达七级的河流阶地.对该处河流阶地结构、沉积特征、几何特征的研究表明该阶地是典型的构造成因阶地.野外利用全站仪对河流阶地地貌形态进行了精细的测量,获得了各级阶地的拔河高度分别为4～5m(T1)、9～ 10m(T2)、16 ～ 18m(T3)、28～31m(T4)、45～48m(T5).通过宇宙成因核素10Be测年方法对各级阶地面的暴露年龄进行了测定,获得了各级阶地的形成时代分别为7.7±0.7ka(T1)、32.7±3.lka (T2)、53.6±2.5ka(T3)、115.7±23.2ka(T4)、166.8±10.4ka (T5)、19.5±8.5ka (T6).由此确定了晚第四纪166.8ka以来不同时期的河流下切速率总体介于0.2～0.35mm/yr,该速率代表了青藏高原西北部晚第四纪166.8ka以来的平均隆升速率.     

北天山山前安集海河阶地形成的时代及意义

北天山山前几条主要河流普遍发育河谷阶地。安集海河发育６～８级阶地,通过年代测定及区域对比,可得出安集海河阶地形成于中更新世晚期一晚更新世早期（约１２～１４万年左右）。第四纪以来构造活动及气候变化控制着河流下切和侧蚀作用的进行,安集海河阶地的形成和发育明显受第四纪晚期构造活动和气候变化等因素的影响。     

西昆仑山前河流阶地的形成及其构造意义

西昆仑山前河流普遍发育6级阶地,利用光释光（OSL）与热释光（TL）方法对采自西昆仑山前几条主要河流的低阶地堆积物样品进行年代测定。研究结果显示,主要河流低阶地的形成具有同时性,构造活动是河流阶地形成的主要控制因素。河流阶地的年龄测定结果表明,西昆仑山前河流阶地最早形成于约1.2Ma,T4、T3、T2阶地分别形成于约39ka、18ka和5ka。多级阶地的形成反映了河流自早更新世中期开始下切于活动抬升的西昆仑山。河流阶地的发育及区域对比揭示了西昆仑第四纪晚期以来的隆升过程,区域构造活动明显地影响河流的形态与行为。河流阶地的分布、地貌特征及区域对比表明,河流阶地的形成与演化受新构造活动、山脉隆升、气候变化等多种因素的影响。     

嘉黎-察隅断裂带中南段晚第四纪活动性及其古地震记录

嘉黎察隅断裂带是喀喇昆仑嘉黎断裂带的东段及其东延部分,其中南段主要是指东构造结顶部及东南的通麦-波密-察隅段,断裂位于构造强烈隆升的高山峡谷地貌区,植被茂密、断错地貌不清晰,且缺少第四纪沉积,阻碍了对该断裂带的空间几何展布和地震活动性研究.本文通过对嘉黎-察隅断裂带中南段的遥感解译和地质调查,以及断错地貌和晚第四纪湖相软沉积物变形构造的研究,结合古地震探槽和地质测年等手段,新识别出2次古地震事件,时间限定在16.13±1.06～15.66±0.92 ka和8630±600～9561±37 aB.P..综合前人资料,分析认为嘉黎-察隅断裂带中南段晚第四纪以来可能发生了5次古地震事件,分别为16130～15660 a、11060±940 a、8630～9561 aB.P.、2780～2160 aB.P.和650 aB.P.,地震复发周期约为2000～5000 a.GPS数据表明,嘉黎-察隅断裂带中段和东南段水平滑动速率为1.3～2.0 mm/a和2～4 mm/a,挤压速率为2.5～2.9 mm/a和5.1～6.2 mm/a,为右旋挤压性质,均存在南北两支断层.断裂活动明显受控于青藏高原东向和绕喜马拉雅东构造结的顺时针旋转运动.嘉黎-察隅断裂带与龙门山断裂带均具有低滑动速率、长复发周期地震特征,考虑到喜马拉雅东构造结顶部目前仍处于较高的构造挤压状态,未来有发生Ms≥7级地震的可能性.     

库车坳陷区西段拱拜孜活动逆断裂-背斜变形特征

拱拜孜逆断裂-背斜为秋里塔格背斜带西延部分,由拱拜孜线状背斜构造及逆断裂组成.背斜北翼宽缓,南翼陡倾甚至倒转,为典型断层扩展褶皱构造.拱拜孜背斜变形方式和发展演化具阶段性变化特点,背斜强烈隆起,在中更新世末,为中晚第四纪背斜构造.拱拜孜断裂发育于背斜核部南翼,为拱拜孜逆断裂-背斜主要控制性断裂,其形成与发展控制着拱拜孜背斜形成与发展.断层造成背斜南翼上新统库车组直立甚至向北倒转,膝折现象明显.利用插分GPS测得断层两测Ⅱ级阶堆积底界不整合面高差为2.8 m,晚第四纪以来断裂垂直滑动速率为0.25 mm/a,地壳缩短速率为0.65 mm/a.     

山西河曲黄河阶地序列初步研究

黄河干流奇特的"几"字形格局是其复杂发育历史的表现。由于流域内的地质与气候条件复杂多样,分段开展深入研究是全面认识黄河的基础。晋陕峡谷是研究黄河演化的关键地段之一,河流阶地忠实地记录着河流发育的历史。文章选择山西河曲县城附近黄河阶地发育典型的河段进行研究,在实测河流阶地地貌剖面的基础上,系统采集了20个年代样品进行光释光(OSL)测年。依据地貌类型、沉积特征以及定年结果,建立了该河段黄河阶地的演化序列,得出以下结论:1)河曲地区黄河曲流凸岸形成有4级阶地,T₄阶地的形成主要受构造控制,而T₃,T₂和T₁阶地的形成主要与气候变化有关,各阶地的年龄分别是T₄为90ka,T₃为30ka,T₂为20ka,T₁为3.4ka。2)河曲地区约140ka以来河流地貌的演化经历了5个阶段,各阶段以下切侵蚀开始,结束于各阶地堆积面的塑造。约90ka以来,该地区河谷谷底下降速度和曲流可能最大侧蚀速度的平均值分别为0.9mm/a和33.4mm/a。在不同阶段,二者的大小变化及组合状况各异,在构造相对稳定条件下,河流以侧蚀作用为主,其侧蚀速度与气候和岩性条件有关。3)河曲地区的黄河曲流是在河流下切过程中逐渐侧蚀、演化而成的,具有内生曲流的特点。4)T₄阶地的泥流沉积和加积堆积,可能记录了地方性气候变化,其范围和意义有待进一步研究,另外,T₃,T₂和T₁形成过程中气候变化的作用也有待探讨。     

东昆仑山东段北坡河流阶地发育及其与构造隆升的关系

河流系统的发育往往能反映相关地质作用的细节.对东昆仑山东段北坡众多河流阶地及其沉积物的研究表明, 该区在早更新世晚期昆仑-黄河运动之后形成的东西向盆岭相间的地貌特征奠定了早期河流为东西向外流水系的基础; 中更新世晚期以来的又一次强烈构造抬升事件———共和运动, 导致昆仑山北坡各主要河流迅速溯源侵蚀发展, 伴随河流袭夺而形成现今的水系格局; 晚更新世晚期存在一段相对较长的构造稳定期, 河谷普遍发生堆积作用, 形成分布广泛且厚度较大的晚更新世冲积层; 接近全新世以来构造运动频繁而隆升的幅度趋于减弱, 形成了5级河流阶地, 并且阶地的发育类型普遍为以高级阶地(T₅) 为基座的上叠阶地, 河流至今未能切穿晚更新世稳定期形成的厚冲积层.      

10Be dating of river terraces of Santo Domingo river,on Southeastern flank of the Mérida Andes,Venezuela: Tectonic and climatic implications

In this study, we discuss the first cosmogenic ¹⁰Be dating of river terraces located in the lower reaches of the Santo Domingo river (Southeastern flank of the Mérida Andes, Western Venezuela). The geomorphic observations and dating allowed the restoration of the temporal evolution of incision rate, which was analysed in terms of tectonic, climatic and geomorphic processes. The long-term incision rate in the area has been constantly around 1.1 mm/a over the last 70 ka. Taking into account the geologic and geomorphologic setting, this value can be converted into the Late Pleistocene uplift rate of the Southeastern flank of the Mérida Andes. Our results show that the process of terraces formation in the lower reaches of the Santo Domingo river occurred at a higher frequency (10³–10⁴ years) than a glacial/interglacial cycle (10⁴–10⁵ years). According to the global and local climate curve, these terraces were abandoned during warm to cold transitions.     

长江三峡河段下切速率研究*

长江三峡河段的阶地主要分布在宽谷河段和长江支流河口部位。文章通过对阶地堆积物沉积相的分析和TL测年,计算出了三峡河段不同地点的下切速率:重庆河段为84.56cm/ka,涪陵河段为93.9cm/ka,丰都河段为69.8cm/ka,忠县河段为77.65cm/ka,万州河段为75.1cm/ka,奉节河段为83.8cm/ka,宜昌三斗坪河段为74.2cm/ka。 整个三峡河段的平均下切速率为81.2cm/ka。分析得出:1)三峡河段不同地点的下切速率相近;2)近0.4Ma以来,长江三峡河段的下切速率有越来越快的趋势,这表明该地区在此期间发生了构造隆升而引起河流下切加剧;3) 长江三峡河段的下切速率与金沙江下段相近。     

阴山西段河流阶地发育的年代序列及其对构造隆升的指示意义

阴山位于河套断陷带北部,晚新生代以来,构造运动非常活跃,阴山持续不断隆起,河套随之不断下陷,作为地貌响应之一,阴山河谷中发育了一系列河流阶地。本文通过详细的野外地质调查,结合地貌学、沉积学及年代学方面的研究,厘定了阴山西段河谷普遍发育的4~5级河流阶地;并利用光释光(OSL)测年方法,恢复了其堆积-下切历史,建立了河流阶地年代框架:T4、T3、T2、T1级阶地大致形成时间分别为58.00ka BP、46.25ka BP、32.19ka BP、15.79ka BP之后;分析了本区河流阶地的成因:阴山的构造隆升为本区河流下切提供动力基础,是形成河流阶地的主要驱动力,气候变化通过改变水流流量与沉积物通量的比率影响阶地的堆积-下切行为的转换,是河流阶地形成的重要影响因素;进而利用河流侵蚀速率差异性讨论了晚更新世以来阴山西段的构造隆升模式:51.61~41.28ka BP之间,阴山西段隆升以中部高于东西部的穹窿式差异性隆升为主,23.22ka BP之后,阴山西段的隆升区段差异性减小,趋向于整体隆升。     

贵州涟江惠水段河流阶地特征与地貌演化研究

贵州涟江惠水段级次清晰的四级阶地是流域地貌阶段性演化的直观记录。笔者等利用差分GPS测量法精确厘定了涟江阶地的级序和高程,结合剖面观测发现从上游到下游,涟江惠水段阶地标高和级差逐渐降低,地貌面整体呈“收拢”趋势;阶地沉积物呈现砾石层厚度变小,砾石含量降低、砾径减小,砂质沉积占比增大趋势;阶地类型从基座阶地为主向堆积阶地为主演变。光释光（OSL）测年显示,T1阶地埋藏年龄31.2±2.0 ka BP到14.7±1.3 ka BP,T2阶地122.4±8.5 ka BP到66.9±3.8 ka BP,阶地年龄与贵州高原其他流域十分相近,具有同步演化特征。结合阶地时代和发育特征,认为贵州高原河流阶地是构造运动的产物。涟江四级阶地记录了在更新世以来四次构造抬升背景下,流域经过多期自北向南“削高补低”的地貌改造,逐步由构造洼地演变为山间盆地的地貌过程。     

贵州涟江惠水段河流阶地特征与地貌演化研究

贵州涟江惠水段级次清晰的四级阶地是流域地貌阶段性演化的直观记录。笔者等利用差分GPS测量法精确厘定了涟江阶地的级序和高程,结合剖面观测发现从上游到下游,涟江惠水段阶地标高和级差逐渐降低,地貌面整体呈“收拢”趋势;阶地沉积物呈现砾石层厚度变小,砾石含量降低、砾径减小,砂质沉积占比增大趋势;阶地类型从基座阶地为主向堆积阶地为主演变。光释光(OSL)测年显示,T1阶地埋藏年龄31.2±2.0 ka BP到14.7±1.3 ka BP,T2阶地122.4±8.5 ka BP到66.9±3.8 ka BP,阶地年龄与贵州高原其他流域十分相近,具有同步演化特征。结合阶地时代和发育特征,认为贵州高原河流阶地是构造运动的产物。涟江四级阶地记录了在更新世以来四次构造抬升背景下,流域经过多期自北向南“削高补低”的地貌改造,逐步由构造洼地演变为山间盆地的地貌过程。