基于ASTER-GDEM数据的黄河源地区构造地貌分析

基于ASTER-GDEM数据,利用彩色晕染、密度分割与GIS空间统计分析技术,结合地质资料,通过地形高程、地势起伏度、地表坡度、高程和平均坡度剖面及流域面积-高程积分等手段,对黄河源地区的构造地貌特征进行了初步分析.研究表明,黄河源地区为一NW-SE带状盆地地貌,平均海拔4 473 m,平均起伏度为60 m,平均坡度为9.5°,为高海拔盆地,盆内地势平坦,盆缘山势险峻.黄河源盆地内部(4 200～4 300m)湖相地层发育,地势略有起伏,为古大湖湖底地貌后经河流改造形成;盆内发育三级阶梯状层状地貌面,高程分别为4 400m、4 500m和4 600m,为古大湖作用形成的三级大型湖积阶地;盆地两侧发育山地地貌,沟壑纵横,为山体隆升、构造剧烈活动和强烈风化剥蚀作用形成.黄河源地区的地貌特征受构造作用控制较为明显:盆地边缘的昆南断裂、布青山山前断裂和巴颜喀拉山前断裂对盆地的展布形态和整体地貌特征具有控制作用;盆内玛多断裂、巴颜河前断裂和麻多—野牛沟断裂破坏了古湖积阶地的层状地貌,控制了盆地内部的地势起伏变化和黄河源区水系的整体展布.黄河源流域地貌整体处于壮年期,为构造活动和水流作用的综合结果.4 200～4 800m高程范围内的流域面积最大,占总流域的90.6％,为长期内流作用形成的区域平坦的地形,推测为古湖期湖泊作用的结果;盆地两侧的山前地区,构造活动剧烈、风化作用显著,呈现老年期地貌;盆地东南切口为河谷地貌,处于幼年期,由黄河源的地貌发育特征推测黄河源水系为发育较为年轻的水系.     

祁连山构造地貌特征:青藏高原东北缘晚新生代构造变形和地貌演化过程的启示

祁连山地区作为青藏高原向北东方向扩展生长的前缘地区之一,对构造地貌发育特征及其控制因素研究是理解青藏高原东北缘晚新生代构造变形过程的重要内容之一.通过地形坡度、起伏度以及河流纵剖面分析,研究揭示出祁连山高坡度、高陡度的造山带边缘山系及高海拔、低起伏山间盆地发育地貌特征.结合区域隆升、侵蚀速率研究表明,祁连山山脉边缘部分...     

丹江口水库库区及周边地区河网形态、地貌特征及构造活动性意义

河流作为构造-气候相互作用最为敏感的地貌单元,记录了丰富的水系演化、构造变形以及气候变化等信息。通过研究河流的形成与演化过程来阐述区域地貌和构造活动特征是构造地貌研究的一个突破点,河流形态的空间变化是阐述河流形成与演化特征最为直观有效的方法。丹江口水库库区地貌特征复杂、地质灾害频发、差异性构造活动较为强烈,是开展构造地貌研究的理想场所。通过对丹江口水库库区及周边地区河流形态特征、地貌特征及构造活动特征等进行综合分析发现,河网分维值空间特征与区域内构造活动性较强的断裂的空间分布高度吻合,构造活动性较强的断裂带及周边地区,河网受到构造活动的影响,发育不成熟,河网分维值出现低值,分维值均小于1.115;构造活动性较弱的断裂带及周边地区,河网发育过程中未受到构造活动的影响,发育较成熟,河网分维值高,分维值均大于1.25;而河网分维值空间变化与地形坡度、平均高程等地貌参数相关性不显著。因此,区域构造活动性特征是河网形态空间变化控制的关键因素。利用河网形态的分维特征量化区域构造活动的强弱及各区域构造活动的差异,对于河流的形成与演化、构造活动性及预测地质灾害的发生等方面的研究都有一定的参考价值。      

宇宙成因核素~(10)Be揭示的北祁连山侵蚀速率特征

山脉侵蚀速率的大小和时空分布信息是研究山脉构造—气候相互作用和地貌演化的关键切入点,其大小是受气候还是构造控制争论已久。宇宙成因核素10Be方法为从千年至万年尺度上定量研究流域平均侵蚀速率提供了一种先进和快捷的技术手段,为揭示侵蚀速率与现代气候和构造地貌因子的关系并进行相关分析提供了基础。利用该方法对北祁连山近现代侵蚀速率进行了研究。所采集的9个流域现代河沙样品,结合前人数据进行共同分析,结果显示该区侵蚀速率的变化范围为18.7~833 mm/ka,北祁连山中段的侵蚀速率约为323 mm/ka,该区侵蚀速率与降雨量没有明显的对应关系,但与流域平均坡度呈现很好的非线性关系,揭示坡度是该区侵蚀速率的最主要控制因素。通过对比北祁连山地表平均侵蚀速率和该区域的断层垂直滑动速率发现整体上该区域地表侵蚀速率要低于祁连山北缘断层的垂直滑动速率,反映了北祁连山正处于地形抬升和生长的过程之中。     

北祁连山和东昆仑山的地貌特征对比及其对构造抬升的指示意义

东昆仑山和北祁连山是青藏高原东北部的两条重要边界山脉,其构造活动特征是理解高原形成与扩展的关键基础。目前研究认为,北祁连山第四纪以来构造抬升活跃,而东昆仑山北坡第四纪以来构造抬升是否活跃还存在争议。针对这一问题,我们从地貌指标的角度出发,以两地地貌形态特征为主要研究对象,通过提取形态特征指标：面积-高程积分、山前弯曲度、河流陡峭指数、裂点以及河流纵剖面形态,对东昆仑山北坡和北祁连山北坡进行对比分析。结果显示,东昆仑山北坡的面积-高程积分以及河流陡峭指数均小于祁连山北坡,山前弯曲度大于祁连山北坡。两地河流纵剖面形态也有较大差别,具体表现为东昆仑山北坡流域的河流纵剖面形态多为平滑下凹形态且鲜有裂点,而祁连山北坡流域的河流纵剖面形态较平直且裂点较多。且通过对裂点成因的讨论,东昆仑山北坡河流的裂点是由岩石抗侵蚀能力差异导致的,而非构造成因的裂点。所有证据都表明构造活动可能是导致两山脉之间地貌指数差异的主要因素。此外,两个区域的河流阶地特征和流域侵蚀速率特征也表明,东昆仑山北坡的逆冲断裂现已处于不活跃状态,指示北祁连山是高原东北部正在活动的主要边界。     

西秦岭南部地形异常隆起与构造解释——兼论东昆仑断裂东段的走滑转换

西秦岭造山带位于东昆仑断裂和西秦岭北缘断裂的应变转换区,关于该区宏观地形地貌与构造活动的关系研究仍较薄弱。文章基于分辨率为30 m的SRTM1-DEM数据,利用ArcGIS 10.2软件的空间分析工具集(地表分析、水文分析等),提取西秦岭地区的地形地貌参数(坡度、起伏度)、流域地貌参数(流域盆地不对称度)和3条地形条带剖面,据此分析西秦岭地区的宏观地形地貌特征,结合区域活动断裂的几何图像和走滑分解,探讨西秦岭地区宏观地形地貌与构造活动的关系。研究结果如下：第一,西秦岭南部为坡度和起伏度的高值区,呈帚状散开形态,以3像素×3像素为统计单元的坡度可达86°,起伏度可达694 m;当步长为0.54 km时,西秦岭南部白龙江流域的平均地形起伏度(862 m、 1104 m、 1200 m)显著高于西秦岭北部的洮河-渭河流域(489 m、 594 m、 526 m),白龙江流域的河谷横剖面呈窄“V”形,以上结果表明西秦岭南部为地形异常隆起区,受到了强烈的构造抬升与河流下切;第二,白龙江流域盆地不对称度为67.5,远离对称状态(流域盆地不对称度=50),白龙江南西侧的流域面积远大于北东侧,说明白龙...     

基于ASTER-GDEM数据的羊卓雍错地区构造地貌分析

基于ASTER-GDEM数据, 运用GIS空间分析统计技术, 通过对数字地形高程、地表起伏度、地表坡度等地貌参数的统计和条带剖面及面积-高程积分等数字地貌分析, 结合前人的区域地质资料及野外实地调查和验证, 对藏南羊卓雍错地区的构造地貌特征进行了初步分析, 旨在为研究区的盆地地貌格局演化分析提供依据。研究结果表明, 研究区构造地貌总体为一近东西向盆地, 最高海拔7515 m, 最低海拔2581 m, 属于高海拔-极高海拔区域; 流域内以平原和丘陵地貌为主, 平均起伏度为314 m, 平均坡度19°, 地势起伏较小, 发育有三级层状地貌; 盆地边缘受断裂的控制, 构造现象发育, 线性影像特征明显。其东、西部分别受桑日-错那断陷带和亚东-露谷断陷带所围限, 具有多期构造活动特征。盆地南北两侧受绒布-哲古断裂和邛多江断裂控制较弱。受构造活动和地表水流综合作用的影响, 盆地内部地貌已进入老龄化阶段。      

祁连山东段石羊河流域及邻区地貌特征及其构造意义

受祁连山北缘断裂和广义海原断裂等构造活动的控制和影响,祁连山东段发育了由多条挤压逆冲断裂组成的古浪推覆体构造,形成地貌起伏大并向北逐级降低的独特构造地貌特征。本文基于ArcGIS空间分析技术,利用数字高程模型(DEM)系统提取了祁连山东段(造山带内部与河西走廊盆地)的宏观地貌因子(如面积—高程积分和条带状剖面)并综合分析其所蕴含的地质意义。研究结果表明,区域地貌演化过程主要由构造变形控制,而并非岩性差异和降雨条件等因素。研究区内的皇城—双塔断裂、冷龙岭断裂以及武威盆地南缘断裂所控制的古浪推覆体具有较高的HI值,龙首山东段的河西堡—四道山断裂南侧显示HI高值、北侧显示HI低值,表明祁连山东段存在由南向北的挤压扩展演化过程,这可能与祁连山北缘大断裂向北的扩展以及阿拉善块体向南俯冲作用有关;提供了祁连山东段向河西走廊内部挤压扩展的地貌证据。     

基于DEM的典型地貌区河流形态特征分析

为分析不同地貌类型区的河流形态特征差异,遴选了川中丘陵区、黄土高原、辽河平原三个不同地貌类型区,选择西江河、清水川及沙河的代表性小流域,基于数字地形分析方法,计算了三个样区的分形维数、地形起伏度、平均坡度,对比了丘陵、高原、平原三种地形条件下中小起伏山地河网形态的差异。研究表明:三个小流域河网的分支比分别为3.46、4.45、4.20,长度比分别为1.87、2.48、2.05;河网分形维数为1.99、1.64、1.99。Horton参数能够较好地刻画流域发育状况,可以为不同地貌类型河流形态特征分析提供参考。     

涪江上游流域盆地地貌特征及构造指示意义

对涪江上游流域盆地地貌特征及成因进行研究,有助于揭示青藏高原东缘晚新生代以来新构造活动的差异性。本文以ArcGIS水文分析模块为技术平台,在研究区域内系统提取涪江上游流域盆地地表水系网络和涪江干流东西两侧36个亚流域盆地,并对亚流域盆地面积、周长、水系总长度、水系分支比、流域盆地演化阶段进行统计分析,结果表明,涪江干流河道东西两侧典型地貌参数存在显著差异。通过对该区域构造运动、岩石抗侵蚀能力、降水特征等几方面因素与河流下切过程相关性的分析可知,降水条件和岩性差异并不是涪江上游亚流域盆地不对称发育的主要影响因素,该区域断裂活动导致的地形不对称分布格局及岩层破碎程度的差异是涪江上游流域地貌差异演化的主控因素。另外,涪江上游干流展布呈现出两个特征:涪江干流河道因雪山断裂、北川-映秀断裂、彭县-灌县断裂的右旋(或左旋)走滑作用而沿断裂发生同步弯曲;涪江干流河道在北川-映秀断裂北侧由西北-东南流向转变为近正南流向,究其原因,主要是龙门山断裂带3条主干断裂的区域性右旋走滑活动驱动该区域物质产生相应右旋运动,从而使长期处于断层右旋作用控制之下的涪江干流河道发生转向。     

祁连山玉石沟橄榄岩显微构造特征及演化

橄榄岩作为上地幔的主要成分,影响着上地幔的流变学行为,其显微构造记录了岩石形成发展过程中所经受的构造事件.通过对祁连山玉石沟橄榄岩样品的镜下显微构造观察、岩石组构测定及TEM位错分析,探讨了与变形相关的温度、围压、含水性和应变速率等因素,总结该岩石的变形机制和变形历史,并推断其形成发展时大地构造环境.研究表明,玉石沟橄榄岩产自上地幔,其变形改造经历了上地幔演化和脆-韧性变形2个阶段.上地幔演化阶段橄榄石发育明显的A型原生组构,电子背散射衍射技术（EBSD）测定的橄榄石显微组构表明,该地区橄榄岩形成于高温（＞ 1200℃）、低应力（＜350 MPa）、低应变速率、低含水量的地幔浅部环境条件下;脆-韧性变形阶段叠加改造了原生A型组构,而发育明显的D型次生组构.橄榄石变形主控因素为动态恢复作用,普遍发育亚晶粒、消光带和扭折显微构造等相关组构,并与透射电镜下所观察到的位错排对应,同时还发育以微破裂为主的一套脆性变形组构,表现出两组共轭剪破裂和另一组张性破裂等现象,揭示出与韧性动态恢复现象一致的应力场方向指示.     

对祁连山北缘榆木山隆起的质疑

榆木山地块位于祁连山北缘,介于酒东、民乐盆地之间,它们共同属于祁连山褶皱带北缘北北西向的山前坳陷带。长期以来一直认为它是燕山运动晚期形成的北北西向分割酒东、民乐盆地的断隆。依据对梨园河一带榆木山西缘断裂的识别,并结合对地块的构造属性及相邻两盆地中、新生代沉积演化特征的分析,对“榆木山断隆”的构造属性提出质疑,认为它可能是祁连山北缘断裂系向北东叠瓦状逆冲作用形成的推覆片体。这一认识将为河西走廊盆地的油气、水资源评价提出新的勘探思路。     

祁连山北麓河流阶地与新构造演化

对祁连山北麓十几条河流的阶地进行野外调查和测量,获得大量河流阶地的分布特征、高度、结构、发育程度和形成年龄等资料和数据,分析河流阶地的发育和变形特征及其与新构造活动的关系,划分几种挤压构造区阶地的变形模式及其所反映的新构造演化特征。从阶地发育的年龄序列划分本区自中更新世中期以来,约0．45～0．15MaB．P．和约0．15MaB．P．至今的两次强烈构造活动阶段,以及它们分别具有的约0．100和约30000a的间歇性构造波动。对东西部不同地段阶地发育与变形特征对比研究表明,祁连山北麓西部新构造活动比东部强烈。     

祁连山西段及酒西盆地区第四纪构造运动的阶段划分

通过沉积地层、地貌、构造形变等的综合研究，对祁连山西段及酒西盆地区第四纪构造运动的期次和阶段进行了划分。上新世晚期以来，这一地区至少经历过６次显著的构造变动或构造事件，其中以玉门、酒泉和白杨河运动最为强烈。针对上述构造事件进行了古地磁、孢粉、红外释光和热释光等方法的综合研究和年龄测定，论述了各阶段构造运动的方式、性质和其它有关特征。     

北祁连山南侧阿拉斯加型岩体的发现及地质意义

在北祁连山南侧祁连县境内发现侵位于寒武-奥陶系火山-沉积岩系中的阿拉斯加型岩体。岩体以辉长岩为主,超基性岩分布于其中并发育堆晶结构,遵循钙碱性演化趋势,是由同一岩浆经不同程度分离结晶形成的。扎麻什东沟岩体的ε_Nd(t)≈0,初始锶比值高,暗示形成于活动大陆边缘环境,来自受到俯冲作用影响的,EMII富集地幔源区。阿拉斯加型岩体与其大致同时代蛇绿岩的空间分布关系表明,在北祁连山古洋壳存在向南的消减事件。     

北祁连山东段西吉地区辉长岩的地球化学特征、锆石U-Pb年龄及其意义

西吉地区辉长岩属于拉斑系列,具有高Al、低碱、低Ti、低P2O5的特征。辉长岩富集大离子亲石元素(LILE) Rb、Sr、K,高场强元素(HFSE) Nb、Ta、Ce、Nd、Sm、Tb、Y、Yb相对亏损,而且Nb、Ta为负异常,具有形成于消减带之上火山弧岩浆的特征。稀土配分曲线为向右缓倾斜的轻稀土富集型,其曲线型式与岛弧、弧后盆地相似,形成于陆缘弧环境。U-Pb测年结果显示,辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年为437. 0±2. 8 Ma,形成时代为早志留世。辉长岩与西吉地区花岗岩具有相同的形成环境和非常接近的锆石U-Pb年龄,二者为同期岩浆活动的产物。结合区域地质资料,认为西吉地区辉长岩体为板块俯冲的产物,晚奥陶世—早志留世时,北祁连山海盆趋于闭合时,洋壳板块俯冲脱水,提供给地幔楔,橄榄岩发生熔融,形成的基性(辉长岩)、酸性(花岗岩)岩体。通过区域对比,认为西吉地区辉长岩与甘肃东部葫芦河群、甘肃景泰老虎山地区的蛇绿岩带中的辉长岩很可能是相同构造环境下构造—岩浆作用的产物。西吉地区可能存在由于构造作用破坏的蛇绿岩套层序的部分组成或杂乱堆积的混杂岩块。     

拉尔玛金矿的生物成矿作用

位于甘、川两省交界处的拉尔玛金矿床,赋存于下寒武统太阳顶群,矿区内岩浆活动不强烈,矿床中断裂构造较发育,矿石矿物种类较齐全。矿石中的生物有机地球化学特征表明其为细菌和低等藻类生物体衍生的生物标志物和遗传特征,证明了太阳顶群中的有机质起源于菌藻类生物。矿石中的金属矿物生物组构有生物有机胶体组构和矿交代生物组构,说明生物成矿作用经历了直接成矿和间接成矿,即两轮聚矿作用,菌藻生物的第一轮聚金主要形成矿源层,生物的两轮聚金结果,形成此矿床。     

北祁连西段志留系层序地层学特征

甘肃省北祁连西段志留纪地层为一套形成于残留盆地的碎屑岩堆积,其岩石地层包括肮脏沟组,泉脑沟山组,旱峡组,分别相当于年代地层单位的下志留统、中志留统和上志留统。通过对其沉积环境、层序地层学特征及其变化研究认为该区地层包括低水位体系域(水位扇、低水位进积楔)、海侵体系域和高水位体系域沉积,其沉积环境由深海扇(近源浊积盆地、远源浊积盆地)渐变为陆棚直至潮坪,为一个完整的海浸海退旋回,基本上是一套完整的Ⅰ型层序。     

太行山东麓断裂带板内构造地貌反转与机制

华北克拉通前寒武纪基底可划分为东部地块、中部带和西部地块。中生代以来,华北克拉通发生减薄破坏,其破坏中心位于东部地块,而西部地块与中部带基本保持完整,其过渡带就是太行山东侧。太行山地区近乎平行发育着两条重要的断裂：太行山大断裂和太行山山前断裂,统称为太行山东麓断裂带。通过研究发现,太行山山前断裂是继承早前寒武纪构造带形成的断裂,控制着太行山与东部地块前寒武纪基底的差异,古新世以来发生板内构造地貌的负反转,构成渤海湾盆地的西界断裂。太行山大断裂则在燕山期时为重要的逆冲断裂,对太行山的隆起起着重要作用;中新世以来,伴随着山西地堑系的形成,太行山大断裂发生构造负反转,控制着一系列山间地堑的发育。新生代以来,该区构造演化特征整体表现为向西构造迁移的特点,是区域走滑伸展背景下的一种新的板内盆山关系。     

STRUCTURAL CHARACTERISTICS OF THE NIUSHOU MOUNTAIN AND ITS GEOLOGICAL SIGNIFICANCE IN CENTRAL NINGXIA

There are many thrust-related structures occurring in the Paleozoic strata of the Niushou Mountain in the central part of Ningxia Hui Autonomous Region. The fault-related folds are the typical structures in this area. Based on the analysis about these structures and their relationships, the processes by which these structures of the Miboshan Formation were formed are reconstructed, and the strata underwent about three stages of deformation: (1) horizontal shortening, (2) folding, and (3) thrusting. And the fact that the Niushou Mountain is the leading edge of an old thrust sheet was proved, the Niushou Mountain, the Daluo Mountain and the Xiaoluo Mountain together constitute the front part of this old thrust zone, so the Niushou Mountain and the Ordovician strata in the central and southern parts of Ningxia now are likely allochthons. In the period from middle Ordovician to Devonian, the areas of the central and southern Ningxia belonged to the back-arc foreland basin of North Qilianshan orogen, which was adjacent to the continent in the north. In the later part of the early Paleozoic period, the Niushou Mountain was formed after the closure of the back-arc foreland basin.