青藏高原东缘龙门山山系构造隆起的地貌表现

龙门山山系是青藏高原东缘新生代造山作用的体现,是理解青藏高原向东扩展动力学过程的窗口.龙门山隆升机制研究因而成为青藏高原地学领域的热点问题之一,并形成了地壳缩短与下地壳管道流两种截然不同的观点,进一步的讨论期待着对龙门山隆升特征作出更深入地认识.夷平面与河流地貌忠实地记录了山地隆升的过程,其形态能够客观地反映山地隆升的几何特征.文章通过数字高程资料分析了龙门山地区的第三纪夷平面,并沿横穿龙门山的大渡河流域测量了河流阶地、山麓剥蚀面及其同期宽谷地貌.夷平面、宽谷地貌与河流阶地的变形特征显示,晚新生代以来,龙门山山系一方面相对东侧四川盆地发生显著的冲断式隆升,隆起幅度达4500m左右;同时相对青藏高原腹地发生了一定的挠曲式隆升,挠曲的枢纽大致沿龙日坝断裂带展布,隆起幅度为500m至1000m,即龙门山山系的构造隆升由东翼的冲断作用与西翼的挠曲作用联合完成,龙门山山系因而构成了青藏高原与四川盆地之间的一道地形屏障.文章最后讨论了导致龙门山山系拱曲冲断作用的可能因素,包括上地壳的断弯褶皱作用、下地壳物质上涌作用和地表侵蚀导致的重力均衡效应.鉴于沿龙门山隆升带东西两翼发现了纵向逆冲断裂或逆走滑断裂,而没有发现纵向张性构造,推断断弯褶皱可能为主导因素.     

哀牢山地貌演化过程详析

位于青藏高原东南缘红河断裂带西南侧的哀牢山山脉,受高原东南缘倾斜扩散地势的影响,从东北至西南,地形逐渐由高海拔夷平面的幼年期经壮年期进入老年期,是戴维斯地貌演化模型转换体现在延续的空间中难得的实例.本文基于ASTER-GDEM数字高程模型,沿红河断裂带提取了哀牢山的88个流域及宽约10km的条带剖面,通过对流域的面积-高程积分值、高程、起伏、面积、坡度、水系密度以及裂点的分析,验证了从苴力-元江段、元江-茅草坪段到茅草坪-安沛段,流域地形经幼年、壮年到老年期的连续、逐渐的变化过程,展现了戴维斯地貌侵蚀循环理论的具体演化特征.研究提取到的流域裂点呈双层带状分布,不仅揭示了夷平面的出现、延续和消失的过程,也暗示着构造抬升或者气候变化造成两阶段河谷下刻事件的发生.此外,研究结果表明哀牢山流域水系从幼年期、壮年期到老年期,水系密度经历了从低到高再变低的过程,反映了与戴维斯演化过程相对应的水系演化过程的规律.研究扩展了对区域地貌演化过程以及对经典地貌演化理论的认识,同时也为青藏高原东南缘隆升扩展过程的研究提供重要的地貌学依据.     

青藏高原典型地区的地貌量化分析——兼对高原“夷平面”的讨论

利用新近公布的SRTM数字高程模型(DEM),选取青藏高原北部及高原内、外流区域进行大尺度定量地貌分析。分析表明,青藏高原不同地区的地貌差异反映了它们在地貌演化上的阶段性。在高原北部的祁连山地区,局部地区绝对高程增加的同时,地势起伏反而变缓。这些地区水系的发育程度普遍较低,剥蚀物质往往只经过近距离的搬运仍滞留在逆冲褶皱带内,山间盆地和平地成为山间小河的侵蚀堆积基准,因此“削高填低”的过程有效地降低了局部地形起伏。高原平坦地势是伴随着造山过程及之后的高海拔侵蚀基准和内流型水系条件下“削高填低”剥蚀过程的结果。我们认为高原内部为现今仍在承受剥蚀的地势平坦面。它的形成具穿时性,是内流型水系河流下切侵蚀能力弱化的结果,不直接反映海拔的高低。如果平坦侵蚀面的形成与海拔高程无必然的关联,或侵蚀面可以在任何海拔高度形成,而不一定代表以海平面为基准的准平原,那么它就不能作为一个可靠的参照面用于直接示踪和约束高原的抬升量和抬升时间。     

基于Pecube模型重建青藏高原东南缘临沧花岗岩地区新生代阶段性地貌演化

基于三维热-动力学数值模拟(Pecube),本研究分别采用稳定地形、高原-稳定地形以及高原-动态地形3种模型重建了青藏高原东南缘临沧花岗岩地区晚始新世以及中中新世时期的地貌演化过程。反演结果揭示了在新生代早期(晚始新世),只有高原-稳定地形模拟的结果能够约束研究区冷却-剥露过程,并论证了该时期发生强烈构造抬升的事件,正是因为此次抬升事件,使得高原东南缘地区古高度接近或达到现今状态;中中新世时期,澜沧江侵蚀下切约1 km,对原有的高原地貌进行了进一步改造,从而形成现今的地貌格局。该模型结果验证了青藏高原东南部的构造隆升主要发生在新生代早期,这与侧向挤出模型的预测相一致。     

青藏高原东南缘金沙江下游新生代构造与地貌演化

青藏高原东南缘发育数十万平方千米的广阔地貌过渡带与大面积低起伏地貌面,独特的地貌提供了解读高原构造拓展与地表隆升时间、过程以及机制的理想窗口。为揭示青藏高原东南缘新生代构造变形响应和地貌演化过程,通过构造解析、构造地貌以及低温热年代学数据分析对金沙江下游流域进行综合研究。结果表明青藏高原东南缘早在始新世即已处于北西向为主的区域性挤压条件下而发生广泛褶皱变形。尽管始新世存在区域性变形响应,但青藏高原东南缘金沙江下游地区在古近纪为低海拔丘陵地貌,地表隆升幅度极为有限。晚渐新世—早中新世研究区总体处于长期的低剥蚀速率环境,促进了低海拔平缓地貌的形成。晚新近纪以来,青藏高原东南缘发生区域性缩短变形与显著地表隆升,大型水系同步下蚀,共同塑造形成现今较高海拔的低起伏地貌面与深切峡谷并存的特征性地貌。研究结果支持青藏高原东南缘晚新近纪以来的隆升与地壳构造缩短及增厚密切相关,而中下地壳塑性流动增厚机制并非必不可少。     

西秦岭新生代以来地质构造过程对青藏高原隆升和变形的约束

西秦岭位于青藏高原东北缘重力梯度带内,是高原物质向北、向东扩展的前缘,其新生代以来地质构造 地貌过程应该是印度板块-欧亚板块的碰撞造山过程和高原隆升过程的一部分。通过对西秦岭内部中-新生代沉积、变形及地貌记录的初步综合分析,得出如下初步认识:(1)根据西秦岭中-新生代红层沉积岩石组合和构造变形特征,可以分为晚侏罗世-早白垩世、晚白垩世-古近纪和新近纪三个构造层,分别对应于西秦岭新生代3个构造演化阶段。(2)西秦岭晚白垩世-古近纪构造层的褶皱缩短和区域断裂带的逆冲推覆发生在古近纪末期-新近纪初期,与整个青藏高原主要逆冲推覆构造事件同步,说明印度板块与欧亚板块碰撞的构造应力在古近纪末已波及至西秦岭。(3)西秦岭新近纪以来经历了一个构造相对稳定的侵蚀夷平期,于36 Ma之前形成了以晚白垩世-古近纪构造层侵蚀面、前新生代碳酸盐地层的岩溶夷平面为标志的主夷平面以及夷平面发育过程中形成新近纪近水平的、以红色粘土岩为主要特征的细碎屑沉积。这一夷平面可以作为高原组成部分的西秦岭隆升的基准面。该夷平面现今高程自西向东逐渐降低,反映了西秦岭隆升呈现自西向东连续的扩展。(4)青藏高原南部构造变形方式在中新世发生了由逆冲推覆 褶皱缩短向伸展走滑的构造转换,而在西秦岭内部却并未发生这样的构造转换,仍然以逆冲构造为主,只是西秦岭北缘的边界断层在中-晚更新世才发生逆冲 左旋走滑作用,这可能指示了青藏高原东北缘晚新生代构造变形的走滑作用只是构造块体边界与构造挤压应力方向下非正交的应力分解所致,同时也可能反映了作为西秦岭块体整体滑移和块体内部的收缩变形并行不悖。(5)由GPS观测数据确定的区域位移场应该指示了现今西秦岭块体的整体缓慢的向东移动,地震机制解确定的构造应力是下地壳向东蠕动拖曳脆性上地壳的整体运动,西秦岭地壳厚度由西向东逐渐增厚是西部由于南北向缩短增厚的下地壳向东扩展流动的结果,增厚地壳的均衡抬升是西秦岭地貌面高度变化的内在原因。     

云南莲峰、昭通—鲁甸断裂带面积—高程积分的构造地貌研究

笔者等基于ASTER GDEM数据,提取莲峰、昭通—鲁甸断裂带集水区,计算该区亚流域盆地的面积—高程积分值,并结合野外剖面特征、历史地震、断裂构造特征及活动特征等,初步探讨了莲峰、昭通—鲁甸断裂带的构造地貌特征及其动力学机制。得到以下几点认识：① 研究区除鲁甸盆地外,大部分地区的地貌发育阶段为壮年期;② 研究区面积—高程积分值（HI）主要受控于构造活动,岩性的抗侵蚀性和水系侵蚀发挥局部或次要作用;③ 面积—高程积分值（HI）对研究区不同构造抬升强度地区的响应方式不同：构造强烈抬升区,HI值反映了集水流域受到强烈的构造抬升和侵蚀的共同作用;构造抬升减弱区,HI值反映了缓慢的构造隆升和沉积作用的共同结果。     

云南莲峰、昭通—鲁甸断裂带面积—高程积分的构造地貌研究

笔者等基于ASTER GDEM数据,提取莲峰、昭通—鲁甸断裂带集水区,计算该区亚流域盆地的面积—高程积分值,并结合野外剖面特征、历史地震、断裂构造特征及活动特征等,初步探讨了莲峰、昭通—鲁甸断裂带的构造地貌特征及其动力学机制。得到以下几点认识：(1)研究区除鲁甸盆地外,大部分地区的地貌发育阶段为壮年期;(2)研究区面积—高程积分值(HI)主要受控于构造活动,岩性的抗侵蚀性和水系侵蚀发挥局部或次要作用;(3)面积—高程积分值(HI)对研究区不同构造抬升强度地区的响应方式不同：构造强烈抬升区,HI值反映了集水流域受到强烈的构造抬升和侵蚀的共同作用;构造抬升减弱区,HI值反映了缓慢的构造隆升和沉积作用的共同结果。     

青藏高原东缘中更新世伸展作用及其新构造意义

基于区域TM遥感影像资料解译和野外构造地貌调查以及晚第四纪沉积物光释光测年分析,论述了青藏高原东缘复杂地貌边界带晚第四纪伸展构造及其构造地貌特征。结果显示,伸展构造主要见于下列几个构造带:沿南北走向的安宁河谷地、大凉山构造带、若尔盖盆地、岷江断裂带等。其典型的地貌特征表现为充填晚第四纪沉积物的狭窄河谷。根据盆地沉积物的地层时代和年龄推断,正断作用主要发生在中更新世时期,大约起始于早更新世末期(1.2～0.9Ma),结束于中更新世晚期(100～200ka)。晚更新世以来,构造体制转化为走滑—逆冲机制。青藏东缘中更新世伸展构造作用可能与该地貌边界带晚新生代造山后的高原垮塌有关。     

岷江源地区新构造运动特征

为了深入了解岷江断裂带晚新生代以来的构造活动,以岷江源地区河谷地貌、新生代盆地、夷平面为主要研究内容,研究区内新构造运动的特征。结果表明该区河谷地貌以宽谷和窄谷的交替出现为特点,源区发育三级夷平面,新构造运动强烈,地貌差异显著。该区新近纪以来主要经历了早期(5.3 Ma)伸展断陷和中期(1.8 Ma)逆冲推覆兼左行走滑及晚期(0.13 Ma)掀斜抬升演化过程。岷江源区河谷地貌的演化严格受新构造运动的影响,构造运动控制了河谷以及第四纪断陷盆地的形态,影响了河岸两侧阶地的分布、形态与结构。本区新构造运动具有南北分带型和东西向掀斜运动的不对称性等特征。本研究为进一步研究青藏高原东缘的活动构造提供了重要的地貌证据。     

西昆仑-塔里木盆地盆-山结合带的中、新生代变形构造及其动力学

西昆仑—塔里木盆地盆-山结合带可划分为西昆仑北带和塔里木地块南缘拗陷带(塔南拗陷带)两个构造单元,后者由塔西南拗陷带和塔东南断陷带两部分组成。西昆北带分别以库地—喀什塔什断裂和西昆北冲断裂与西昆中带和塔里木地块南缘拗陷带相隔。盆-山构造经历了长期、叠次的形成、演化过程,但不同时期、不同层次的变形构造具有极大的统一性,总体表现为以西昆中断裂(其主体为库地—喀什塔什断裂)为根带,以北向逆冲扩展作用为主导,向北至塔南拗陷带腹部,逐渐转化为以垂直向上的构造伸展作用为主导。塔南拗陷带的逆冲断裂与具强烈深层流变组构的西昆北逆冲断裂属统一地球动力学系统中不同构造层次的成分,前者是后者向浅层脆性应变域扩展的产物。导致盆-山构造形成的驱动力来自昆仑构造带以南的持续、强烈的北向逆冲扩展作用,至少在塔南拗陷带的前早更新统地层分布区不存在塔里木地块自北向南俯冲的直接证据。西昆仑—塔里木盆地南缘的造盆、造山作用过程可简单地归纳为三个形成演化阶段:晚侏罗世—早白垩世的快速隆升和快速拗陷(沉降)期、晚白垩世—古近纪的深层拆离-缓慢隆升和均匀拗陷(沉降)期和新近纪至今的挤压-急剧隆升和强烈拗陷(沉降)期。造盆、造山作用的动力学过程表明,中—上新世是造盆造山作用机制发生重大转折时期,早更新世末的构造运动基本上奠定了西昆仑—塔里木盆地南缘的盆-山构造格架。     

青藏高原东缘龙门山冲断带与四川盆地的现今构造表现:数字地形和地震活动证据

龙门山冲断带位于四川盆地与青藏高原东缘之间,其现今地貌和构造活动表现对于理解青藏高原东缘和四川盆地晚新生代的演化具有非常重要的意义。已有的认识多数是从“山”的角度得出的,我们尝试从“盆”这一角度,利用近20年来的地震活动资料和地震反射剖面,结合数字高程模型(DEM),通过三维可视化分析软件来探讨四川盆地及龙门山的地貌特征和现代构造活动表现。初步研究结果表明:1)龙门山的现今地貌和地震分布具有明显的南北分段性;2)青藏高原东缘活动块体边界表现为由龙门山南段北东向构造在安县附近转折为岷山的南北向构造;3)龙门山南段的现代地震活动已深入四川盆地内部,形成地壳规模的楔形逆冲构造,地震活动、现代地貌和地震反射剖面的证据揭示了龙门山及四川盆地存在晚新生代构造缩短的可能性。     

龙门山褶皱冲断带扩展生长过程——基于低温热年代学模型证据

基于多封闭系统低温热年代学特征的浅部地貌构造模型重建在揭示褶皱冲断带-前陆盆地系统形成演化过程中受到越来越广泛的重视与应用。青藏高原东缘龙门山地区多封闭系统低温年代学年龄总体上具有逐渐从冲断带前缘、由SE向NW至高原内部减小趋势,且走向上由NE向SW也具微弱减小趋势;龙门山褶皱冲断带热年代学年龄变化范围明显大于高原内部,揭示出盆-山过渡带新生代加强的褶皱冲断剥蚀浅表作用。基于龙门山区域低温热年代学和褶皱冲断带-前陆盆地系统稳态冲断剥蚀热模型,揭示出青藏高原东向扩展速率约为5～10 mm/a,抬升剥蚀速率为0.4～1.0 mm/a和龙门山褶皱冲断带缩短速率为0～15 mm/a,它们与现今地质学和大地测量学特征具有较好的一致性。因此,青藏高原东缘由西向东的多封闭系统热年代学年龄特征反映出新生代稳态的高原东向扩展生长过程,即龙门山褶皱冲断带冲断扩展和浅表剥蚀作用耦合过程。     

东昆仑阿其克库勒湖地区的逆冲扩展作用

东昆仑西段是我国西北地区地质研究程度较低的地区之一。通过典型剖面的构造分析，可以得出下列几点重要认识：①东昆仑西段具有十分发育的断裂构造系统，逆冲扩展、正滑作用和拆离作用是该区的主要变形事件。②逆冲断裂起始于晚石炭世和晚三叠世—早侏罗世时期，但强烈活动发生在库木库里盆地强烈坳陷的中新世—第四纪时期。③该区北向逆冲扩展作用和南向正滑作用并存的构造格局，和青藏高原北部的总体构造格局相一致，与青藏高原南缘喜马拉雅地区的的构造格局也十分类似，但逆冲扩展方向相反，强烈逆冲扩展作用都发生在中—上新世至第四纪印度板块与欧亚板块强烈碰撞和青藏高原急剧隆升时期。这种方向相反的逆冲扩展和正滑作用揭示青藏高原深层物质向南、北两侧对称式扩展和表层物质向高原腹地重力滑动的运动学特征。因此该区断裂构造系统的建立对研究青藏高原北部的深部作用过程，建立青藏高原隆升的统一的地球动力学模式提供了一种思路。     

塔里木盆地中南部麻扎塔格逆冲—褶皱带变形特征及其意义

麻扎塔格地区地层、地貌及构造变形特征的研究,对于认识塔里木盆地新生代构造演化过程、塔里木—西昆仑的盆山耦合关系、新构造运动对塔里木油气资源分布的影响以及塔克拉玛干沙漠的气候、环境变化都具有重要意义。本文通过卫星照片解译、野外变形观察、剖面实测、地球物理资料解释等手段,对该地区晚新生代的构造特征进行了研究,确定了麻扎塔格构造带为典型的逆冲—褶皱带,并探讨了麻扎塔格逆冲—褶皱带的构造指向、活动时限、隆升速率及缩短速率、东西方向的延伸等问题,取得如下认识:1)麻扎塔格逆冲—褶皱带为西昆仑山前陆褶皱冲断带的前缘部位,和田河气田就是处在逆冲前锋背斜顶部,晚新生代变形作用已明显地改造了塔里木盆地南部及中部的古生代和中生代构造,并促成了和田河气田的形成;2)麻扎塔格山在中新世末(约7 Ma)和中更新世(约780 ka B.P.)经历了两次构造隆升,后一次形成了麻扎塔格逆冲—褶皱带和麻扎塔格山现今的地貌特征;3)估算出麻扎塔格逆冲—褶皱带中更新世以来的隆升速率约为0.26～0.4 mm/a,缩短速率约为0.9 mm/a;4)认为麻扎塔格逆冲—褶皱带向西应与同属西昆仑山前褶皱—冲断带前缘的喀什背斜相连,东端的突然消失可能是由于东段和田河附近存在北东—南西向的走滑断层造成。     

龙门山断裂活动和川西高原隆升历史的裂变径迹测年

通过12个构造岩、变质砂岩和花岗岩样品的磷灰石裂变径迹测年年龄分析, 结合前人研究成果, 初步确定了青藏高原东缘龙门山地区晚新生代主要断裂活动时期和区域隆升历史。结果表明, 龙门山逆冲推覆构造带2条主断裂:汶川-茂县断裂和映秀-北川断裂, 最晚一次强烈活动发生在早更新世(FT年龄为1.2~ 1.3 Ma), 高原内部北西向米亚罗断裂在中更新世(约0.5 Ma)发生过强烈活动; 后龙门山逆冲推覆构造带在中新世晚期开始快速隆升, 而高原内部强烈隆升发生在上新世末至中更新世。高原隆升导致深切河谷地貌的形成和发育。      

Thrust Propagation in the Aqqikkol Lake Area, the East Kunlun Mountains, Northwestern China

The western segment of the East Kunlun Mountains is one of the poorly studied regions in northwestern China. Through a structural analysis of the typical sections, we have the following views: (1) There is a very well developed fault system in the western segment of the East Kunlun Mountains and thrust propagation, normal slip and decoupling are the chief deformation events in this area. (2) Although the thrusting started in the Late Carboniferous and Late Triassic-Early Jurassic, strong activity took place in the Miocene-Quaternary when the Kumkol basin was strongly downwarped. (3) The tectonic pattern of coexistence of N-directed thrust propagation and S-directed normal slip in this area is consistent with the general tectonic pattern of the northern Qinghai-Tibet plateau and also very similar to that of the Himalayan region on the southern margin of the Qinghai-Tibet plateau, but their directions between the thrust propagation are opposite and all the strong thrust propagations occurred from the Mioc     

扬子北缘复合构造带的结构、演化和动力学

扬子北缘复合构造带位于秦岭—大别造山带南缘与扬子板块北缘之间,由桐柏—大别造山带、武汉—怀宁断褶带、九岭—江南隆起带、瑞昌—铜陵断褶带和大冶—宿松对接带等构造单元组成,是中生代不同时期构造体制叠加,不同方向构造复合、联合的结果。该复合构造带北侧的桐柏—大别山南缘构造带和武汉—怀宁前陆断褶带由北向南逆冲,主要形成于晚印支期,是特提斯构造体制作用的产物; 而南侧的九岭—江南隆起带和瑞昌—铜陵断褶带,则由南向北逆冲,主要形成于早燕山期,是太平洋构造体制作用的产物,同时北侧的大别山南缘构造带和前陆断褶带受到影响,再次活动; 位于该复合构造带中部的大冶—宿松对接带是上述不同构造体制下,不同方向应力叠加,多期构造形迹复合最终形成的复杂构造带。所以,扬子北缘复合构造带是特提斯构造体制与太平洋构造体制转换的产物,是中下扬子两大构造体系转换的经典记录。     

CENOZOIC FAULTING ALONG THE SOUTHEASTERN EDGE OF THE TIBETAN PLATEAU IN THE YANYUAN AREA AND ITS TECTONIC IMPLICATIONS

CENOZOIC FAULTING ALONG THE SOUTHEASTERN EDGE OF THE TIBETAN PLATEAU IN THE YANYUAN AREA AND ITS TECTONIC IMPLICATIONS