基岩河道流域地貌研究的定量计算方法及其进展

造山带基岩河道流域地区的地貌演化定量化的分析主要关注气候、构造等外在因素以及河流内在调节机制对地貌演化的影响.总结了关于基岩河道流域地貌分析的定量方法和模型的研究进展.定量计算方法主要利用detachment-limited模型并结合具体的区域状况对气候变化或构造产生的扰动响应状态进行定量化分析,其中地貌起伏分析涉及对地貌在气候变化下的地貌起伏增强或降低的响应趋势分析,地貌响应时间域涉及地貌在气候变化、构造扰动或两者共同作用下的地貌响应时间问题.研究表明,气候作用引发的剥蚀加强并不能导致地貌起伏增大.气候变化、构造扰动或两者共同作用的地貌响应行为主要是气候、构造以及原地条件的函数.不同的区域其地貌响应时问域不同.在中国西高东低的地貌格局所决定的水文体系中,基岩河道流域占有重要地位.地貌定量化特别是地貌响应时间域的研究,有助于理解造山带的地貌演化过程,以及辨析构造运动、气候变化和地表过程特定的时空尺度.     

祁连山北部基岩河道宽度对构造和岩性的响应

活动造山带基岩河流地貌研究,目前已成为构造地貌学研究的前沿和热点。河道宽度形态的调整变化是基岩河流响应构造、岩性和气候等扰动的重要方式之一。通过研究祁连山北部地区6个重点流域基岩河道的宽度形态发现:河道宽度总体上呈现出东西向和南北向的变化特征,河道向下游增宽的速率,东段地区显著高于中段地区,低山带显著高于高山带;对比河道宽度的变化特征与构造抬升速率及岩性抗蚀性的变化,可以推断:在祁连山北部地区,基岩河道宽度响应构造抬升和岩性抗蚀性的变化进行了系统地调整,构造抬升控制了流域河道宽度变化的总体趋势,而岩性抗蚀性变化则导致了流域内部局部河段河道宽度的大幅波动。在祁连山北部地区开展的基岩河道宽度形态研究,为利用基岩河道形态研究造山带的构造变形奠定了基础,对于探索构造抬升背景下地貌的发育过程具有十分重要的意义。     

滇中河网特征及其对断层活动的响应

滇中地区作为青藏高原东南缘构造活动最强烈的地区之一,发育了许多活动走滑断裂,并且在该区域上密布着不同级别的河网,为利用河网分析断裂活动提供了有利条件。为揭示滇中河网发育与断裂活动内在联系,本文基于30 m分辨率的SRTM-3数字高程模型(DEM)在ArcGIS环境下提取了滇中地区金沙江、珠江、红河内的20条支流的河流网络,分析其典型的河网参数(分支比和长度比),通过这些比值与Horton定律描述的一般性河流网络进行对比。同时,基于ArcGIS空间分析技术及Matlab程序脚本系统,对这20条河流流域纵剖面进行定量化研究,分析其河道基岩侵蚀力模型,得到S-A拟合图解。结果表明:滇中地区金沙江、珠江、红河中大多数与断裂带重合的高级别河流的支流,河网发育明显地受到了断裂活动的影响;在河道基岩侵蚀力模型S-A拟合图中呈现为上凸和下凹相间排列,这一现象在金沙江流域的各支流最为显著,造成这一现象的原因可能是研究区内的河道主要受走滑断裂控制,当断裂以压扭性为主时,河道的隆升量大于剥蚀量,S-A拟合曲线表现为上凸;当断裂以张扭性为主时,河道的隆升量小于剥蚀量,S-A拟合曲线表现为下凹。通过对河网构造地貌特征的研究可以使我们更好地理解该地区的构造活动特征。     

九龙江北溪流域河流特征及其构造指示意义

本文利用DEM数据,运用基岩河道侵蚀模型提取九龙江北溪流域的河流下凹程度、陡峭指数和蜿蜒度等地貌指数研究北溪流域地质构造活动特点。通过对流域地貌参数的分析发现九龙江北溪流域陡峭指数存在自NW向SE递减的规律,陡峭指数和蜿蜒度有很好的对应关系.排除气候因素和基岩性质等影响因子,认为河道陡峭指数的分布特征揭示了九龙江北溪流域的地壳抬升速率自西北向东南递减的分布特征,此认识与前人采用精密水准资料计算地壳垂直运动速率结果相一致。     

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。     

洮河水系流域地貌特征及其构造指示意义

通过数字高程模型(DEM)的空间分析技术,系统提取研究区洮河水系流域盆地典型的河流地貌参数,并利用活动造山带地区发育的基岩河道纵向剖面形态等典型参数,分析洮河水系流域盆地地貌发育不对称性特征及洮河在岷县流向的急剧转变成因。研究表明洮河上游南岸水系较北岸水系形状指数高、流域面积大、水系发育更成熟,下游东岸河流河长较短、流域面积小、形状指数低于西岸,西岸水系更发育,且上游流域要比下游河道平缓,水系的相对落差更低,发育更成熟,表明上游河道形成时间早于下游河道。临潭—宕昌断裂带的逆冲隆升作用是造成洮河上、下游水系形态差异的主要原因。岷县东侧山脉的快速隆起致使古洮河被截断,之后被东北侧河流溯源侵蚀,切穿西秦岭北缘构造带,进行河流袭夺,从而形成了现今的洮河。最后探讨了对青藏高原东北端晚新生代以来的构造响应。     

河套盆地北缘色尔滕山河流地貌参数特征及其成因分析

地貌形态是构造和地表过程相互作用的复杂产物,主要通过构造活动和岩石的抗侵蚀能力等来调节。构造活动相对较弱的古老造山带往往可以忽略构造驱动的岩石抬升,使得研究岩石抗侵蚀能力对其地貌雕刻的贡献成为可能。但是目前大多数活动造山带地貌研究的结果显示地貌主要受控于活动构造,关于岩性对地貌演化影响的报道较少。色尔滕山山前断裂为河套盆地北缘的一条重要控盆断裂,全新世以来该断裂的活动性较强,曾发生过两次较大震级地震（M6. 4和M5. 9）。前人活动构造研究表明该断裂的活动性具有空间差异,中部乌加河镇活动性最强,两端逐渐减弱。但相对河套盆地北缘其他大型断裂（如狼山山前断裂、乌拉山北缘断裂和大青山山前断裂）,该断裂的地貌参数研究较少。同时其地貌演化特征及发育机理仍然不清楚,这些均制约了对该断裂的变形动力学理解。本文基于30 m分辨率的DEM数据对该断裂进行详细的河流地貌学参数研究,包括使用Arcgis和Matlab脚本提取色尔滕山山前33条河流的子流域盆地面积 高程积分（HI）和相应河道陡峭指数（Ksn）、河道纵剖面及其裂点等地貌学参数。结果表明研究区河流HI值大部分处于0. 40~0. 66之间,其中乌加河镇附近具有高值,流域盆地处于发育的壮年期。瞬态河道和稳态河道均沿着色尔滕山山前断裂走向分布,可能表明色尔滕山山前大部分河道目前处于瞬时地貌向均衡地貌演化阶段,并且通过对比发现瞬态河道裂点成因存在岩性和构造共同控制的现象。河道陡峭指数空间分布差异性较大,乌加河镇附近（S13~S20）陡峭指数较大,向两边陡峭指数逐渐减小,在S8河流以西又有增大的趋势。通过结合岩性和降雨情况分析发现,河道陡峭指数除了受岩性抗侵蚀能力影响外,其分布还与色尔滕山山前断裂垂直滑移速率分布和垂直位错分布基本一致。综合来看,地貌参数的空间分布是岩性差异和色尔滕山山前断裂活动分段差异性共同控制的结果,表明该地区岩性和构造对地貌的协同塑造作用。     

岷江上游流域裂点分布及成因分析

均衡状态时的基岩河道纵剖面表现为平滑形态,然而自然界的河道纵剖面常因地球各种内外动力作用的影响而呈现出以裂点为特征的不均衡状态,因此不均衡的河道剖面及裂点的特征可以用于指示外界环境的扰动。位于青藏高原东缘造山带的岷江上游流域水系普遍呈现不均衡的特征,且广泛发育有裂点。文章基于数字高程模型,提取裂点空间分布特征,通过裂点成因分析后发现,这些裂点的形成受到岩性、冰川作用、构造等因素的影响：因岩性形成的裂点主要位于花岗岩与其他地层的交界线上;而高海拔裂点主要受到冰川作用的控制,位于地形起伏度较低的区域;流域内低海拔区域成层分布的坡断型裂点可能主要因多期次区域构造隆升而形成;岷江上游下段流域的阶梯状垂阶型裂点则主要因地震滑坡形成。这一结果增进了对岷江流域的河流地貌发育及其影响因素的理解。此外,研究结果也说明在对河道纵剖面分析时有必要更多考虑到滑坡及冰川等因素对现代河道纵剖面产生的重要影响,为进一步理解造山带地貌演化及控制因素提供了参考视角。     

岷江水系流域地貌特征及其构造指示意义*

晚新生代以来发育岷山构造带内部的岷江水系流域盆地,无论是流域盆地内的新生代沉积记录,还是其流域地貌所呈现的典型特征,都深刻指示了青藏高原东缘地区的新构造活动。文章基于数字高程模型(DEM)数据空间分析技术,利用最新获取的高精度SRTM-DEM数据,系统提取了岷江水系中上游流域汇水盆地以及67个亚流域盆地的典型地貌参数,如流域面积、河流长度、分支比等。通过对流域地貌参数以及纵向河道高程剖面等的统计分析,认为岷江水系东西两侧具有截然不同的地貌特征,东侧流域盆地主要表现为面积小、河流长度短、分支比低以及河流梯度大等特征。由于岷江水系东西两侧地层岩性的对称发育以及整个岷江流域盆地对气候因素具有同一的响应特征,所以亚流域盆地典型参数特征指示了岷江水系两侧晚新生代构造活动的差异性,反映并印证了岷江断裂东西两侧晚新生代以来的不均衡抬升。晚新生代以来岷山构造带的快速隆起以及龙门山构造带内部差异活动是造成岷江水系东侧各支流发育程度低,东西两侧亚流域差异地貌特征形成的主要原因。     

数字高程模型（DEM）在构造地貌研究中的应用新进展

简要介绍了数字高程模型(DEM)的基本概念,系统总结了近些年来DEM空间分析技术在构造地貌研究中的最新进展,列举并讨论了DEM相关数据和技术在典型地貌特征分析和宏观构造地貌演化研究中的典型应用实例.数字高程模型(DEM)理论和数据精度的不断发展和提高,DEM及其空间分析技术与相关地学研究手段相结合的复合分析,必将为构造地貌研究实现定量化提供强有力的技术支持.     

雅鲁藏布江大峡谷的形成

通过时雅鲁藏布大峡谷流域地貌形成响应时间域的定量估算,大峡谷与上游河道特征的时比,以及大峡谷入口处河湖阶地的沉积分析和定年研究．结合构造研究的新进展和数值地貌分析成果,系统论证了雅鲁藏布大峡谷的形成。研究结果表明,现今的雅鲁藏布大峡谷与大峡谷上游的河道在大峡谷形成之前分属不同的河流体系,大约在距今30kaBP前后,原属于帕隆藏布江水系支流的扎曲一直白河段因溯源侵蚀,袭夺了位于现今直白河段上游的古雅鲁藏布江水系,使得此前向南经南伊沟（纳伊普曲）流出高原的古雅鲁藏布江与帕隆藏布江合二为一,雅鲁藏布大峡谷得以贯通和强烈的侵蚀下切,形成现今著名的大峡谷和大拐弯式样的流域结构。     

南迦巴瓦构造结的楔入及其地质效应

南迦巴瓦构造结由其核 喜马拉雅构造单元和周边的冈底斯构造单元、雅鲁藏布构造单元组成。喜马拉雅构造单元为构造楔入体,两侧发育有右旋和左旋走滑断层系,构成南迦巴瓦楔入同迦巴瓦构造结的楔入作用,使雅鲁藏布缝合线横推错位,形成滇藏涡旋构造,并为雅鲁藏布大峡谷的形成奠定了基础。南迦巴瓦楔入构造的形成一印度板块连续的向北汇聚推挤作用发生反时针旋转有关,并可分为点碰撞（４５Ｍａ前）、碰撞楔入（４５￣７Ｍａ）和旋     

基于ASTER-DEM的雅鲁藏布江下游差异抬升分析

雅鲁藏布江是东构造结的核心区域,为研究雅鲁藏布江大拐弯流域现今隆升发育现状,本文基于ArcGIS平台,对雅鲁藏布江下游大拐弯流域的ASTER-DEM30 m面积-高程积分值（Hypsometry Index,简称HI法,是一种基于数字高程模型来获取流域演化特征及其构造活动响应指标的方法）进行计算,并结合构造、岩性、气候、第四系以及河流等基础资料探讨该地区隆升差异。结果表明:HI>0.43的隆升区主要集中在大拐弯缝合带以外的区域且分布与各断块中的三级夷平面具有较好的耦合性;而HI>0.60拉萨断隆隆升区分布范围最大,加拉白垒断隆分布最小,仅在大拐弯小范围分布;HI < 0.43的侵蚀下切区,处于河流的一二级谷肩位置以及河流发育较为成熟的区域;林芝-派镇段区域内HI < 0.35,以侵蚀下切为主。由以上得出:区内构造挤压作用依然存在,而气候、河流以及断裂带密度的影响是在构造背景下产生的,随着时间推移以上因素会逐渐抑制构造抬升作用,并且对侵蚀的促进作用在不同区域内表现不同;当构造作用发挥主要作用时,断块以隆升作用为主,HI>0.43;气候作用的影响使加拉白垒与南迦巴瓦峰处于隆升停滞,HI < 0.43;林芝段HI < 0.35说明在气候、河流发育以及断裂带密度的影响下会加大侵蚀的力度使得区域内以侵蚀下切为主,未有抬升迹象。整体上,在构造、气候、河流发育及断裂带密度综合影响下,隆升作用由雅鲁藏布江流域下游外部向内部逐渐减弱,而局部区域上的差异是由影响因素发挥作用的差异决定的。     

CENOZOIC COLLISIONAL DEFORMATION AND LITHOSPHERE TECTONIC EVOLUTION OF THE EASTERN HIMALAYAN SYNTAXIS

CENOZOIC COLLISIONAL DEFORMATION AND LITHOSPHERE TECTONIC EVOLUTION OF THE EASTERN HIMALAYAN SYNTAXIS1　DingLin ,ZhongDalai,Metamorphiccharacteristicsandgeotectonicimplicationsofthehigh pressuregranulitesfromNam jagbarwa,EasternTibet[J].ScienceinChina ,1999,42 (5 ) :491～ 5 0 5 .TheNationalNaturalSciencesFoundationofChina (No .49732 10 0 )andNationalKeyProject (No . 19980 40 80 0 )forBasicResearchofTibet…     

雅鲁藏布江加查段河流地貌对构造运动和气候的响应

通过对雅鲁藏布江加查段河流地貌和构造调查发现,该区具有平行状水系格局,河谷地貌以峡谷和宽谷相间为主要特征,经历了碰撞、挤压和伸展构造演化过程,产生了褶皱-逆冲、走滑剪切、韧性剪切、正断层等构造变形样式.该段河谷地貌的形成演化受构造运动和气候等影响.雅鲁藏布江加查段河流至少从上新世以来沿构造运动产生的不同性质断裂构造溯源...     

雅鲁藏布大峡谷地区蛇绿混杂岩带初步研究

雅鲁藏布大峡谷地区主要有南迦巴瓦群（Ｐｔ１ｎｊ）、大拐弯群（Ｍｚ）和冈底斯群（Ｐｔ１ｇｄ）三个岩石地层单元。其中大拐弯群主检分布在楔入体的东缘,主要由变玄武岩／辉绿岩、辉石岩、镁质橄榄岩、石英岩和大理岩等组成,岩石类型和化学成分特征经绿岩套类似。但其岩石化学性质与典型的大洋中脊蛇绿岩判差别较大,形成环境为具有陆壳性质的中等－慢速扩张的小型洋盆,属陆间海／弧后盆地。自４５Ｍａ以来,该地区经历了强烈的     

青海化隆县独特的峡谷丹山地貌景观及其科学价值

“峡谷丹山”是内外地质营力共同作用而形成的多成因地貌组合,不仅具有非常高的景观价值,而且具有重要的科学价值。青海省化隆县拉木峡为黄河一级支流,发育典型的角度不整合和丹霞地貌,因而成为青藏高原隆升和黄河形成演化研究的良好区域。以该地貌组合类型的形态特征、成因机制及形成年代研究为目标,采用野外地质调查等方法,对组成峡谷的岩石及地层、构造背景开展研究,系统总结与分析拉木峡地貌景观的形成动力和演化过程,进而探讨其对青藏高原隆升及黄河演化的指示意义。拉木峡由约900 Ma前的新元古代化隆岩群片麻岩及角度不整合于其上的约54 Ma前的新生代古近纪西宁群红色砂砾岩层组成。约8 Ma前青藏高原快速隆升,丹霞地貌雏形开始形成。自1.1 Ma黄河贯通化隆盆地后,受拉木峡流水强烈侵蚀下切和重力崩塌的持续作用,发育“峡谷丹山”地貌组合景观。峡谷险峻幽深、丹霞栩栩如生,成为极具典型性、独特性和稀有性的国家级地质遗迹,对青藏高原隆升、黄河形成演化和新生代气候环境的研究具有重要价值。     

黄河晋陕峡谷河流阶地和鄂尔多斯高原第四纪构造运动

本文通过黄河晋陕峡谷河段21个地点的阶地横剖面观察和阶地对比研究,确定出6级宽谷阶地序列,同时,依据17个放射性测年数据对阶地定年。6级宽谷阶地序列揭示了鄂尔多斯高原第四纪区域造陆隆起和局部构造变形,区域造陆隆起的发生时间比之青藏高原隆起要滞后0．113～0．25Ma,而且,平均区域造陆隆起量比之青藏高原的内部和边缘的隆起量小得多。晋陕峡谷河段发生过3期加积作用幕,指示着造陆隆起景观中的气候变化时间线。渭河盆地北缘的韩城断裂悬崖带记录着构造基准面下降,影响的河流长度仅为21～127km。     

青藏高原东北部贵德盆地上新世沉积环境分析及其意义

青海贵德盆地发育巨厚的新生代地层,在青藏高原北部具有很好的代表性,其中含较丰富的重要哺乳动物化石,对确定盆地及周边相似地层的年代、高原隆升过程具有重要的科学意义.结合哺乳动物采用典型剖面精确古地磁测年为基础的时间框架,通过盆地沉积层序、沉积相和沉积演化以及其对构造和气候变化响应的研究表明:6.5～约1.8MaB.P.期间盆地沉积环境变化经历了8个阶段的演化,反映在此期间青藏高原北部经历了＞5.4MaB.P.、3.6MaB.P.、2.6MaB.P.和1.8MaB.P.4次明显的构造挤压隆升运动,其中约1.8MaB.P.的构造运动可能使黄河向上游溯源侵蚀,同时切穿积石峡、李家峡和松巴峡而到达贵德盆地.研究时段内气候以干旱为主,但在6.2～4MaB.P.和2.1～1.85MaB.P.的两个时期气候明显湿润.     

藏东南帕隆藏布现今河流地貌特征 及其晚第四纪演化

河流沉积与地貌对构造与气候的变化极为敏感,可记录区域构造活动、气候变化和环境演变等多方面的丰富信息。由于独特的构造背景与气候条件,帕隆藏布不仅成为雅鲁藏布水系水量最大的支流,而且其流域在藏东南地区占有重要的地位。帕隆藏布流域内地表过程活跃且河流地貌演化过程快速,是揭示青藏高原东南部构造地貌演化的重要载体。通过对该河流地貌的形态学和沉积学分析发现,帕隆藏布河流形态具有明显的线状特征,其干流近似直线展布,而主要支流呈羽状分布,两者多呈直角交汇,表明河流形态明显受到嘉黎断裂带的构造形迹控制。进一步利用光释光和¹⁴C定年方法,对帕隆藏布的晚第四纪河流地貌演化,尤其是干流和东久河支流的晚第四纪河流阶地进行研究后发现,末次冰期以来的气候变化导致帕隆藏布的晚第四纪河流地貌呈现出典型的分段式特征,根据海拔高度主要可划分为3段：1）海拔2 600 m以下的河谷地貌呈V形峡谷,河谷比降大,阶地沉积年龄均在9.0～2.0 kaBP间,沉积属性以河流相和坡积相为主,表明是全新世以来气候变暖条件下形成的;2）海拔2 600～3 300 m的中游段河谷呈冰蚀围谷盆地、U形槽谷等,河谷比降小,河岸谷坡坡度小,主谷两岸冰碛垄发育,存留了古冰缘地貌遗迹,阶地沉积属性以古湖相、冰水相及河流相为主,测年结果在29.8～10.9 kaBP和50.9～39.8 kaBP间,显示其曾经为末次冰期和冰消期冰缘湖泊体系,后被现今的帕隆藏布所贯通;3）海拔3 300 m以上河流地貌为典型的冰川U形槽谷,谷底平坦,发育现代冰湖,仅发育Ⅰ级阶地并上面覆有冰碛物堆积体,有末次冰期的冰缘地貌遗迹,但主要受周围海洋性冰川作用,呈现现代冰缘地貌特征。整体上看,帕隆藏布的现今河流地貌上、下游两端年轻,主要形成于全新世期间;中游的河流地貌出现较早,残留了末次冰期和冰消期的冰缘地貌特征,并保留了广泛的古冰湖相沉积物。因此,帕隆藏布现今的河流形态主要出现在末次冰期以来。