数字高程模型在地表过程研究中的应用

数字高程模型(DEM)是人们研究地表过程、构造地貌的一种行之有效的方法和手段。DEM是地形表面的数字表达,易于三维可视化和统计分析。DEM作为一种空间数据,可以进行各种空间分析,编制平均高程图、山顶面图、谷地面图、局部地形图、平均坡度图和剖面图,从而有效地显示地形特征,预测地表侵蚀量和地形发展趋势。特定盆地充填面的DEM分析是探讨特定地质时期(新生代)以来地表由沉积转入侵蚀、沉积之后隆升过程、隆升速率和剥蚀量、剥蚀速率等地表过程的有效手段,它与大地构造、深部地球物理相结合,可以揭示隆升机制和大陆动力学背景。低起伏侵蚀面的DEM分析有利于定量揭示山脉夷平面分布,结合基岩地质等其他资料综合分析,可揭示侵蚀面的成因,揭示大地构造与地表过程相互关系是未来研究的主要目标之一。     

宇宙成因核素~(21)Ne测年原理和应用

宇宙成因核素测年方法在地表暴露测年和沉积物埋藏测年方面均具有重要应用价值,还可用于定量计算地表侵蚀、地形抬升和河流下切等反映气候及构造运动影响的地表过程速率,对研究地球各圈层之间的相互作用关系具有重要意义,是第四纪年代学领域中一种重要的测年方法。与放射性宇宙成因核素10Be、26Al相比,稳定核素21Ne在地表暴露定年方面具有测年范围宽、测年材料选择范围广、测试所需样品量少、前处理过程简单等优点。通过与放射性核素的结合使用,稳定核素21Ne还可用于沉积物的埋藏测年,并具有比10Be-26Al埋藏测年法更高的测年上限和测年精度。稳定核素21Ne测年方法的应用在国内尚处于起步阶段,但可以预见,这一方法将以其独特的优势在第四纪地质学、地貌演化及活动构造等诸多研究领域得到广泛的应用。     

河道沉积物粒度沿程变化特征及其影响因素

河流系统是研究构造、气候和生态系统的重要载体，也是地貌学的重要研究内容之一。河流系统中河道沉积物运移深刻影响着地貌演化的进程，而沉积物粒度的沿程变化特征与趋势则可以揭示有关泥沙动力学的重要信息。目前，关于河道沉积物粒度存在沿程变化现象已有大量研究，但河道沉积物粒度沿程变化的具体机制尚存争议。此外，河道沉积物粒度沿程变化的主要控制因素及其对河床演变的影响也尚未明确。本文总结了全球河流河道沉积物粒度沿程变化及其不确定因素的分布状况，并调查了磨蚀、水力选择性搬运及综合作用对沉积物粒度沿程细化的影响。结果表明，在沿程细化机制研究中，磨蚀作用过程的探析相对较少。磨蚀由研究区岩性决定，并且非耐磨性岩性颗粒会产生强烈的质量损耗。虽然磨蚀对河道沉积物沿程细化的影响有限，但在河道上游以劈裂和切削方式引起的磨蚀过程不能忽视。相较于磨蚀，水力选择性搬运或分选过程受到广泛关注，说明水力分选在自然界河流沉积物粒度沿程细化过程中发挥着重要作用。此外，也有部分研究探讨了河道沉积物粒度沿程变化的综合影响因素，并且发现由于有些因素干扰河床沉积物在沿程方向也会存在粗化现象。粗化一般发生在山区坡度较陡、河流源头崩积河段，而引起粗化的因素主要有支流的汇入、沉积物横向输入、高能泥石流以及冰川作用补给、人为河道改造和大坝修建等。现有的研究表明河道沉积物粒度沿程变化是一个复杂的过程，其变化特征受多时空因素的影响，河道沉积物粒度沿程变化特征及其与外界因素的关系有待进一步研究。因此，在后续的工作中，仍需要利用大量室内室外调查和分析，揭示不同时空尺度河道沉积物侵蚀搬运过程，深化对河流地貌演化及其驱动机制方面的研究。     

基于DEM的岷山构造带构造地貌初步研究

以地理信息系统(GIS)为平台,结合构造地貌研究,利用矢量地形数据,构建了岷山构造带数字高程模型(DEM),初步对岷山构造带,特别是岷山断裂带构造地貌特征进行了分析。研究表明,将DEM与GIS技术结合,辅以遥感图像解译和详细野外地质调查,能够直观地进行坡度、坡向以及地形起伏度和高程的统计分析等研究,在构造地貌研究中具有良好的应用前景。     

东昆仑活动断裂带玛曲段活动特征及其东延

东昆仑活动断裂是青藏高原东北缘一条重要的NWW向边界断裂。通过野外观测和遥感解译,发现东昆仑活动断裂带玛曲段主要由玛曲、迭部-武都和迭山-舟曲3条左阶斜列的活动断裂组成。该断裂带晚第四纪的活动性非常强烈,晚更新世晚期以来的平均左旋走滑运动速率达(10.15±0.34)mm/a,与该断裂带在西大滩、东大滩、花石峡和玛沁等地的运动速率基本相同,说明东昆仑活动断裂带延伸到玛曲段并没有逐渐消亡,而是继续向东延伸,最终与秦岭南缘活动断裂相接。     

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。     

走向构造地质学健康发展之路——我国构造地质学有关问题及未来发展方向探讨

半个多世纪以来,我国构造地质学教学和科学研究均取得了长足发展,但也出现了一些问题。为了促进学科发展,让构造地质学走上健康发展之路,构造地质与地球动力学专业委员会组织召开了“构造地质学有关问题及未来发展方向”研讨会。本文为该研讨会成果的简要总结,内容包括： ① 构造地质学概念、理论和方法理解和应用中存在的部分问题;② 构造地质学教学存在的一些问题及建议;③ 构造地质学未来发展方向;④ 走构造地质学健康发展之路。供有关部门和人员参考。     

循化-贵德地区黄河水系河流纵剖面形态特征及其构造意义

青藏高原东北缘循化-贵德地区晚新生代构造活动强烈,同时晚新生代黄河的发育和演化也提供了研究高原构造隆升扩展以及黄河侵蚀下切过程的理想场所。黄河水系通过调整河流纵剖面的形态在垂向上响应不同的构造隆升以及河床岩性的变化。利用数字高程模型数据,提取黄河水系河流纵剖面形态,利用基岩河道河流水力侵蚀模型（stream-power incision model）为依托,尝试揭示晚新生代以来强烈构造活动在黄河水系河流纵剖面形态特征上的表现。分析发现,在循化-贵德地区岩性分布均匀的新生代盆地内部,黄河水系纵剖面在河流水力侵蚀模型坡度-面积双对数图解中大部分表现为上凸特征,即基岩河道的河床随时间的变化为正值,指示了基岩的隆升速率大于河流的下切侵蚀速率。在河流流经盆地内部不同岩性地区,特别是前新生界地层区,河流纵剖面也表现为一定的上凸特征,表明了新生界与前新生界地层岩性差异对河流纵剖面的控制作用。综合来看,青藏高原东北缘循化-贵德地区黄河水系河流纵剖面形态特征是晚新生代强烈构造活动和岩性差异共同控制的结果,揭示了循化-贵德地区造山系统地形发育仍然处于前均衡或接近均衡状态,同时也从侧面表明青藏高原东北缘地区是整个高原隆升扩展的最新和最前缘部位的时空格局特征。     

新构造与环境

"新构造"是1948 年由前苏联地质学家奥布鲁契夫 ( В. А.Обручев) 首次引入到地质学与地貌学中, 本意指"新近纪以来各类地壳运动所形成的构造及其在现今地表的各种表现".在 1984 年由英国地质学家汉考克 ( P. L. Hancock) 和威廉姆斯 ( G. D. Williams) 共同召集的"新构...     

宇宙成因核素埋藏年龄测定及其在地球科学中的应用

原地生成宇宙成因核素埋藏测年方法,在晚新生代沉积物尤其是陆相碎屑沉积物测年上具有广泛的应用前景.在同一岩石或矿物中的宇宙成因核素对,例如26Al和10Be在地表的生成速率比值是固定的,不受纬度和海拔的影响,但是这一核素对分别具有不同的半衰期.在地表经历了暴露的沉积物被埋藏后,该比值会随着时间而降低,因此具有不同的半衰期...