中国阿尔泰山流域侵蚀速率及其控制因素

流域侵蚀速率的时空变化对于理解活动造山带的地貌演化具有重要意义。以阿尔泰山8个山地流域为研究对象,利用1964—2011年的水文数据,采用河流输沙量法估算了年代际山地流域侵蚀速率。首先确定悬移质、推移质和溶解质对河流输沙量的贡献,然后计算各流域的年代际侵蚀速率,并结合已有研究结果,探讨了阿尔泰山流域侵蚀速率的时空特征及其控制因素。结果表明：阿尔泰山8个山地流域的平均侵蚀速率为0.03 mm·a^-1,其中乌伦古河山地流域侵蚀速率最小（0.01 mm·a^-1）,额尔齐斯河支流克兰河山地流域侵蚀速率最大（0.05 mm·a^-1）。进一步对侵蚀速率与气候、地形、岩性、构造和植被等因素进行相关分析,发现流域侵蚀速率与地形因子（流域面积、地形起伏度）和气候因子（径流深度、平均温度）的相关性较强,表明这些因素可能对阿尔泰山山地流域侵蚀起主要影响。与阿尔泰山百万年尺度的剥蚀速率（0.07~0.3 mm·a^-1）相比,研究时段内的流域侵蚀速率偏低,这表明中亚地区晚新生代持续的干旱气候可能制约了阿尔泰山地表侵蚀。     

北天山乌鲁木齐河流域面积-高程积分及其地貌意义

定量构造地貌研究有助于理解构造与地表过程之间的耦合关系及其对地形地貌发育的影响,数字高程模型(DEM)和地理信息系统(GIS)空间分析技术的结合为开展这方面的研究提供了新途径.利用这一方法,对北天山乌鲁木齐河流域进行地貌计量指标的综合分析.构造上,乌鲁木齐河流域分为山前坳陷区、南山隆起带、后峡断陷带以及天山主脉等构造分区.本文首先分析了DEM数据精度、流域面积与空间分布特征对面积-高程积分的潜在影响,根据分析结果,选择合适的面积阈值对乌鲁木齐河流域开展面积-高程积分分析,进一步结合高程频率分布特征探讨该流域地形地貌演化特征.结果表明,1)面积-高程积分受DEM数据精度的影响不显著,但其具有明显的流域面积和空间依赖性;2)基于面积-高程积分分析,乌鲁木齐河流域各构造分区的地貌演化阶段存在差异,除后峡断陷带地貌演化趋于老年阶段外,其余均处于壮年演化阶段;3)各构造分区平均高程频率分布状态表明,山前坳陷区、南山隆起带和天山主脉地形目前均处于前均衡—均衡状态演化阶段,后峡断陷带地形则为后均衡演化阶段.     

新疆塔西河地区8Ma以来沉积环境演化及其构造意义

天山南北麓巨厚的新生代地层记录着天山构造隆升与沉积环境演化的历史。在对新疆塔西河剖面进行磁性地层研究的基础上,通过沉积学分析,确定自8.1M a以来塔西河剖面存在4个沉积相组合,对应的沉积环境演化分为4个阶段:1)在8.10⁵.75M aB.P.之前为浅湖沉积环境;2)在5.75⁴.27M aB.P.为扇三角洲沉积环境;3)在4.27³.44M aB.P.为滨浅湖沉积环境;4)在3.44M aB.P.之后为冲积扇沉积旋回期。塔西河剖面沉积环境演化、岩相与沉积速率的变化等共同揭示出天山自8.1M aB.P.以来先后经历了构造活动稳定期（>5.75M aB.P.）、过渡期（5.75³.44M aB.P.）以及快速强烈间歇性隆升期（<3.44M aB.P.）等3个构造活动阶段,并且自3.44M aB.P.,构造活动有增强的趋势。     

天山北麓河流纵剖面与基岩侵蚀模型特征分析

本文提取分析天山北麓10条河流的纵剖面,通过函数拟合纵剖面形态特征,同时运用基岩侵蚀力模型来研究河流纵剖面形态的发育演化过程,来揭示河流纵剖面的发育与构造活动之间的内在关系.研究表明:天山北麓河流地貌地形发育阶段处于河流侵蚀作用强烈的前均衡状态时期.塔西河的纵剖面凹曲度最大,向东西两侧河流凹曲度依次降低,乌鲁木齐河与四棵树河凹曲度最小,河流的凹曲度(θ)和河道坡度(Ks)的数值分布规律与所对应构造部位晚更新世以来的抬升速率和地壳缩短速度相一致,排除时间、气候因素和基岩性质影响因素后.发现晚更新世以来天山北麓河流纵剖面形态变化主要受构造抬升作用的影响.     

东海嵊山岛末次冰期黄土有机碳同位素特征及其古环境意义

黄土沉积中有机碳同位素组成与古气候关系密切,对研究区域环境演变具有重要意义。本文聚焦我国东海嵊山岛末次冰期黄土地层,在磁化率和元素地球化学指标特征分析基础上,开展有机碳同位素组成特征研究。研究结果表明：嵊山岛黄土沉积剖面有机碳同位素组成波动范围-21.63‰～-27.56‰,平均值为-24.88‰,剖面有机碳同位素组成波动偏正;利用端元法对嵊山岛黄土沉积环境中C₃/C₄植被相对丰度进行估算,揭示沉积地层记录的植被类型是以C₃型植被为主导,C₄型植被对沉积地层中有机碳同位素的贡献有限;与南京洞穴石笋、苏禄海海洋沉积以及南极Vostok冰芯氧同位素记录对比,显示末次冰期间冰阶时期嵊山岛黄土沉积中有机碳同位素波动是以C₃型植被为主导的植被碳同位素对降水条件改变的响应,降水可能是这一时期黄土沉积中有机碳同位素变化的主要影响因素;在末次冰消期阶段,温度有利于C₄植被的发育,导致区域C₄型植被丰度有所上升,并对沉积地层中有机碳同位素变动的贡献增加...     

前陆盆地陆源沉积序列的特征与成因机制

前陆盆地接受的来自毗邻造山带的陆源碎屑沉积是盆山耦合关系研究的主要对象之一.这套沉积通常具有以下3个方面的特征:①在地层剖面中,前陆盆地陆源沉积序列呈向上变粗的趋势,其成因有多种可能,包括源区构造隆升、侵蚀卸栽导致的盆地基底均衡回弹、气候变化、岩性变化等;②构造抬升导致的粗粒相沉积事件与构造事件之间存在时滞,其大小取决于源区基岩剥露速率、侵蚀与搬运条件、沉积区距造山带构造变形前缘之间的距离等因素;③粗粒相沉积在前陆盆地内的分布具有穿时性.重视这些方面的研究,有助于得出有关前陆盆地及毗邻造山带演化的合理结论.     

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。     

蒙特卡洛方法与逆冲构造变形速率的限定

变形速率是衡量构造活动强弱的重要参数,对其准确限定一直是构造地貌、活动构造研究的重点。以河流地貌作为参考面限定构造变形速率是目前研究中最常用的手段。基于近年来的研究体会和具体的研究案例分析认为,虽然目前已能获得可靠的变形量和地貌年龄数据,但若想获得合理、可靠的变形速率,需要关注这两类数据之间的匹配关系与由其构建的断裂滑动历史的合理性。相较于通过位错量与构造变形时间的比值,或利用两者进行线性回归的方法来限定变形速率,从模拟合理的断裂滑动历史的角度出发,蒙特卡洛方法可有效减小变形速率估计的不确定性,使变形速率估计更加合理,从而为地震风险评价等提供可靠的基础资料。     

天山中新世早期快速剥露：磷灰石裂变径迹与（U-Th）／He低温热年代学证据

天山造山带新生代剥露过程与构造演化历史一直是国内外地学界关注的热点．本文联合运用磷灰石裂变径迹（AFT）和（u—Th）／He（AHe）低温热年代学技术,重建了新疆天山巴仑台剖面基岩山体的热演化历史,分析了剥露速率的变化特征,结合前人研究成果进一步探讨了新生代天山地区剥露作用过程的基本特点．结果表明,巴仑台剖面磷灰石样品的裂变径迹年龄集中在40～60Ma,（U—Th）／He年龄为10～40Ma;裂变径迹时间一温度史模拟结果表明巴仑台地区中新世早期以来剥露作用明显增速,剥露速率由之前的〈30mMa-1增大为〉1001TIMa-1;基于AFT与AHe年龄,利用年龄～封闭温度法以及矿物对法计算得到的剥露速率也表明该地区新生代剥露作用自中新世早期开始加速,并且在晚中新世剥露作用进一步增强．本文所揭示的快速剥露过程也存在于天山造山带其他地区．从整个天山造山带来看,开始于中新世早期的快速剥露是新生代天山地区一次重要的剥露作用过程．     

天山北麓河流阶地序列及形成年代

天山北麓河流阶地序列及其年代一直是悬而未决的问题。根据详细的野外工作, 确定天山北麓发育7 级河流阶地, 其中T₇、T₆、T₅ 及T₂ 等主要阶地为河流切割先期冲积扇而形 成, 与4 级阶地对应的4 期冲积扇分别为F₁、F₂、F₃ 与F₄。由于天山北麓构造隆升向盆地方 向迁移, 冲积扇呈串珠状发育, 背斜带间发育的冲积扇平面形态则由于南北背斜的限制而变 得不规则。基于黄土-古土壤序列对比分析、ESR 与OSL 测年以及前人研究成果, 确定天山 北麓河流下切形成T₇、T₆、T₅ 及T₂ 等阶地的时间分别为约0.54 Ma BP、0.3~0.2 Ma BP、 28~8 ka BP 和全新世早期。阶地年代表明, 天山北麓3 级主要阶地T₇、T₆、T₅ 及对应冲积扇 发育与天山更新世3 个冰期间冰期旋回基本对应。