天山山脉地貌特征、地壳组成与地质演化

天山位于亚洲中部,东西向延伸,由中亚诸国向南西凸出的弧形山系与其间的大型盆地,中国境内北西、北东走向的山系与其间长轴近东西走向的盆地和蒙古西南部的低山戈壁等组成,东西延长近4000km,南北宽逾150km。天山山脉与两侧的盆地多以逆冲断层为界,盆地的基底下插于天山山脉之下。天山山脉及毗邻地区的地壳主要由前震旦纪古陆碎块、古生代陆缘岩系和洋岩石圈残片等组成。从构造方面看,该山脉及毗邻地区的地壳可以划分为15个单元。大致以东经90°线为界,以西地区南侧的南天山碰撞带为向南凸出的弧形构造带,北侧的古陆碎块和其间的碰撞带呈北西走向斜列展布,构成巨型帚状构造;以东地区为相间排列的近东西走向的古活动陆缘或岛弧及其间的碰撞带。天山山脉形成于古生代晚期古洋盆关闭以后,现今山脉的地貌特征则是新生代晚期地壳变动的产物。天山山脉形成以后的地质演化可以划分为石炭纪末至二叠纪初同碰撞—后碰撞构造岩浆活动阶段、二叠纪早—中期幔源岩浆活动与壳幔相互作用阶段和二叠纪晚期以来的陆内演化阶段。     

克什克腾世界地质公园达里诺尔园区重要地质遗迹特征及其对湖泊演化的指示

湖岸地貌不仅可以与湖相沉积物共同指示湖泊演化过程,同时还是具有较高观赏价值的地貌景观,因此成为重要的地质遗迹。内蒙古克什克腾世界地质公园达里诺尔园区保存了大量的地质遗迹,对湖泊演化及气候变化具有很好的指示意义。本研究从地貌角度出发,对达里诺尔园区代表古湖面的湖蚀穴、湖蚀凹槽、湖蚀柱和湖蚀崖等湖蚀地貌,湖岸堤和湖成阶地等湖积地貌,以及河流地貌和冰缘地貌进行详细的野外地质调查,通过剖面实测并与湖岸沉积物和湖心钻孔岩心进行对比,判断达里湖全新世以来湖水面的变化,进而重建湖泊的演化过程。湖蚀地貌表明,达里湖曾存在4期明显的高湖面,海拔高度分别为1303 m、1296 m、1288 m和1277 m;而在1280 m以下主要发育湖成阶地和湖岸堤等湖积地貌。被称为世界最窄河流耗来河的不断发育代表了湖水位不断下降的过程,古冰楔及其上覆的硅藻土的发育指示了一次湖退和一次湖进事件。该研究对季风边缘区湖泊演化历史的重建可提供参考。     

青藏高原周缘的河流纵剖面特征及其对构造地貌演化的启示

河流水系是改造地表地貌的主要外动力,其形态样式记录了造山带和高原的生长和演化。目前对于青藏高原周缘的河流剖面研究主要集中在南缘、东南缘及东缘。相比而言,对于流经高原其他边缘河流的纵剖面特征仍然缺乏分析,不同位置的高原边缘河流发育是否存在相似性或差异性及其内在原因尚未开展相关研究。选取青藏高原北缘西昆仑—阿尔金地区、东北缘祁连山地区、东南缘三江地区和南缘喜马拉雅等典型区域,通过开展河流地貌对比研究,利用河流纵剖面的关键地貌参数定量分析了高原周边地貌边界带的空间特征及相关的构造与气候因素。结果表明,在青藏高原周缘地貌边界带上,河流陡峭度指数最大值与区域地形起伏最大区域一致,河流流经高原边缘时陡峭度有显著升高,而在高原边缘两侧陡峭度均相对较低,且河流向高原内部的溯源侵蚀十分有限,而且河流裂点均出现在区域地形起伏较高的地貌部位。其中青藏高原北缘、东北缘与南缘,地形起伏最大的区域与构造边界所围限的高原边界一致,并大致对应最新构造活动的强隆升区,而青藏高原东南缘的高原边界较模糊,地形起伏度变化最明显的区域出现在雅砻逆冲断裂两侧,与前人提出的古高原边界一致,暗示该区河流裂点的形成可能与雅砻逆冲断裂的早期活动有关。基于研究结果认为,对于青藏高原这样大尺度或经历长时间构造演化过程的地貌单元,基于稳态假设下的河流形态分析高原隆升时间可能存在较大偏差。青藏高原东南缘的高海拔低起伏地貌面可能是在较平缓的内流水系作用下形成的,在随后的河流袭夺等过程中演变为现今的外流河状态。     

基于地貌计量指标分析的钱塘江流域地貌演化特征

地貌过程的定量化表达已成为构造地貌学研究中的一种趋势。基于ASTER GDEM数据,运用GIS空间分析技术,本文获得了钱塘江流域87个子流域的地貌参数,包括面积-高程积分（HI）、面积-高程积分曲线（HC）、坡度、流域不对称度（AF）、流域盆地形状指数（Bs）等。进一步结合流域内地层特征与自然地理背景,探讨了钱塘江流域地貌演化阶段以及流域内主要断裂（江山-绍兴断裂、球川-萧山断裂和马金-乌镇断裂）的相对活动性。结果表明：1）HI值在小尺度范围内主要反映岩性差异,在大的空间尺度下则可能主要与构造活动性有关;2）相对于HI指数,AF和Bs更有助于揭示构造活动性的空间差异;3）基于AF、Bs、坡度、HI等的分析,认为江山-绍兴断裂和球川-萧山断裂北段的活动性要弱于南段,而马金-乌镇断裂南、北段构造活动性差异不显著;4）多种地貌计量指标的分析结果（HI=0.217、|AF-50|=4.27、Bs=0.77）均显示钱塘江流域处于地貌演化的老年阶段。

     

青藏高原班公错的湖盆成因及构造演化

依据河湖相沉积物的沉积特征、沉积年龄和分布规律, 结合ETM+构造和第四系沉积地层的遥感解译, 对班公错湖盆的成因和构造演化特征进行系统的剖析.从地形地貌、沉积建造和构造上分析, 推断班公错湖盆为构造成因的拉分断陷湖盆.根据湖盆周边的断层活动特征和湖盆的沉积响应, 将班公错湖盆的演化分为4个阶段, 依次为湖盆打开的幼年期(晚于早中新世)、湖盆扩展的青年期(早于8.1±1Ma)、湖盆急剧扩展伴随湖盆中心南移的壮年期(晚于0.94Ma)和湖盆不对称萎缩的老年期(晚于0.23Ma).      

黄河三角洲埕岛海域地貌演化及其地质灾害分析

根据多次的调查资料分析,埕岛海域现在的海底上主要存在5种微地貌形态区即冲蚀地貌区、滑动挤压脊和塌陷凹坑地貌区、侵蚀残留岗丘或台地、斑状海底地貌区、粗糙和平滑海底。三角洲特殊的地貌演化结果对海底管线、座底式平台稳定造成很大危害,在构筑物设计和施工过程中应予以重视。     

地貌演化、源-汇过程与盆地分析

地球表面的地貌演化和源-汇系统的研究是当前地球科学领域颇为关注的重要课题。围绕这些课题的研究促进了多学科的广泛交叉和合作,对沉积盆地的深入研究和发展趋势产生了深刻的影响。盆地整体地貌的演化是盆地地球动力学背景演化的直接响应。盆地内的隆-坳格局、古隆起-古斜坡地貌、同沉积构造活动形成的构造古地貌等,是盆地古地貌研究的重要内容。从陆到洋的源-汇系统由物源区、冲积-滨海平原、浅海陆架、大陆斜坡及深海等多个区域性的地貌带所组成。物源的性质与母岩组成、构造及气候作用密切相关,揭示塑造山地地貌和产生物源的构造作用和气候变量是一项长期探索的课题。陆架斜坡至深海区是从陆到洋的源-汇系统的最终沉积区,其研究长期受到高度关注。大型内陆湖盆存在的源-汇系统,包括物源区、冲积平原、滨-浅湖、最后为深湖的多级地貌单元。构造活动的内陆碎屑湖盆中以近且多方向物源、构造差异活动明显、汇水盆地小、沉积物类型对气候变化响应敏感等为特征。依据物源区、沟谷(水道)及沉积体系类型划分的源-汇体系类型的研究,包括盆内古隆起形成的局部的源-汇过程,对盆地的沉积充填过程和沉积分布具有重要意义。基于高分辨率三维地震数据的地震地貌或地震沉积学分析,为地下沉积体系的沉积地貌和沉积过程的研究提供了最重要的手段。     

中国西北极端干旱区水文与湖泊演化及其巴丹吉林沙漠大型沙丘的形成

地表径流和地下水循环是维持中国西部现今极端干旱区绿洲、湖泊和地下水位变化的绝对主导因素。极少的年降水量和年际—季节降水分布的不均性、强烈的蒸发、蒸腾作用,稀少而水量有限的地表径流和人类活动的影响及其过度的水资源利用是导致目前自然景观和生态环境恶化的根本原因。不仅如此,在这样一个大的气候背景条件下,人类不合理、不科学的活动可以夸张的放大和加速生态系统的恶化程度和速度,而要维持、改善和修复已破坏的生态环境则需长期不懈的努力和巨大的人力、资金投入。地质断裂带不但具有蓄水、导水的作用,还具有隔水作用;断裂体系中含水量的丰寡与断裂的性质（张性或压性）、发育的地质部位和年代等因素有关。断裂构造对水的这种蓄—导—隔作用,在不同地理单元是不同的：在地势较高的部位以导为主,在低洼的地方则以蓄为主,而在前二者之间的过渡区则以导—隔为主。额济纳盆地地下水位变化和水资源（或潜在水资源）量的大小是以地表径流补给为主、地下水为辅,是区域蒸发、蒸腾和水资源利用之间平衡过程的表现;而在巴丹吉林沙漠区,特别是其东南部众多的湖泊区则是以地下水补给为主,加之以古水为辅。虽然我们还不十分清楚巴丹吉林沙漠内部高大沙丘和湖泊形成时期的相互作用和依存关系,但是我们却有足够的证据证明高大沙丘形态的维持与湖泊之间不存在必然的因果关系。直接通过阿尔金山断裂体系对额济纳盆地和巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠水量的贡献是否真正存在还缺乏地质证据或者至少是十分有限。对中国西部干旱—极端干旱区水资源进行科学而深入、系统而规范、全面而统一的调查和规划,调整和协调,采用科学的流域管理模式,利用生态修复、动态调控、工程保障等措施对于维持整个流域生态环境的稳定和持续发展、维系中下游,特别是酒泉基地和额济纳绿洲是十分必要而迫切的。对于巴丹吉林沙漠东南部地下水和湖泊水的开发和利用的设想既不利于该区生态环境的维持和改善,也缺乏科学依据和工程的可行性。西北干旱—极端干旱区水文循环和水量是气候环境决定的,不仅现代如此,过去也是如此。     

岱崮地貌的基本特征、成因和演化

岱崮地貌是一种寒武系碎屑岩之上的平顶灰岩地貌,为中国五大地貌之一,对其研究具有地质学、古地理环境等科学意义。本文通过野外地质调查及室内研究,分析研究了岱崮地貌的特征、成因和演化,得出以下结论：1） 岱崮镇的崮主体呈NW向展布,由崮体和崮基组成。崮体包括崮顶、崮腰和崮底,崮顶为灰岩,崮腰和崮底以碎屑岩为主,崮基为前寒武系岩浆岩或太古宇泰山群;2） 近水平岩层是岱崮地貌发育的基础;3） NNW向、NW向和近EW向断层是岱崮地貌形成的根本因素,NW向和NE 向节理是主控因素,控制了岱崮地貌的走向、密度;4） 岱崮地貌古生代以来经历了多个时期的演化,经过加里东运动、海西运动和印支运动留存的寒武系-中奥陶统、上石炭统-二叠系是岱崮地貌形成的基础,燕山期中侏罗世末-晚侏罗世（162～149.8 Ma）、白垩纪（140～90 Ma）及喜马拉雅早期（65～43 Ma）产生的断层及节理是岱崮地。     

1959—2018年九段沙地貌演化特征及动力机制

基于近60年（1959—2018年）系列水下地形资料，研究九段沙成形以来的地貌演化特征和动力成因。结果表明:九段沙1959—1990年处于稳速淤涨、以低滩为主的自然演化状态；近30年（1990—2018年），0 m及以上高滩受植被生长和长江口深水航道治理工程作用快速淤涨，-1~-2 m滩面受干扰程度小、稳速淤涨；近20年（1998—2018年），-3 m及以下低滩受流域减沙和临近的大型涉水工程影响淤涨放缓并由淤积转冲刷，期间流域减沙使得九段沙淤积放缓滩地由低到高向上延伸。未来流域来沙可能进一步下降并维持在较低水平，九段沙将面临-3 m及以下低滩进一步冲蚀，-3 m以上滩地淤积放缓并由低到高逐渐转冲的风险。     

Analyzing the differences of brackish-water in the Badain Lake by geophysical exploration method

BadainJ aran Desert of Inner Mongolia is arid and rainless all the year around,with much more evaporation than rainfall.But the special groundwater recharge mechanism contributes to the generation of several lakes of different sizes that have never not dried up for years,among which there are many freshwater lakes.As the research object in this paper,East Badain Lake and West Badain Lake in the southeast of the desert,which are less than 50m away from each other,show the considerable difference in mineralization.In fact,one is a freshwater lake,but the other is a brackish-water lake.Considering the underground aquifer structure of BadainJ aran Desert and the special formation structure the particularity of the stratigraphic structure around Badain Lake,the author uses AMT(audio magneto telluric)method and ultra-high density resistivity method to analyze the difference in mineralization of East Badain Lake and West Badain Lake from the perspective of geophysical prospecting methods.     

巴丹吉林沙漠湖泊及其下游地下水同位素分析

本文通过环境同位素水化学等分析方法研究了祁连山北侧、龙首山、巴丹吉林沙漠、古日乃、拐子湖和额济纳盆地的泉水和井水的来源,揭示了巴丹吉林沙漠等下游地区的地下水来自于祁连山降水的补给,平均补给高程为3 300m,祁连山顶部存在大片裸露的灰岩地层,雪水融化后沿着喀斯特地层或山前大断裂补给到深部,穿过龙首山直接补给到巴丹吉林沙漠及其下游地区,在沙漠湖泊中发现的钙华与钙质胶结证明地下水经过了石灰岩地层,承压水通过越流补给到浅部含水层,通过蒸发量计算得到的地下水补给量接近6×108m3/a,承压水中地下水的年龄为20~30 a.     

阿拉善高原盐湖水化学特征的主成分分析研究

运用数理统计的主成分分析法对阿拉善高原腾格里沙漠地区和巴丹吉林沙漠地区的21个盐湖、八种水化学特征变量进行研究,获得四个可以揭示水化学特征的主成分及相应的数学模型,进一步得出各盐湖在四个新的主成分变量上的得分值,从而解释八种水化学成分变量与盐湖类型之间的相关信息。     

近60年间巴丹吉林沙漠气温和降水变化及其对湖泊的影响

以巴丹吉林沙漠周围的4个国家气象站1960-2017年的长序列和腹地自建的10个气象站2016-2018年的短序列气象数据为支撑, 运用一元线性回归模型、Mann-Kendall检验等方法, 系统分析沙漠周边及腹地气温和降水量的时空变化特征; 结合项目组及前人对湖泊动态的研究成果, 分析其变化特征, 初步探讨了巴丹吉林沙漠湖泊变化与气候要素的响应关系。研究表明: 巴丹吉林沙漠周边年均气温均呈上升趋势, 且由南向北升温速率增大, 其中阿拉善右旗以0.74℃/10a的速率显著上升; 降水量变化趋势不显著; 总体而言, 近50a来沙漠东南缘气候呈暖湿化、西北缘气候呈暖干化趋势。巴丹吉林沙漠周边年降水量、气温均在20世纪70-80年代出现突变, 降水量突变不明显, 气温突变显著, 气候自此向暖干化趋势发展; 沙漠周边与沙漠区月际气候特征基本一致, 均具有水热同期, 夏季高温多雨, 冬季寒冷干燥的特点, 但沙漠区雨季较沙漠边缘区短, 雨期较边缘区提前。沙漠区湖泊多年来呈不同程度萎缩趋势, 湖泊群加速萎缩受当地气候暖干化突变控制; 湖泊年度水位、水量峰值与降水量峰值不一致, 表明降水量变化不是湖泊变化的主控因素。     

Recharge to the inter-dune lakes and Holocene climatic changes in the Badain Jaran Desert, western China

We present new estimates on evaporation and groundwater recharge in the Badain Jaran Desert, western Inner Mongolia of northwestern China, based on a modified Penman Equation suitable for lakes in China. Geochemical data and water balance calculations suggest that local rainfall makes a significant contribution to groundwater recharge and that past lake-level variations in this desert environment should reflect palaeoclimatic changes. The chronology of lake-level change, established by radiocarbon and U-series disequilibrium dating methods, indicates high lake levels and a wetter climate beginning at ca. 10 ka and lasting until the late mid-Holocene in the Badain Jaran Desert. The greatest extension of lakes in the inter-dune depressions indicates that the water availability was greatest during the mid-Holocene. Relicts of Neolithic tools and pottery of Qijia Culture (2400-1900 BC) suggest relatively intensive human activity in the Badain Jaran Desert during the early and middle Holocene, supporting our interpretation of a less harsh environment. Wetter climates during the Holocene were likely triggered by an intensified East Asian summer monsoon associated with strong insolation.     

Radionuclide dating(~(210)Pb,~(137)Cs) of recent inter-dune saline lake sediment cores in the Badain Jaran Desert,Inner Mongolia,Northwest China

正Inter-dune lake sediment cores are ideal and unavailable materials for study climate and environmental changes of arid region.The precious dating of lake sediment cores is required for carrying out high resolution climate and environmental changes with these cores.The Badain Jaran inter-dune lake group embedding in the sand sea is the     

放射性核素210Pb、137Cs测定巴丹吉林沙漠湖泊岩芯的年代及沉积速率

巴丹吉林沙漠发育了世界上独一无二的丘间湖泊群,100多个永久性的丘间湖泊分布于沙漠的东南部。沙漠湖泊岩芯是干旱地区重要的气候、环境档案,然而受沙漠湖泊发育极端环境的影响,岩芯测年面临很大挑战。本文选择巴丹吉林的沙漠南缘的阿尔吉林和敦德吉林进行钻探,获取无扰动岩芯,利用核素（210Pb、137Cs）进行测年,并计算其沉积速率。结果表明：（1）核素（210Pb和137Cs）测年能够获取巴丹吉林沙漠丘间现代湖泊岩芯的可靠年代。（2）岩芯Ar-1的CRS测年结果为102±8a,沉积速率分布范围为0.13 ~ 0.33cma-1,岩芯Dd-1的CRS测年结果为123±2a,沉积速率分布范围为0.18 ~ 0.70cma-1。（3）沙漠岩心沉积速率空间分布具有自沙漠腹地向边缘递增的趋势,210Pbuns-CRS平均沉积速率分布范围为 0.16 ~ 0.57cma-1 ,137Cs沉积速率分布范围为0.05 ~ 0.6 cm a-1。未来对于沉积速率空间变化的可能影响因素,如高大沙山的围限阻挡效应、137Cs的分子扩散效应以及古地震等,应进行更深入研究。     

武汉东湖的前世今生

东湖作为我国乃至世界第二大城中湖承载着武汉城市发展的历史脉络与精神内涵。本文从地质构造、气候演化、江湖相互作用和人类活动等方面对东湖的成因和演化进行了研究,认为东湖既是一个“构造湖”,又是一个“壅塞湖”,它的形成受多期构造运动叠加影响,印支运动至喜马拉雅运动过程中引起的褶皱变形、盆岭构造、凹陷盆地、大别山隆升等为东湖形成奠定了地质基础。东湖的形成与长江的关系密切,是中更新世以来地壳垂直升降和气候环境变化过程中江、湖相互作用的结果,最终在人类工程活动过程中形成现今的几何形态。不同时期的遥感影像显示出人类工程活动已成为不容忽视的地质营力,对东湖发展演化的影响无论是强度还是速度都远超自然地质营力作用,按照“山水林田湖草生命共同体”的理念开发利用和保护东湖是人类的唯一选择。     

应用音频大地电磁法探测内蒙古巴丹吉林高大沙山结构及成因

巴丹吉林沙漠拥有世界罕见的高大沙山群。为了解巴丹吉林高大沙山结构与成因,应用音频大地电磁法进行测量,利用非线性共轭梯度法二维反演得到了沙山的横截电性剖面。沙山电性剖面深部呈现明显的低阻,而沙山中部存在一定规模高阻区域。判断巴丹吉林沙漠众多高大沙山群的形成是由其稳定的西北风作用、源源不断的地下水补给机制和特殊的地层环境共同作用的结果。地下水由于蒸腾作用上升遇到古老沙丘的钙质层阻挡,由背风坡底部蒸发出来。水蒸气凝结在顶部滚落的沙子表面,使其抗风蚀能力增强,起到固沙作用;随着时间推移,沙山越来越大,形成高大沙山。     

巴丹吉林沙漠石英δ18O值及其物源意义

巴丹吉林沙漠是世界上沙丘最高大的沙漠,其沙源研究对认识沙漠形成、高大沙山发育和防沙治沙工程有重要意义。石英是沙漠沉积物中常见的矿物,其氧同位素值可示踪物源。采集沙漠西北部、东部、东南部高大沙山、丘间低地与湖泊以及雅布赖山前的表层沉积物,测定了样品不同粒级的石英δ18O值。结果表明:①石英δ18O值随粒级减小有增大趋势,同一样品不同粒级石英δ18O值存在较大差异,相同粒级石英δ18O值也有变化。②石英δ18O值介于9.4‰~19.3‰,均值为13.3‰（n=55）;其中沙丘沙的石英δ18O值介于9.5‰~16.6‰,均值为12.9 ‰（n=39）;湖相沉积物的石英δ18O值介于9.4‰~19.3‰,均值为14.2‰（n=16）。③区域内,<16 μm粒级的石英δ18O值与16~64 μm、125~154 μm、200~250 μm、> 300 μm粒级的石英δ18O值都存在显著差异,但200~250 μm与 > 300 μm粒级的石英δ18O值没有显著差异;经区域对比,巴丹吉林沙漠 < 16 μm粒级的石英δ18O值与柴达木盆地沙漠、蒙古戈壁风成沉积物 < 16 μm石英δ18O值无显著差异,但巴丹吉林沙漠16~64 μm粒级的石英δ18O值与蒙古戈壁风成沉积物16~64 μm石英δ18O值存在显著差异;这似乎暗示研究区的细颗粒物质可能是远源的。巴丹吉林沙漠沉积物的石英δ18O值位于火成岩石英、砂岩和变质岩石英δ18O值分布阈值内,受区域地质条件、物源混合、粒级效应等因素的影响,砂粒级的石英δ18O值所指示的母岩成份特征与祁连山区岩石的岩性有较好吻合。