祁连山西段党河流域地貌特征及其构造指示意义

党河流域位于祁连山西段, 流域内发育有三危山断裂、阿尔金断裂、野马河断裂和党河南山断裂等。这些断裂晚第四纪新活动性明显, 控制着区内的构造变形、山体隆升与河流水系地貌发育。流域地貌参数指标能够很好地反映区域构造变形特征, 因而党河流域地貌的发育和演化过程也记录了该区构造活动的重要信息。本文基于GIS空间分析技术, 利用SRTM-DEM数据, 系统提取了研究区内水系网络并对其进行Strahler分级后, 获取党河流域各级亚流域盆地共计554个, 进而计算了各亚流域盆地的面积-高程积分(HI)值, 并对HI值进行空间插值, 获取党河流域HI值空间分布特征。通过对比区内各个地貌参数指标, 发现其与构造活动具有很好的相关性和同步性, 表明构造活动对于流域地形地貌发育具有强烈的控制作用。区内亚流域盆地的面积-高程积分值分布特征表明, HI低值区与第四纪断陷盆地的范围相一致, 而HI高值区则与晚更新世以来主干断裂的逆冲活动山体隆升范围相一致, 反映了该区山体隆升和盆地沉降作用的总体面貌。     

抚仙湖流域地貌特征及其构造指示意义

以数字高程模型数据为基础, 运用ArcGIS软件平台, 从数字高程模型数据中提取抚仙湖流域内相对独立的61个亚流域, 其中34个位于小江断裂东侧的山地中, 另外27个位于小江断裂西侧的山地中; 然后计算每一个流域单元流域的面积、周长、河流总长、形状指数、平均坡度、相对高差以及高程-面积积分值和水系分支比, 划分流域等级等。通过对流域地貌参数以及高程-面积积分值和分支比等的特征参数的详细分析, 初步表明抚仙湖两侧水系和亚流域的发育具有东西分异的特征。这些特征指示了抚仙湖水系两侧晚新生代构造活动的差异性, 反映了小江断裂带东西两侧的不均衡抬升。小江断裂带的活动控制了抚仙湖流域晚新生代快速隆起, 滇中高原快速隆起以及小江构造带内部差异活动是造成抚仙湖流域东西差异特征地貌的主要原因。      

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。     

祁连山构造地貌特征:青藏高原东北缘晚新生代构造变形和地貌演化过程的启示

祁连山地区作为青藏高原向北东方向扩展生长的前缘地区之一,对构造地貌发育特征及其控制因素研究是理解青藏高原东北缘晚新生代构造变形过程的重要内容之一。通过地形坡度、起伏度以及河流纵剖面分析,研究揭示出祁连山高坡度、高陡度的造山带边缘山系及高海拔、低起伏山间盆地发育地貌特征。结合区域隆升、侵蚀速率研究表明,祁连山山脉边缘部分山系发育接近平衡状态,而河流裂点的广泛发育进一步表明整个祁连山山脉地区的地貌特征,特别是河流地貌发育仍然处于瞬时(transient)状态。通过对比祁连山山脉10个不同背景下的流域盆地,发现无论是内流水系,还是外流水系,流域上游地区均发育有低起伏、低坡度的山间盆地,这一特征表明控制祁连山内部发育平坦地形的因素并非取决于是内流还是外流水系,而可能主要受控于河流水系搬运能力的强弱。除此之外,通过对比祁连山地区盆地形态研究表明,西北侧的狭长、平行盆地主要受控于阿尔金断裂走滑应变在祁连山地区的缩短吸收,而东南侧的菱形盆地则受控于海原、东昆仑左旋走滑断裂带及其次级鄂拉山、日月山右旋走滑断裂所夹持的块体。以现有流域盆地宽度与面积之间的关系为基础,我们初步推测了祁连山造山带西北侧的构造缩短量大致为61km,对应整个祁连山的缩短率大致为17%,与祁连山南侧区域结果相当。当然,考虑到祁连山东南侧大通河流域区的缩短量与周边研究的差异,我们不能排除祁连山造山带早期的构造缝合线或先存断裂对部分流域的线性排列也起到了一定的控制作用。     

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。     

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。     

祁连山东段石羊河流域及邻区地貌特征及其构造意义

受祁连山北缘断裂和广义海原断裂等构造活动的控制和影响,祁连山东段发育了由多条挤压逆冲断裂组成的古浪推覆体构造,形成地貌起伏大并向北逐级降低的独特构造地貌特征。本文基于ArcGIS空间分析技术,利用数字高程模型(DEM)系统提取了祁连山东段(造山带内部与河西走廊盆地)的宏观地貌因子(如面积—高程积分和条带状剖面)并综合分析其所蕴含的地质意义。研究结果表明,区域地貌演化过程主要由构造变形控制,而并非岩性差异和降雨条件等因素。研究区内的皇城—双塔断裂、冷龙岭断裂以及武威盆地南缘断裂所控制的古浪推覆体具有较高的HI值,龙首山东段的河西堡—四道山断裂南侧显示HI高值、北侧显示HI低值,表明祁连山东段存在由南向北的挤压扩展演化过程,这可能与祁连山北缘大断裂向北的扩展以及阿拉善块体向南俯冲作用有关;提供了祁连山东段向河西走廊内部挤压扩展的地貌证据。     

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。

     

岱海流域地貌演化及其对断裂活动性的指示意义

以戴维斯的地貌侵蚀循环学说为基础,运用SRTM-DEM数据、高程-面积分析法和水系分支比研究流域地貌发育。首先运用R ivertools软件平台从DEM数据中提取岱海流域内独立的11个小流域,其中7个位于蛮汉山山前断裂北侧的山地中,另外4个位于盆地南缘断裂南侧的山地中;然后计算每一个流域单元的高程-面积积分值和水系分支比。北侧7个小流域积分值为0.567～0.324,从西向东总体上呈现减小的趋势;南侧4个小流域积分值为0.373～0.425,数值之间比较接近。北侧7个小流域水系分支比的为2.079～2.628,从西向东总体上呈现增大的趋势;南侧4个小流域的水系分支比为2.066～2.138,数值之间比较接近。高程-面积分析法和水系分支比分析表明,北侧7个小流域均反映蛮汉山山前断裂的活动性从西向东逐渐减弱的趋势;南侧的4个小流域均反映岱海南缘断裂沿由西向东的活动性没有明显的变化。北侧7个流域高程-面积积分值与水系分支比之间存在明显的负线性相关;两种指标综合成的主因子的变化范围是1.337～-1.699,从西向东呈现出明显降低的趋势。多种分析方法均表明,蛮汉山山前断裂从西向东活动性有减弱的趋势,而岱海南缘断裂从西向东活动性变化不大。     

基于 GIS 的元谋县地质灾害地貌特征研究

元谋县地质灾害频发,严重威胁了人民生命及财产安全。为了研究境内地质灾害区的地貌特征,以GIS为平台,结合DEM数据提取了研究区高程、坡度信息,并计算了地表粗糙度及地形起伏度。并利用研究区灾害调查资料,探讨了高程、坡度、地表粗糙度、地形起伏度与地质灾害之间的相关性。最终结果表明地质灾害分布受地貌特征制约,地质灾害点分布的区域地貌主要表现为高程1500~2000m的次中山、坡度为25°~73°的险坡,地形起伏度为75~200m的小起伏和地表粗糙度为1.3~1.5的区域。     

祁连山西段及酒西盆地区第四纪构造运动的阶段划分

通过沉积地层、地貌、构造形变等的综合研究，对祁连山西段及酒西盆地区第四纪构造运动的期次和阶段进行了划分。上新世晚期以来，这一地区至少经历过６次显著的构造变动或构造事件，其中以玉门、酒泉和白杨河运动最为强烈。针对上述构造事件进行了古地磁、孢粉、红外释光和热释光等方法的综合研究和年龄测定，论述了各阶段构造运动的方式、性质和其它有关特征。     

南盘江上游河网纵剖面图像及其构造指示意义

由红河断裂带和小江断裂带(鲜水河-小江断裂带)围限的川滇块体是亚洲大陆晚新生代被挤出的众多块体之一。南盘江上游流域跨越了川滇块体以及前人推测的由红河断裂带活动形成的滇东"压缩"变形区。本文选择南盘江上游流域作为研究区,试图通过河流地貌的方法研究川滇块体的挤出活动对周边地区的影响以及识别滇东"压缩"变形区是否存在。使用DLR(德国宇航中心)数字高程数据制作了该流域的河网纵剖面图像,并通过图像预分析(分析岩性、人类工程以及灾害事件的影响)和野外调查后进行构造解译。解译的结果显示:1)流域内存在4个构造掀斜区(W区为华溪河流域、S区为泸江流域、E1区为甸溪河中部和E2区为中和营河流域)和1个局部整体抬升区(M区为本研究区中部),其中S区和M区与现今地壳垂直形变速率图像有相似的活动表现,S区保持自南西向北东倾斜特征,M区保持整体抬升特征;2)流域的东南部存在一条北东向的构造差异抬升分界线(L1);3)E1区存在一个差速活动(非同步活动)的左行左阶断裂系。研究结果表明,断层差速活动(非同步活动)是青藏高原东南缘构造变形中的一种重要调节机制;滇东"压缩"变形区是存在的,且与小江断裂带关系密切,但其范围没有前人推测的那么大;S区的掀斜抬升活动与红河断裂带的活动相关,并具有某些继承性特征。     

西昆仑提孜那甫河与喀拉喀什河山前河谷地貌对比及构造-气候意义

通过对部署在西昆仑新疆叶城县南提孜那甫河与和田市南喀拉喀什河山前3条河谷阶地横剖面所提供的实际资料和ESR、14C年代测试数据的分析,结果表明:①西昆仑这两条相距250km河流属于同一个山前地貌单元;②剖面Ⅰ、剖面Ⅲ的T4、T3、T2、T1分别形成于约100kaB.P.、80kaB.P.、50kaB.P.、30kaB.P.;③依据形成时代,剖面Ⅰ的T3、T2、T1分别对应剖面Ⅱ的T4、T3、T2,剖面Ⅱ的T1形成于8.5kaB.P..对横剖面的对比并结合纵剖面,认为该地区100kaB.P.以来山前河谷地貌的形成,气候作用大于新构造作用;8.5kaB.P.前后发生过一次新构造的抬升作用.     

祁连山玉石沟橄榄岩显微构造特征及演化

橄榄岩作为上地幔的主要成分,影响着上地幔的流变学行为,其显微构造记录了岩石形成发展过程中所经受的构造事件.通过对祁连山玉石沟橄榄岩样品的镜下显微构造观察、岩石组构测定及TEM位错分析,探讨了与变形相关的温度、围压、含水性和应变速率等因素,总结该岩石的变形机制和变形历史,并推断其形成发展时大地构造环境.研究表明,玉石沟橄榄岩产自上地幔,其变形改造经历了上地幔演化和脆-韧性变形2个阶段.上地幔演化阶段橄榄石发育明显的A型原生组构,电子背散射衍射技术（EBSD）测定的橄榄石显微组构表明,该地区橄榄岩形成于高温（＞ 1200℃）、低应力（＜350 MPa）、低应变速率、低含水量的地幔浅部环境条件下;脆-韧性变形阶段叠加改造了原生A型组构,而发育明显的D型次生组构.橄榄石变形主控因素为动态恢复作用,普遍发育亚晶粒、消光带和扭折显微构造等相关组构,并与透射电镜下所观察到的位错排对应,同时还发育以微破裂为主的一套脆性变形组构,表现出两组共轭剪破裂和另一组张性破裂等现象,揭示出与韧性动态恢复现象一致的应力场方向指示.     

祁连山东段全新世河流阶地发育及其与气候变化的关系研究

全新世期间西北地区河流普遍发育多级河流阶地,而关于其形成原因和过程仍不甚明了。我们对祁连山东段13个河流横断面的全新世阶地进行了详细的野外考察,并利用14 C测年方法对阶地的形成年代进行了限定。结果显示,全新世河流下切主要发生在7.5~3.0ka B.P. , 通过对比河流下切年代与区域气候变化,发现河流下切集中的3个时段(5.9~7.2ka B.P. ,4.2~5.2ka B.P.和2.4~3.3ka B.P.)对应于区域气候较湿润时期,相对较高的径流量与植被覆盖较好、沉积物供给较低的条件下,河流发生下切。全新世河流的多次下切指示一次完整的河流下切过程可能是通过多次下切与短暂的堆积过程交替而完成的,但由于局地状况的差异,这种过程可能被高差较小的阶地记录下来,也可能被河流侧蚀抹掉。不同河流对气候响应的敏感性有差异,较大河流对短期的气候变化响应不敏感,主要受长尺度气候变化的控制作用。     

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.     

黄河中游晋陕峡谷的DEM流域特征分析及其新构造意义

晋陕峡谷以南北走向穿越鄂尔多斯高原东缘,形成黄土高原上独特的峡谷地貌。本文基于数字高程模型,结合野外调查,提取了峡谷区的一系列相关流域地貌特征参数,详细分析了晋陕峡谷内流域特征。研究结果表明峡谷流域内水系和亚盆地表现出显著的东西分异特征,峡谷西侧水系和亚盆地的发育相对于其东侧较为成熟。其成因分析反映晚新生代以来,鄂尔多斯高原东缘可能存在多期强烈构造差异隆升事件,吕梁山相对于鄂尔多斯高原发生多期快速隆升,三门古湖消亡,导致峡谷内黄河强烈的不均匀下切,水系和亚盆地发育发生东西分异。晋陕峡谷的形成主要是晚新生代以来青藏高原发生多期向东快速构造挤出,导致鄂尔多斯高原东缘发生差异构造隆升的结果。