青藏高原东北缘循化－贵德盆地及邻区更新世时期沉积与后期侵蚀样式研究

利用残存的地貌标志恢复原始地貌形态是地貌研究的难点之一。青藏高原东北缘循化－贵德地区晚新生代构造活动强烈,晚新生代黄河在本区发育,其后期演化记录了青藏高原隆升扩展的详细信息,同时黄河侵蚀下切过程本身也是值得深入研究的重要科学问题。由于黄河水系的发育,晚更新世以后循化－贵德盆地地区实现由盆地加积向退积的调整,盆地地区逐渐开始遭受黄河水系的侵蚀下切,并逐渐形成现今青藏高原东北缘的地貌形态。野外地质调查发现更新统的变形程度较弱,由于区域构造隆升与河流强烈下切的共同作用,现今保存的更新统已经成为盆地内部的分水岭,如龙羊峡地区。本研究正是选取循化－贵德盆地及其邻区更新统地层为古地貌重建的标志,基于数字高程模型(DEM)空间分析技术,构建了青藏高原东北缘循化－贵德盆地地区更新世古地貌形态,并进行了初步分析,主要认识有： 1)秦岭北缘断裂带构成其南西向北东方向地形快速降低的边界带; 2)在北西南东方向上,西秦岭、黄河、拉脊山、湟水河以及祁连山等总体上构成了向形－背形相间的地貌格局。同时以古地形为基础,定量计算了盆地区更新世以来的侵蚀分布图像,定量结果表明： 1)剥蚀量的分布形态与高原东北缘盆山地貌系统之间有一定相关耦合性,盆地地区的剥蚀量比较大,而相邻山脉地区的剥蚀量都比较小; 2)剥蚀量比较大的盆地地区剥蚀量与盆地内部河流形态之间也具有明显的关联特征,盆地内部剥蚀量最大的区域往往是盆地内部独立河流的中游地区。     

龙门山地区水系发育特征及其对青藏高原东缘隆升的指示

龙门山位于青藏高原东缘,既是青藏高原周缘山脉中陡度最大的山脉,也是构造活动和地貌景观塑造最为强烈的地区之一。因此,该区域成为研究构造-地貌-水系之间相互关系的实验场。本文基于ASTER GDEM数据,提取了青藏高原东缘地区15条基岩河道的纵剖面,采用简单数学函数拟合河流纵剖面形态,并结合基岩水力侵蚀模型,分析龙门山不同位置的地形特征。本次研究获得以下几点认识:①通过对龙门山地区河流纵剖面的分析,龙门山整体上具有较高的隆升速率,导致这一地区强烈的河流侵蚀作用;②龙门山中段和南段的河流双对数图以上凸型为主,说明该区域尚未达到均衡状态,处于前均衡期;③龙门山北段的河流双对数图呈直线形态,说明该区域达到均衡状态,处于均衡期;④龙门山不同地区的水系发育特征,表明龙门山中段和南段具有更强的构造活动性、更高的隆升速率,龙门山北段则具有较弱的构造活动性、较低的隆升速率,并反映了青藏高原东缘的隆升作用具有明显的空间差异性。     

青藏高原东缘龙门山构造带晚第四纪构造隆升作用的河流地貌响应

基于ASTER GDEM数据,提取了青藏高原东缘龙门山地区12条基岩河道纵剖面,通过河流纵剖面形态的数学函数拟合、坡度-面积双对数函数关系以及基岩水力侵蚀模型的分析,探讨了龙门山北、中、南段不同河流水系地貌对其晚第四纪构造隆升运动的响应过程。研究表明：1）龙门山地区的河流纵剖面拟合形态中段多为对数型、指数型,南段多为指数型、直线型,北段均为对数型,表明了龙门山中段和南段的河流受构造运动的控制作用强烈,隆升较快,而北段隆升相对较慢。2）河流水力侵蚀模型中段多呈直线型和上凸型,南段均为上凸型,北段则呈直线型,表明了龙门山地区的河流水系地貌具有由SW向NE逐渐从前均衡状态向均衡状态转换的特征,指示了其构造隆升速率也由SW向NE逐渐递减。3）河流地貌的参数值表明了龙门山北段的河流地貌处于均衡状态,而龙门山中、南段的河流地貌则受构造隆升运动的影响较强;反映了青藏高原东缘向东扩展的时空格局。

     

青藏高原周边地区河流分形特征与地貌、构造活动耦合关系

青藏高原周边地区的地貌特征与形成演化机制一直是科学界研究的热点。选择青藏高原周边典型地区河流分形特征、地貌特征及构造活动性进行研究,发现喜马拉雅断裂带、龙门山断裂带和阿尔金断裂带控制的区域构造活动性强烈,历史地震记录频繁,大震较多,河流形态与地貌演化特征也非常相似,河流纵剖面变化很快,长波长下凹型,河流坡降比大,地形起伏度大,河流形态变化简单,河流分维值低;青藏高原东北缘构造活动性不强烈,历史地震记录偏低,大震极少,河流纵剖面变化缓慢,近似长波长微振幅上凸型,河流坡降比小,地形起伏度较小,河流形态错综复杂、分维值高;青藏高原东南缘,构造活动性较强烈,历史地震记录频繁,大震较多,但由于该区域平均多年侵蚀速率比较低,同时河流下切深度大,河流纵剖面变化缓慢,也是近似长波长微振幅上凸型,河流坡降比小,河网发育较成熟,河网分维值较高。通过对比发现,降水量的变化对该区域侵蚀速率的影响远小于构造活动性的作用,在分析河网形态特征时可以不考虑降水量空间变化的影响。     

思茅盆地河流地貌特征及其对构造活动的响应

河流地貌对构造活动具有极高的相关性、敏感性,是研究新构造活动最切实有效的地摘貌标要志之一。本文以30 m分辨率数字高程模型（DEM）为基础,利用ArcMap与Matlab软件提取的河流地貌因子（Horton定律比值和S-A双对数曲线）,先后分析了思茅盆地内部的李仙江、藤条江、勐戛河、威远江、南班河和南腊河等的河流地貌特征,揭示新生代晚期强烈构造活动对河流发育的影响。结果表明：1）思茅盆地的河流多沿或平行于走滑断裂发育,低级别河网较好的符合Horton定律中一般河网的发育规律,而沿活动断裂带发育的高级别河网则表现出了明显的偏差;2）各集水盆地 S-A双对数曲线均呈凹凸相间排列;3）各集水盆地河道的裂点分布特征与岩性变化不一致,这表明思茅盆地内部高级别河网的发育受岩性变化的影响较小,而主要受走滑断裂活动的影响。     

河流瞬时地貌:特征、过程及其构造-气候相互作用内涵

河流系统在造山带长期演化过程中会趋于均衡状态,在纵剖面形态上表现为光滑的下凹样式。均衡地貌常常由于构造活动、气候变化等条件的改变而被打破,在达到下一个均衡状态之前,会一直处于不均衡的瞬时演化阶段,此时河流系统的地貌特征则称为瞬时地貌。通过河流瞬时地貌研究,可以理解造山带内部河流系统的演化阶段、构造活动以及气候变化的强弱、幅度等信息。本文在简要概述河流瞬时地貌概念的基础上,引出瞬时地貌在河流纵剖面的典型标志,即河流裂点;进而详细介绍河流裂点的形成过程及其机制;以河流纵剖面分析为基础,提出了河流裂点识别和提取方法;再以北美内华达山系,南美安第斯山脉以及青藏高原东南缘、东北缘等地区为例,总结了瞬时地貌研究中河流纵剖面分析的主要手段,并探讨了上述研究所揭示出的构造-气候相互作用内涵及其意义。

     

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。     

黄河共和-贵德段河流阶地对青藏高原东北缘晚期隆升的指示

实测黄河共和-贵德段4个河流阶地剖面,并对采自4个剖面的20个砂样进行了电子自旋共振波谱测年(ESR)。结果显示,T3～T9的形成时代分别为:0.134Ma B.P.、 0.176Ma B.P.、 0.228.1Ma B.P.、 0.41Ma B.P.、 0.82Ma B.P.、 0.93Ma B.P.、 1.32 Ma B.P., T11～T20阶地的形成时代分别为1.71Ma B.P.、 1.75Ma B.P.、 1.88Ma B.P.、 1.94Ma B.P.、 2.01Ma B.P.、 2.12Ma B.P.、 2.23Ma B.P.、 2.31Ma B.P.、 2.36Ma B.P.、 2.47 Ma B.P.。结合各级阶地拔河,综合分析共和-贵德河流阶地下蚀速率,探讨青藏高原东北缘第四纪以来隆升过程。认为青藏高原东北缘2.47Ma以来以阶段性隆升的模式隆升至现今高度,总隆升量为647m,平均隆升速率为0.26 mm/a,其中2.47～1.71 Ma期间,隆升速率约为0.51mm/a;1.71～0.41 Ma期间,构造隆升活动减缓,速率下降至约0.09mm/a;而0.41Ma之后隆升又开始加速至0.35mm/a。推断青藏高原东北缘祁连山地区在中新世中期之前海拔较低(小于2000m),中新世中晚期以来快速隆升了2000多米。     

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。     

中扬子区构造特征及勘探方向建议

中扬子区经历了印支-喜山期四个构造变形、变位发展阶段:印支运动结束海相沉积,并形成了黄陵、潜江、洪湖古隆起,早燕山期全区挤压,奠定了本区中、古生界的基本构造格局,晚燕山期,构造负反转,中、古生界构造发生叠加改造,喜山期,构造正反转,总体表现为隆升挤压。印支期以来多期构造运动的叠加改造,形成了南、北两个弧形构造体系,平面上构造展布特征具有明显的差异性:北部(大洪山)弧形构造系呈现南北分带、东西分块的构造格局,南部弧形构造系东西差异明显,东部具双重结构特征,西部为"隔槽式"构造格局。近期应以江汉平原南部、湘鄂西区桑植石门复向斜为勘探重点,同时围绕深化地质认识,解剖区域结构,加强地震攻关,积极准备中扬子南、北逆冲推覆带勘探。     

西藏南部聂拉木地区前寒武纪岩石磁组构及其构造意义

通过对西藏南部聂拉木地区前寒武纪岩石磁组构进行研究表明:该区岩石磁化率百分率的各向异性H值较高,均大于10%,这说明岩石曾经历了较强烈的韧性变形。根据岩石最小磁化率从主轴K3方向推断的岩石变形期,最大的主压应力方位主要有SN向、NE-SW向、NW-SE向。岩石磁组构费林(Flinn)图解表明,大部分岩石磁组构具有磁面理发育、磁线理不发育,岩石磁化率量值椭球体呈压扁状的特点。部分岩石磁组构还具有磁线理发育、磁面理不发育,岩石磁化率量值椭球体呈拉长形的特点。因此,该区域构造应变型式具有压缩应变和拉伸应变二种型式。岩石磁组构研究还表明,该区具有SN向挤压、NW-SE向挤压、NW-SE向伸展滑脱三期构造应力。这说明高喜马拉雅结晶基底岩石曾经历了SN向逆冲推覆构造作用,NW-SE向逆冲推覆构造作用和NW-SE向伸展滑脱构造作用过程。构造应力场的转变及其构造作用,为印度板块与欧亚板块之间,自白垩纪末~始新世晚期发生的弧~陆、陆~陆碰撞,和始新世晚期以来,强烈的陆内汇聚造山与青藏高原剧烈隆升,及区域伸展滑脱构造作用过程的响应。     

青藏高原东缘数字高程剖面及其对晚新生代河流 下切深度和下切速率的约束*

文章利用数字高程剖面将青藏高原东缘分为4个大尺度地貌单元,即青藏高原地貌区、龙门山高山地貌区、山前冲积平原区(成都盆地)和四川盆地东部隆起区。根据数字高程剖面中的最高海拔高程点剖面与最低海拔高程点剖面之间的高差,定量计算了该地区河流下切深度;结合成都盆地岷江最古老冲积扇沉积物提供的青藏高原东缘河流形成的时间(3.6MaB.P.),定量计算了河流下切速率为1.29mm/a;在约束局部侵蚀基准面和气候变化对河流下切速率控制作用的基础上,建立了青藏高原东缘河流下切速率与表面隆升速率之间的定量关系,结果表明河流下切速率约为表面隆升速率的4倍。基于龙门山在表面隆升速率和下切速率等方面均大于青藏高原内部,认为青藏高原东缘的边缘山脉是剥蚀隆升和构造隆升两者叠加的产物。     

藏东"三江"地区地球化学特征及其找矿意义

根据藏东"三江"地区 1:20万区域地球化学勘查资料,结合区域地质背景及成矿规律,从地球化学勘查角度对该区矿产资源及找矿潜力进行探讨。有关地球化学勘查成果,对"三江"地区基础地质的研究及矿产资源评价具有重要的参考和利用价值。     

TECTONIC CHARACTERISTICS AND EVOLUTION OF THE QIANGTANG BASIN IN NORTHERN TIBET PLATEAU

TECTONIC CHARACTERISTICS AND EVOLUTION OF THE QIANGTANG BASIN IN NORTHERN TIBET PLATEAU     

西藏西部地区埃达克质侵入岩及铜金找矿意义

本文报道的西藏西部地区中酸性侵入岩,其形成时代为11.8～25Ma,滞后于洋壳俯冲作用,具有高Si02(56.00%～70.62%)、Al2O3(14.23%～16.85%)、K2O(1.74%～4.33%)、Na2O(一般Na2O/K2O>1)、Sr(420～938μg/g),贫Y(7.16～16.0μg/g),低MgO和CaO,富集LILE元素及LREE,亏损HREE等特征,表现出与埃达克岩相似的地球化学特征。结合其形成时代和地质背景分析,其成因与俯冲洋壳熔融无关,而与藏北埃达克质火山岩及中国东部C型埃达克岩成因相似,符合加厚地壳熔融模型。文中指出西藏西部地区埃达克岩的厘定具有重要的地球动力学意义和铜金矿找矿意义。     

拉萨地区晚第四纪地壳的抬升与拉萨河的向南迁移

根据数字高程模型、遥感资料分析及实地调查, 拉萨地区在近南北向挤压的作用下, 与NWW向的主构造格架断裂走向相一致, 近东西向的分水岭和沟谷沿南北方向相间分布。自分水岭附近的山顶剥蚀面至盆地, 坡度由平缓、较陡、平缓逐渐过渡, 反映了山顶剥蚀区、强剥蚀区、堆积区的依次变化, 表现了一个完整的构造、气候控制的地貌剥蚀、堆积过程。在同样的气候条件下, 拉萨地区晚第四纪以来的新构造运动整体表现为自北向南的掀斜, 造成北侧剥蚀较强, 下游河流得以携带更多的泥沙物质, 北侧冲、洪积扇汇入拉萨河的物质较南侧多, 加之地壳自北向南的掀斜, 使得拉萨河拉萨段向南迁移, 堆龙曲河口冲积扇也向南迁移。      

北祁连蛇绿岩的特征、形成环境及其构造意义

文中总结了北祁连蛇绿岩的特征，指出北祁连蛇绿岩大多具有ＭＯＲＢ的性质，有玻安岩产出，形成在弧后和岛弧环境。北祁连蛇绿岩大多侵位在岛弧增生楔或活动陆缘地体之上，蛇绿岩属于科迪勒拉型，早古生代的北祁连造山带属于科迪勒拉型造山带。部分蛇绿岩之上整合产出一套沉积－火山岩系，称为蛇绿岩的上覆岩系。指出蛇绿岩及其上覆岩系的枕状熔岩分别来自不同的源区，具有不同的构造意义。还讨论了北祁连早古生代板块构造格局，认为北祁连洋盆属于古亚洲洋的一部分，可能曾经是一个较大规模的洋盆。献中通常把它当成增生或俯冲杂岩带的一部分来看待〔１３，１６－１７〕；大岔大坂蛇绿岩带，其向两侧的延伸情况不清楚；九个泉（或塔墩沟）蛇绿岩带，向东可连到景泰县老虎山蛇绿岩，有人认为，向西可与榆树沟蛇绿岩相连〔２０〕。早先认为，北祁连存在新元古代、中寒武和早－中奥陶世三个时代的蛇绿岩〔２，１１〕，经过多年研究，目前大多数同意蛇绿岩主要是晚寒武－奥陶纪的〔１３，１６〕。图１北祁连早古生代蛇绿岩分布图１．前寒武纪基底；２．俯冲杂岩带；３．蛇绿岩。图中数字：１．九个泉；２．大岔大坂；３．边马沟；４．玉石沟；５．小八宝；６．百经寺；７．老虎山；８．榆树沟山２北祁连几     

北补连蛇绿岩的特征,形成环境及其构造意义

文中总结了北祁连蛇绿岩的特征，指出北祁连蛇绿岩大多具有ＭＯＲＢ的性质，有玻安岩产生，形成在弧后和岛弧环境，北祁连蛇绿岩大多侵位在岛弧增生楔或活动陆缘地体之上，蛇绿岩属于科迪勒拉型，早古生代的北祁连造山带属于科迪勒拉型造山带，部分蛇绿岩之上整合产出一套沉积一火山岩系，称为蛇绿岩的上覆岩系，指出蛇绿岩及其上覆岩系的枕状熔岩分别来自不同的源区，具有不同的构造意义，还讨论了北祁连早古生代板块构造格局，认为