祁连山东段童子坝河阶地对气候变化与新构造运动的响应*

通过对祁连山东段童子坝河各级阶地的年代和变形程度进行测定,得到了河流阶地的形成年代和过程,推算出民乐—大马营逆断裂的活动强度和速率,并分析了阶地形成和气候变化之间的关系。童子坝河5级阶地(年龄分别为16.70±1.81 cal,ka BP、 10 092.5±27.5 cal a BP、8127.5±72.5 cal a BP、2900±60 cal a BP、282.5±17.5 cal a BP)均形成于气候由冷转暖的阶段,属于气候成因阶地。基于断裂两侧阶地面的平面几何形态并结合上、下盘阶地横剖面同级阶地的高差,得到T4、T3、T2和T1阶地在民乐—大马营断裂处的垂直位错分别为10.6±3.1,m、5.0±2.6 m、2.0±1.9 m和1.9±1.3 m,推算出全新世以来民乐—大马营断裂的垂直滑动速率为1.05±0.31 mm/a,水平缩短速率为1.02±0.60 mm/a。     

鲜水河断裂带乾宁段晚第四纪走滑速率及区域强震危险性研究

活动断裂几何学特征及滑动速率是研究断裂运动学、动力学机制及其评估区域强震危险性的重要依据。青藏高原东缘左行走滑的鲜水河断裂带是控制高原物质向南东挤出的重要边界,是中国陆内活动性最强的断裂之一。本文以鲜水河断裂带北西段为研究对象,通过高精度遥感影像解译、野外考察、OSL(光释光)和¹⁴C测年方法以及LiDAR(激光雷达)扫描获得乾宁段龙灯乡冲积阶地的位错量和废弃年龄。T4和T3′水平位错量分别为106±5 m和77±2 m, T4阶地垂直位错量为9.6±0.5 m。T4和T3′阶地的废弃年龄分别为11±1 ka和7±1 ka。结合对应的年龄和位错量,得到乾宁段晚第四纪走滑速率左行走滑速率为10.5±1 mm/a,垂直滑动速率为0.9±0.1 mm/a,断层倾向北东,具有正断运动学特征。通过重新计算断裂两侧GPS矢量沿断裂方向分量,得到鲜水河断裂带炉霍段、炉霍—康定段、磨西段现今左行走滑速率分别约为8.1 mm/a、8.2 mm/a、9.4 mm/a,整体表现为自北西向南东递增。综合乾宁段晚第四纪走滑速率和最新强震活动的离逝时间估算,认为鲜水河断裂带乾宁段目前应变累积...     

小江断裂带巧家段晚第四纪走滑速率研究

鲜水河-小江左旋走滑断裂系是调节青藏高原东南部物质向东南挤出的大型边界断裂。云南巧家断裂作为小江断裂带北段,其晚第四纪走滑速率是认识川滇地块东部边界应变调节方式的关键。本文利用无人机航摄和地面激光扫描技术,获取了该断裂段穿过金沙江河谷区红路和蒙姑两处的高分辨率地形数据,恢复出断层错动T2和T3两期阶地陡坎上缘的左旋位错量分别为120±5～128±1 m和193±1～202±1 m。根据T3中次生碳酸盐的AMS-¹⁴C法测年结果,结合已有的类似阶地年龄数据,并经气候曲线校正后认为,区域上T2和T3被废弃应分别发生在冰后期和末次盛冰期末期,时间为8.5～11.2 ka BP和18.6～21.4 ka BP。据此估算,小江断裂带巧家段的晚第四纪平均走滑速率为10～13 mm/a。进一步统计分析小江断裂带的晚第四纪走滑速率,发现巧家至宜良以北的段落,总体保持着10～15 mm/a的高走滑速率。但从宜良向南,断裂走滑速率出现了分段递减的特征,至建水以南快速减小到中-北段的近十分之一。小江断裂带中-北段的高走滑速率以及向南的分段式递减现象,反映在宜良以北,小江断裂带的走滑剪切...     

白利雅盆地构造地貌解析及鲜水河断裂北西段水平滑移速率

白利雅盆地位于青藏高原东部,鲜水河断裂带北西段炉霍活断层与达曲活断层的斜接部位.通过野外实际考查,结合Google Earth地图发现白利雅盆地发育一系列的构造地貌:断层三角面、坡中槽、断错阶地、废弃河道、裂陷湖和阶地面变形.盆地发育的4级阶地是构造成因.废弃河道是新的断裂活动形成的新冲沟、新河道——达曲,其快速下切,废弃老河道,形成狭长的‘U’型沟谷.鲜水河断裂的北西段炉霍活断层切过T3河流阶地,说明其(白利雅以北)是在大约14.92kaB.P.以后形成的,可能预示着构造应力场的变化和白利雅盆地形成.对盆地4级阶地(T1,T2,T3和T4)的河流沉积物光释光(OSL)测年结果分别是1.06±0.06kaB.P.,1.83±0.06kaB.P.,14.92±0.76kaB.P.和42.48±2.35kaB.P,代表了相应阶地的沉积年龄.这些结果与阶地前缘陡坎断错的距离计算显示,从42.48kaB.P.和14.92kaB.P.以来,断层走向平均移动速率分别为3.73mm/a和0.85mm/a,显示从中更新世晚期以来,鲜水河断裂带炉霍活断层水平滑移有减慢的趋势.在42.48 ～ 14.92kaB.P.,14.92～1.83kaB.P.和1.83 ～ 1.06kaB.P.,相邻阶地垂向隆升或河流下切的速率分别为0.14mm/a(T4～T3),4.66mm/a(T3 ～ T2)和5.19mm/a(T2～ T1),显示从中更新世晚期以来,阶地垂直隆升或河流下切有加快的趋势.     

龙虎山丹霞地貌区河流阶地地貌面的热释光测年研究

采用热释光(TL)测年方法对龙虎山丹霞地貌区泸溪河的阶地进行了年代学研究,获得了低阶地沉积物的堆积年代及其阶地面的形成时代,该区河流主要发育两级阶地,T1阶地堆积于3 400~6 000 a B.P.,其地貌面形成于3 400~4 000 a,T2阶地堆积于7 600~11 200 a B.P.,该级地貌面形成于7 600~8 000 a B.P.。利用低阶地地貌面的年代学成果,推算出龙虎山丹霞地貌区地壳隆升速率为0.33~0.63 m/ka,根据这一速率推算得出,第一夷平面形成于6×104a左右,第二夷平面形成于28×104a左右。分布于这些夷平面上的丹霞地貌景观的年龄与此相当。     

利用盐沼泥炭重建长江三角洲北部全新世中期海平面

根据对长江三角洲北部海安地区4个钻孔标志性沉积物(潮上带盐沼泥炭、高潮滩沉积)的年龄测定和高程测量,以及沉积物压实沉降量的分析研究,重建了本研究区全新世中期8.1～7.3 cal kyr BP和5.6～5.4 cal kyr BP的相对海平面位置。结果显示,8.1～7.3 cal kyr BP海平面缓慢上升1.46m,上升速率仅为0.2cm/yr, 与三角洲南部全新世早期海平面的快速上升(2cm/yr)形成鲜明对比,验证了冰盖控制下的全球海平面阶段性波动上升模式。对比长江三角洲地区海平面曲线发现,三角洲北部海平面曲线较南部低5～6m,长江三角洲海平面曲线与世界各地海平面曲线也存在明显差异,分析认为主要是由长江口地区的差异性沉降和中国东部边缘海的水均衡作用两个因素引起的。     

莱州湾南岸全新世相对海平面变化重建

在对莱州湾南岸8个钻孔沉积物沉积结构及有孔虫特征分析基础上,识别相关海面标志层位,辅以加速器质谱AMS14C测年,重建了全新世相对海面变化历史,并讨论了海面变化的沉积响应及控制因素。约9200cal BP以前,海面快速上升,研究区海侵时海面于-21.5m左右;9200~8400cal BP海面上升速率减缓至约2mm/a;8400~8000cal BP海面由-14m快速上升至-5.5m,速率约为33mm/a;8000~7600cal BP,海面持续数百年停滞或微弱下降;7600~7000cal BP海面由-5.5m快速上升至0m以上,速率至少约为13mm/a;7000~6000cal BP海面缓慢上升至+2~+3m位置,速率约为3mm/a;约6000cal BP以后海面缓慢下降至现今水平。约9200cal BP以前、8400~8000cal BP、7600~7000cal BP时期的3次海面快速上升,是MWP-1C融水脉冲、诱发8.2ka冷事件的融水脉冲,以及MWP-2融水脉冲的中纬度地区响应。中全新世全球冰融趋于停滞后,由于研究区沉积盆地沉降速度较慢,在冰川均衡调整效应下,使+2~+3m的相对高海面得以呈现。     

内蒙古中东部达里湖湖岸堤记录的12.5 cal ka BP以来湖面波动过程

内蒙古中东部位于东亚夏季风过渡区,对气候变化响应敏感。广泛发育的湖泊沉积物提供了全新世以来的环境变化的理想材料。湖岸沉积物直接记录的古水位,与高分辨率的湖心钻孔记录相结合,有助于全面认识古气候的变化历史和湖面波动的定量重建。运用AMS14C测年和GPS、DEM及1︰5万地形图等相结合的方法确定了达里湖北侧湖岸堤的年代和高程,并结合湖岸堤剖面的沉积序列指示的湖面变化过程,重建了12.5cal ka BP以来达里湖的波动历史。12.5 cal ka BP,达里湖湖面海拔高度约为1253m,至12.3 cal ka BP湖面经历短暂上升,至海拔1266m左右;之后湖面下降,至全新世早期(11.2 cal ka BP),水位降至1254m左右;随后湖面开始逐步上升,10.7 cal ka BP湖面水位稳定在1274m左右;全新世中期湖面继续上升至某一高度(至少在1291m)后,于全新世晚期4.8 cal ka BP湖面高度降至1279m,并于4.6 cal ka BP湖面继续下降至1275m的高度。通过对比湖心钻孔记录的湖泊波动历史以及区域湖泊沉积记录,认为达里湖的水位波动受东亚季风活动的影响,具有区域的一致性。达里湖的水位变化较区域内的其他湖泊更为强烈,认为除了受区域气候变化的影响外,达里湖全新世晚期的湖面下降可能还与区域内强烈的构造活动和西拉木伦河溯源侵蚀导致区域水系的改变有关。     

新疆博格达山北缘阜康南断裂带古牧地段晚第四纪活动特征

新疆博格达山北缘阜康南断裂带古牧地断裂段是发育在古牧地背斜北翼的逆冲断裂,由南倾的主干断裂和南侧的反冲断裂组成,晚第四纪以来断裂新活动性明显,地表形成一系列的地质地貌现象.文章在大红沟附近通过变形阶地测量、探槽开挖和热释光(TL)年代测定,获得古牧地断裂晚更新世末期以来的平均垂直滑动速率为0.27mm/a左右,全新世以来的平均垂直滑动速率为0.13～0.18mm/a,速率明显变小.古地震研究表明,古牧地断裂晚第四纪以来有过多次活动,最新一次古地震事件的垂直错距在1.4m左右,离逝时间已达8ka以上.古牧地断裂全新世以来的运动速率偏低,很可能意味着该断裂需要一次强震来释放存储的弹性应变,表明古牧地断裂具有很大的地震危险性.     

丽江—小金河断裂南段全新世古地震研究

丽江-小金河断裂是川滇菱形块体内部的一条重要活动断裂,它将川滇菱形块体一分为二,成为陆块内一条重要的横向活动构造带。通过地质学和现今地壳形变观测的方法,获得的丽江-小金河断裂活动速率均在3~5mm/a左右,属于活动强烈的活动断裂。并且该区域破坏性地震频发,本文通过古地震探槽的开挖,对丽江-小金河断裂南段的古地震进行分析,并结合历史地震记录,得到了几点认识:①全新世以来,丽江-小金河断裂南段发生了至少三次古地震事件,分别发生在6540±100 cal yr BP至5420±160 cal yr BP之间、2770±40 cal yr BP至770±100 cal yr BP之间,以及最新地震时间晚于770±100 cal yr BP。②探槽揭露的最新一次古地震事件很可能为历史地震记录的1751年5月25日剑川63/4级地震。     

丽江—小金河断裂南段全新世古地震研究

丽江-小金河断裂是川滇菱形块体内部的一条重要活动断裂,它将川滇菱形块体一分为二,成为陆块内一条重要的横向活动构造带。通过地质学和现今地壳形变观测的方法,获得的丽江-小金河断裂活动速率均在3~5mm/a左右,属于活动强烈的活动断裂。并且该区域破坏性地震频发,本文通过古地震探槽的开挖,对丽江-小金河断裂南段的古地震进行分析,并结合历史地震记录,得到了几点认识:①全新世以来,丽江-小金河断裂南段发生了至少三次古地震事件,分别发生在6540±100 cal yr BP至5420±160 cal yr BP之间、2770±40 cal yr BP至770±100 cal yr BP之间,以及最新地震时间晚于770±100 cal yr BP。②探槽揭露的最新一次古地震事件很可能为历史地震记录的1751年5月25日剑川63/4级地震。     

青藏高原西北部晚第四纪以来的隆升作用 ——来自西昆仑阿什库勒多级河流阶地的证据

青藏高原的隆升是新生代最壮观的地质事件,关于青藏高原隆升研究一直是地学界的研究焦点.河流阶地的发育记录了丰富的构造运动和气候变化的信息,近年来被广泛应用于构造运动和气候演变的研究,但前人研究的河流阶地基本分布在青藏高原的周缘,阶地的形成可能是气候与构造运动共同作用的结果.本文通过高分辨率卫星影像的解译,在青藏高原内部的西昆仑阿什库勒地区发现了多达七级的河流阶地.对该处河流阶地结构、沉积特征、几何特征的研究表明该阶地是典型的构造成因阶地.野外利用全站仪对河流阶地地貌形态进行了精细的测量,获得了各级阶地的拔河高度分别为4～5m(T1)、9～ 10m(T2)、16 ～ 18m(T3)、28～31m(T4)、45～48m(T5).通过宇宙成因核素10Be测年方法对各级阶地面的暴露年龄进行了测定,获得了各级阶地的形成时代分别为7.7±0.7ka(T1)、32.7±3.lka (T2)、53.6±2.5ka(T3)、115.7±23.2ka(T4)、166.8±10.4ka (T5)、19.5±8.5ka (T6).由此确定了晚第四纪166.8ka以来不同时期的河流下切速率总体介于0.2～0.35mm/yr,该速率代表了青藏高原西北部晚第四纪166.8ka以来的平均隆升速率.     

太行山南缘晚更新世以来河流阶地的发育及其新构造运动意义

太行山南缘的武家湾河流经太行山与华北平原两大地貌单元的过渡地带,较太行山内部其他水系对新构造运动的响应更为敏感,能较好地记录区域地壳抬升历史。以武家湾河下游平甸河为研究重点,通过野外河流阶地级序及沉积特征的调查并结合光释光（OSL）测年结果,厘定了平甸河4级河流阶地,T4、T3、T2及T1阶地河拔高度分别为61～96 m、35～54 m、19～43 m、3～5 m,分别形成于974 kaBP、739 kaBP、483 kaBP、23 kaBP,根据对阶地成因的探讨,认为T4、T3、T2阶地为构造阶地,T1阶地为气候阶地,阶地资料揭示晚更新世（Qp3）太行山南缘经历3次间歇性构造抬升后至少隆升了90 m: 第一次抬升26～42 m、抬升速率111～179 mm/a,第二次抬升11～27 m、抬升速率043～105 mm/a,第三次抬升16～39 m、抬升速率035～085 mm/a。本研究为河流阶地对新构造运动的响应研究提供了实际材料,对晚更新世太行山的形成及演化研究具有较重要的参考价值。     

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。     

河套盆地西南缘巴音恩格尔活动断裂的发现及地质意义

河套盆地西南缘活动断裂的研究对环鄂尔多斯断陷盆地边缘构造演化规律的认识和黄河三盛公水利枢纽地震安全性评价有着重要意义。最新地表调查发现的巴音恩格尔断裂位于内蒙古磴口县东部,长约15 km,走向北东东。断层陡坎、水系错动等构造地貌显示,巴音恩格尔断裂是以正断为主兼具右旋走滑分量的张扭性断层。通过野外地质调查、浅层面波地震以及光释光(OSL)测年等方法,查明了巴音恩格尔断裂的运动学特征及活动历史。结果显示晚第四纪以来巴音恩格尔断裂右旋错断了数条黄河支流水系,平均水平位错量179 m。断裂在(118.98±20.96)～(76.97±13.5)ka的右旋正走滑运动错断了鄂尔多斯高原夷平面和黄河高阶地,形成长2.5 km的断层陡坎;断裂最新一期活动年代为(38.20±2.3)～30 ka,以垂直位移为主,断裂错断的最新地貌是黄河支流T3阶地,平均垂直位移速率0.337 mm/a。研究表明,巴音恩格尔断裂活动造成鄂尔多斯高原夷平面渐新统乌兰布拉格组大面积出露,并主导了河套盆地西南缘黄河支流T3阶地的快速下切,在区域地貌的演化过程中扮演着重要角色。     

全新世以来岱海盆地植被演替和气候变化的孢粉学证据

岱海盆地99A孔11.01 m以上地层较高分辨率的孢粉分析揭示了该区12 000 cal a BP以来的植被演替和气候变化. 早全新世时期, 岱海盆地受冬季风影响强烈, 气候波动以冷湿、暖干为主, 12 000～11 000 cal a BP为以白桦林为主的森林草原植被, 气候寒凉湿润; 11 000～7 900 cal a BP白桦林退缩, 气候温干; 中全新世时, 主要受控于夏季风影响下, 气候波动以冷干、暖湿为主, 7 900～4 450 cal a BP是岱海盆地森林植被发育最好的时期, 气候温暖湿润, 4 450～2 900 cal a BP森林开始退缩, 气候温干; 2 900～0 cal a BP在气候变凉干和人类活动的影响下, 森林植被几近消失.     

东昆仑活动断裂带秀沟盆地段晚第四纪构造变形与地貌特征研究

秀沟盆地是发育在东昆仑走滑断裂带上的一级拉分盆地,位于该断裂带西大滩-东大滩段与托索湖段的左阶连接部位.本研究通过解译分析高分辨率遥感影像和数字高程模型(DEM)数据,并结合野外高精度实时差分GPS(RTK-GPS)测量数据,对秀沟盆地第四纪构造活动及其地貌特征进行了研究.研究结果表明,沿东昆仑活动断裂带秀沟盆地段发育了晚第四纪地表地震破裂带、次级走滑拉分盆地、错断阶地陡坎、错断冲积扇等典型走滑构造地貌特征.其中秀沟盆地东北部发现约50km长,而且保存完好的地表地震破裂带,很可能是1902年秀沟盆地东北部M7.0级的地震地表破裂带.在破裂带的长度上,它与1963年发生在其东部阿拉克湖段的M7.0所产生的40km长的地震地表破裂带相近.高分辨率遥感影像的解译结果表明,冲积扇上发育的河流T3阶地与T4阶地之间发生了90m左右的水平断错累积位移,根据同一海拔高度沉积物的宇宙成因核素暴露年代测定资料得出的T3和T4阶地的形成年龄分别是6276±262a和8126±346a,估算出东昆仑活动断裂带秀沟盆地段全新世以来的平均走滑速率为12.9±2.9mm/a.此外,遥感影像解析和野外测量指示晚第四纪冲积扇发生的累积错断距离为2970±30m,根据这些推测冲积扇形成年代约为297±19kaB.P.,由此估算出秀沟盆地段晚更新世以来的长期平均走滑速率为10.1±0.8mm/a.两者结果接近,表明东昆仑活动断裂带秀沟盆地段晚第四纪以来有比较一致的走滑速率.     

鲁北平原东部巨淀湖岩心沉积物记录的全新世环境演变

鲁北平原东部巨淀湖处于中国北方季风区,对全球气候变化响应敏感,为研究海岸带地区过去的气候环境演变提供了丰富的湖泊沉积资料。通过对巨淀湖钻孔岩心沉积物孢粉鉴定、粒度分析和AMS¹⁴C年代测定,探讨了鲁北平原地区8900 cal a BP以来的气候环境演变过程。结果表明: 8900—7625 cal a BP,气温较高,降水丰沛,气候较暖湿;7625—6810 cal a BP,气候整体呈变凉变干的趋势;6810—4435 cal a BP,温度回升,降水增加,显示了全新世中期整体温暖湿润的气候特征;4435—3150 cal a BP,气候整体寒冷湿润,其间也存在小幅的冷暖波动。中全新世期间5450—5280 cal a BP和4160—4090 cal a BP出现了明显冷干事件,这与中国乃至全球范围内的地质气候记录存在一致性,究其原因可能是受到太阳辐射变化导致的赤道辐合带南移、大洋海表温度变化以及地表植被的反馈作用的共同影响。     

祁连山北缘佛洞庙-红崖子断裂晚第四纪滑动速率研究

佛洞庙-红崖子断裂是发育于祁连山北缘中段河西走廊南缘的一条重要的块体边界断裂,总体走向北西西,长约110 km。该断裂为一条全新世活动的逆-左旋走滑断裂,也是1609年红崖堡7 1/4 级地震的发震断裂。断裂活动形成了一系列陡坎、断层崖以及冲沟和阶地左旋等断错地貌。我们通过详细的野外考察,选择典型断错地貌进行大比例尺差分GPS测量,结合所获相应地貌面的年代数据,得到该断裂晚第四纪平均垂直滑动速率为(0.61±0.28)mm/a,水平滑动速率为(1.27±0.58)mm/a,其结果与相邻断裂相吻合。     

内蒙古查干淖尔湖2000a以来气候环境演变的沉积记录

以内蒙古东部查干淖尔湖西湖深97cm的浅井剖面为对象,根据取得的7个AMS14C测年数据建立其2070cal a BP以来的年代序列,结合孢粉组合特征与粒度组成的综合分析,重建该地区2070cal a BP以来气候环境变化过程。研究结果表明,查干淖尔湖2070cal a BP以来气候环境变化具体可以分为3个阶段:2070~1150cal a BP,孢粉总浓度较高,以蒿属、藜科为主,沉积物各粒级组分变幅较小且以粉砂为主,水动力条件较弱,湖水位较高,气候温凉偏湿;1150~825cal a BP,孢粉总浓度显著降低,耐旱的麻黄属达到最高值,沉积物粗颗粒含量显著增加,水动力条件增强,湖水位降低,气候冷干,其中940~870cal a BP期间气候极端干旱;825cal a BP以来,总体温暖偏湿,有冷干事件发生。太阳活动可能是导致查干淖尔湖过去2000a气候变化的主要驱动力。