祁连山内部门源盆地地貌特征及构造意义

祁连山位于青藏高原东北部边缘,是青藏高原向北东方向挤压扩展的前缘部位,其典型流域地貌特征记录了该地区的新构造活动和地貌发育演化过程。门源盆地是位于祁连山中段内部的一个典型的山间盆地,其发育模式和地貌特征与构造活动有着直接的关系。为探究门源盆地北缘断裂及其不同区段构造活动性的差异及其成因,文中基于30m分辨率数字高程模型（DEM）数据,采用ArcGIS空间分析技术,提取了盆地北缘横穿山体的15条河道的面积−高程积分（HI）和积分曲线（HC）,再利用克里金插值法得到HI值在盆地空间上的分布特征。结果表明,以门源盆地北缘断裂走向转折处——老虎沟为界,其西侧河道流域的HI值整体较高,东侧HI值普遍较低;结合野外活动构造调查结果,发现老虎沟东侧断裂已经挤压扩展到盆地内部,并发育一系列的活动逆断层−褶皱带,由此推断断裂走向变化及北东向断裂导致了流域HI值的分布差异。同时,盆地内部青石嘴镇附近出现一处HI高值异常,结合大地电磁探测结果推测盆地内部存在一条隐伏断层。另外,多数河道在主断裂通过上游一定位置时出现了河长坡降指数（SL）峰值波动,说明SL波动位置与断裂通过河道位置具有良好的相关性,即构造活动可以对SL产生显著影响;而处于岩性变化位置附近的波动异常,可能表明局部河段的岩性变化对SL也有一定影响。综合分析表明,门源盆地北缘东、西段的地貌发育具有显著差异,主要受该区域活动构造即门源盆地北缘断裂的控制和影响,上述地貌参数是较为敏感的构造活动性评价指标。     

沂沭断裂带活动构造的流域地貌分析

基于流域地貌对活动构造的响应,采用DEM数据对流域地貌进行量化分析是当前新构造研究的热点。本文以SRTM DEM为数据源,在流域分割基础上,提取了白浪河、潍河、沭河、沂河4个跨沂沭断裂带的流域、共计148个亚流域的地貌参数,包括流域面积-高程积分(HI)、河长坡降度(SL)、流域盆地不对称度(AF)和流域盆地形状指数(Bs)4个单一流域地貌参数及相对构造活动强度(Iat)的综合地貌参数。结果显示:区内亚流域HI值均小于0.35,表明区域流域演化阶段属于老年期;流域地貌参数在沂沭断裂带空间上存在明显的差异性:昌邑-大店断裂(F1)北部和鄌郚-葛沟断裂(F4)南部有较高的Bs值,安丘-莒县断裂(F2)南部有较高的SL、AF值,沂水-汤头断裂(F3)中部和鄌郚-葛沟断裂(F4)北部有较高的HI、SL和AF值;总的来讲,AF和Bs与区域活动构造空间关系较为密切,SL的异常峰值区很好的显示了历史强震发生地的构造活动强度,HI响应程度较弱;按照Hamdouni和Irigaray的Iat值分级标准显示,强构造活动区域集中在3个区域:一,过汞丹山向SE方向的莒县方向延伸;二,零散分布在沂南以东且断续向SE向的左山方向延伸;三,沿东地堑的活动断层和F1层分布。前两个区域与沂沭断裂带西侧的一组NW-SE的区域断裂一致,第三个区域与沂沭断裂带活动断层(F5)和F1一致。流域地貌分析结果所得到的强构造活动区域中可能存在的活动断层之前和活动断层之后的响应过程,将为未来区域地震的发生提供流域地貌空间信息,可能会为地震预测提供一个新的途径。     

基于DEM地形特征因子的青藏高原东北缘宁南弧形断裂带活动性分析

宁南弧形构造带作为青藏高原东北缘的活动构造带之一,区域上处于鄂尔多斯地块、阿拉善地块与青藏高原3个构造单元的汇聚区域。新生代以来作为青藏高原北东向扩展增生的前缘部分,经历了多期强烈构造变形,塑造了现今向北东突出的4条弧形断裂带,即海原断裂带、香山-天景山断裂带、烟筒山断裂带与罗山-牛首山断裂带。基于SRTM-DEM（90m）数据的地貌信息分析,定量化地提取宁南盆地4条弧形断裂带相关的42个汇水盆地的地形特征因子,包括面积-高程积分（HI）、盆地形状指数（Bs）,以及3个次级流域盆地的不对称度（AF）和断裂带控制山前的曲折度（Smf）。综合分析表明,这4条断裂带控制汇水盆地的面积高程积分HI平均值分别为0.42、0.39、0.34和0.25;盆地形状指数Bs值分别为2.45、2.29、1.82和1.62;4条断裂带控制山体的山前曲折度Smf平均值分别为1.74、2.15、3.72和2.08。4条弧形断裂带的活动性强弱依次为海原断裂带、香山-天景山断裂带、烟筒山断裂带和罗山-牛首山断裂带,也证实弧形断裂带活动的动力来源于青藏高原北东向构造挤压作用。

     

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。     

云南莲峰、昭通—鲁甸断裂带面积—高程积分的构造地貌研究

笔者等基于ASTER GDEM数据,提取莲峰、昭通—鲁甸断裂带集水区,计算该区亚流域盆地的面积—高程积分值,并结合野外剖面特征、历史地震、断裂构造特征及活动特征等,初步探讨了莲峰、昭通—鲁甸断裂带的构造地貌特征及其动力学机制。得到以下几点认识：① 研究区除鲁甸盆地外,大部分地区的地貌发育阶段为壮年期;② 研究区面积—高程积分值（HI）主要受控于构造活动,岩性的抗侵蚀性和水系侵蚀发挥局部或次要作用;③ 面积—高程积分值（HI）对研究区不同构造抬升强度地区的响应方式不同：构造强烈抬升区,HI值反映了集水流域受到强烈的构造抬升和侵蚀的共同作用;构造抬升减弱区,HI值反映了缓慢的构造隆升和沉积作用的共同结果。     

云南莲峰、昭通—鲁甸断裂带面积—高程积分的构造地貌研究

笔者等基于ASTER GDEM数据,提取莲峰、昭通—鲁甸断裂带集水区,计算该区亚流域盆地的面积—高程积分值,并结合野外剖面特征、历史地震、断裂构造特征及活动特征等,初步探讨了莲峰、昭通—鲁甸断裂带的构造地貌特征及其动力学机制。得到以下几点认识：(1)研究区除鲁甸盆地外,大部分地区的地貌发育阶段为壮年期;(2)研究区面积—高程积分值(HI)主要受控于构造活动,岩性的抗侵蚀性和水系侵蚀发挥局部或次要作用;(3)面积—高程积分值(HI)对研究区不同构造抬升强度地区的响应方式不同：构造强烈抬升区,HI值反映了集水流域受到强烈的构造抬升和侵蚀的共同作用;构造抬升减弱区,HI值反映了缓慢的构造隆升和沉积作用的共同结果。     

云贵高原北盘江流域构造地貌特征分析

云贵高原位于青藏高原东南侧,新生代以来伴随着青藏高原的隆升而发生了一系列构造抬升运动。北盘江发源于滇东,自西北向东南流经云贵高原向广西丘陵过渡的斜坡地带。选取北盘江作为研究区,通过提取流域河流地貌参数来研究新构造运动,定量化分析研究区的构造地貌特征。利用30 m分辨率的数字高程模型(DEM)数据,通过GIS技术提取北盘江水系流域的河流地貌参数,包括子流域的面积高程积分(HI)、流域盆地倾斜指数(AF)、河长阶梯指数(SL)、谷底宽度与谷肩高度比(VF)等,并综合分析区域地质构造背景、断层及地震分布等特征。分析表明:4种地貌参数能很好地反映区域构造运动和地貌特征;垭都—紫云断裂在内的一系列断层系统对北盘江中游地区的河流地貌、水系格局、河谷形态等起到了控制性的作用;北盘江流域的地貌演化过程受地质构造作用影响较大,且区域差异明显。     

大别山构造地貌的DEM初步分析

以地理信息系统(GIS)为平台,利用航天飞机雷达地形测量(SRTM)数据,构建了大别造山带地区的数字高程模型(DEM),对大别山地区的构造地貌进行了模拟解译分析.研究表明,大别山在造山带走向和垂直走向的方向上都是中间高、两边低,两边地势低的部位发育断陷盆地.SRTM DEM地貌图显示,郯庐等大断裂地貌特征明显,断裂构造严格控制了水系的发育,大别山水系多呈格子状分布,在地貌上主要表现为河流的大角度转弯以及主支流近直角交汇;由于本区地壳沿断裂作差异性升降运动,造成地堑谷、断块山和断陷盆地并存的地貌特点.本文统计分析了坡度与高程之间的相互关系,并提取了夷平面信息.     

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。     

基于DEM的白龙江流域构造活动定量分析

白龙江流域地处青藏高原向黄土高原过渡的斜坡急剧变形带,是我国泥石流、滑坡灾害最为严重的地区之一,由于流域受多条断裂带的影响,内部相对构造活动强度存在差异,因此对该地区构造活动程度的研究显得尤为重要。本文基于SRTM3-DEM数据,利用GIS技术提取了白龙江流域33个子流域的面积高程积分（HI）、河流阶梯指数（SL）、流域盆地不对称度（AF）、流域形状指数（BS）、谷底宽度与谷肩高度比（VF）等5种地貌参数。然后对5种地貌参数进行分级,求取5种地貌参数分级值的算术平均值,作为评价研究区的构造活动程度（Iat）,分为弱、中等、较强和强四类。研究结果表明,白龙江流域中上游地区构造活动程度为中等至强（Iat≤2）,这与该地区受青藏高原隆升效应及断裂带走滑作用相一致。下游地区构造活动程度相对弱（Iat>2）,地貌差异不明显,这与该地区主要断裂带第四纪以来活动性弱有关。研究结果与区域的地质背景相一致,该研究对利用地貌参数进行流域的活动构造量化分析具有借鉴意义。     

基于DEM的活动构造研究

地形地貌参数指标是分析区域活动构造的有力工具。本文以渭河上游流域的活动构造研究为例,通过提取地貌的参数指标,如面积-高程积分(Hi)、流域盆地不对称度(AF)、山前曲折度(Smf)以及谷底宽度与谷肩高度的比值(Vf)、盆地形状指数(Bs)等,然后对地貌参数指标等级进行算术平均化(S/n),可得到区域的相对构造活动程度(Iat),分为:低、中等、高、较高四类等级。研究认为渭河上游流域的构造活动程度相对高(Iat=1.50),这种方法对探讨整个区域活动构造的差异性具有很好的效果和意义。     

基于构造地貌学的南盘江与红河分水岭特征分析

红河曾经在古新世—始新世晚期发源于青藏高原内部,大约渐新世开始其流域面积逐渐缩小。自渐新世至今,青藏高原东南缘发育了一系列大规模走滑断裂。走滑断裂能够影响河流的流向、坡度以及河道形态等。在这些走滑断裂影响下,红河的流域面积是否会发生规律性的变化？本文以南盘江和红河流域分水岭为研究对象,探究红河在红河断裂、建水断裂及文麻断裂等走滑断裂的影响下,其分水岭的迁移特征。本文利用90 m分辨率的DEM提取了红河、南盘江的33条子流域,通过计算获得面积高程积分（HI）、谷底宽高比（VF）、河流陡峭指数（K_sn）和chi（χ）值4个地貌参数,结合野外调查揭示研究区构造活动性差异及分水岭的变化规律。结果显示,研究区分水岭呈分段性变化：龙树村—店房村段向南盘江迁移;店房村—腊梅村段向红河迁移,HI值、VF值及K_sn值三者所得结果与chi（χ）值结果对马鹿山—龙树村段存在不同认识。从整体上看,红河在逐渐失去其流域面积。非构造因素（降雨和岩性）不是控制研究区分水岭迁移的主要因素,研究区分水岭迁移主要受研究区内红河断裂、建水断裂、曲江断裂、文麻断裂及小江断裂南段的构造活动性强弱影响。

     

Quantifying geological structures of the Nigde province in central Anatolia,Turkey using SRTM DEM data

A digital terrain model and a 3D fly-through model of the Nigde province in central Anatolia, Turkey were generated and quantitatively analyzed employing the shuttle radar topographic mission (SRTM) digital elevation model (DEM). Besides, stream drainage patterns, lineaments and structural–geological features were extracted and analyzed. In the process of analyzing and interpreting the DEM for landforms, criteria such as color and color tones (attributes of heights), topography (shaded DEM and 3D fly-through model) and stream drainage patterns were employed to acquire geo-information about the land, such as hydrologic, geomorphologic, topographic and tectonic structures. In this study, the SRTM DEM data of the study region were experimentally used for both DEM classification and quantitative analysis of the digital terrain model. The results of the DEM classification are: (1) low plain including the plains of Bor and Altunhisar (20.7%); (2) high plain including the Misli (Konakli) plain (28.8%); (3) plateau plain including the Melendiz (Ciftlik) plateau plain (1.0%); (4) mountain including the Nigde massif (33.3%); and (5) high mountain (16.2%). High mountain areas include a caldera complex of Mt Melendiz, Mt Hasan and Mt Pozanti apart from the Ala mountains called Aladaglar and the Bolkar mountains called Bolkarlar in the study region (7,312 km²). Analysis of both the stream drainage patterns and the lineaments revealed that the Nigde province has a valley zone called Karasu valley zone (KVZ) or Nigde valley zone (NVZ), where settlements and agricultural plains, particularly the Bor plain in addition to settlements of the Bor town and the central city of Nigde have the most flooding risk when a heavy raining occurs. The study revealed that the NVZ diagonally divides the study region roughly into two equal parts, heading from northeast to southwest. According to the map created in this study, the right side of the NVZ has more mountainous area, where the Aladaglar is a wildlife national park consisting of many species of fauna and flora whereas the left side of the NVZ has more agricultural plain, with exception of a caldera complex of Mt Melendiz and volcanic Mt Hasan. The south of the study region includes the Bolkarlar. In addition, the Ecemis fault zone (EFZ) lying along the Ecemis rivulet, running from north to south at the west side of the Aladaglar, forms the most important and sensitive location in the region in terms of the tectonics.     

基于DEM渭河上游流域的活动构造量化分析

渭河上游流域位于青藏高原东北缘,横跨近东西向的秦岭北缘构造带和近南北向的贺兰山构造带的复合部位,是青藏高原向大陆内部扩展增生的前缘部位。晚更新世以来,伴随着青藏高原的不断隆升与扩展,研究区构造活动程度强烈。同时,受印度板块和欧亚板块碰撞的远程效应的扩散作用和南北构造带活动的叠加作用影响,造成流域内部构造活动相对程度的差异性,因而需要对其分区域分析。本文利用DEM数据和3S技术,对区域地形地貌进行三维可视化和统计分析,提取地貌的参数指标,如面积-高程积分(Hi)、流域盆地不对称度(AF)、河长坡降度(SL)、山前曲折度(Smf)、谷底宽度与谷肩高度的比值(Vf)、盆地形状指数(Bs)等,然后对地貌参数指标等级进行算术平均化(S/n),可得到区域的相对构造活动程度(Iat),分为低、中等、高和较高四类等级。分析结果认为: 渭河上游流域相对构造活动程度(Iat)值为1.50,流域相对构造活动程度等级为2级,属于区域活动构造程度高的地区。其中六盘山东麓断裂南端和西秦岭北缘断裂带(天水-武山断裂和漳县断裂)构造活动程度(Iat=1.33)较强,面积约占流域总面积8.79% 。而研究区东南部的八渡-虢镇断裂和陇县-岐山断裂构造活动程度中等,反映了晚更新世以来,该区域构造活动减弱。研究结论与野外地质和地貌调查结果一致。     

基于ASTER-GDEM数据的羊卓雍错地区构造地貌分析

基于ASTER-GDEM数据, 运用GIS空间分析统计技术, 通过对数字地形高程、地表起伏度、地表坡度等地貌参数的统计和条带剖面及面积-高程积分等数字地貌分析, 结合前人的区域地质资料及野外实地调查和验证, 对藏南羊卓雍错地区的构造地貌特征进行了初步分析, 旨在为研究区的盆地地貌格局演化分析提供依据。研究结果表明, 研究区构造地貌总体为一近东西向盆地, 最高海拔7515 m, 最低海拔2581 m, 属于高海拔-极高海拔区域; 流域内以平原和丘陵地貌为主, 平均起伏度为314 m, 平均坡度19°, 地势起伏较小, 发育有三级层状地貌; 盆地边缘受断裂的控制, 构造现象发育, 线性影像特征明显。其东、西部分别受桑日-错那断陷带和亚东-露谷断陷带所围限, 具有多期构造活动特征。盆地南北两侧受绒布-哲古断裂和邛多江断裂控制较弱。受构造活动和地表水流综合作用的影响, 盆地内部地貌已进入老龄化阶段。      

An Analysis of Tectonic Geomorphologic Characteristics of the Beipanjiang Basin in the Yunnan-Guizhou Plateau

The Yunnan-Guizhou Plateau, located on the southeast boundary of the Tibet Plateau, is the second geomorphologic step in China continent. The large area tilting tectonic deformation occurred in this plateau with the uplift of the Tibet plateau since the Cenozoic. The Beipanjiang River rises in eastern Yunnan Province and southeastward across the slope zone from the Yunnan-Guizhou Plateau to the Guangxi Plain, and goes into the Hongshui River by the Wangmo in Guizhou Province. Due to the southeastward extrusion by the Tibetan Plateau, deep incised-valleys formed in the Yunnan-Guizhou Plateau, which have the characteristics of developed fault, complicated geological structure and rugged terrain. The Cenozoic evolution history of the Yunnan-Guizhou Plateau and the response to the uplifting of Tibet Plateau are unclear because of the lack of sedimentation records, and also this has long been a bottleneck to geomorphologic evolution research. Based on DEM data and GIS software, we extracted the geomorphic indexes which included hypsometric integral [HI], drainage basin asymmetry [AF], stream-length gradient index [SL], and valley floor width-to-height ratio [VF]. The results show that four geomorphic indexes can reflect the regional tectonic movement and topographical features. The geomorphology of Beipanjiang Basin is controlled by tectonic action mainly, especially the Yadu-Ziyun Fracture has great impact on the formation of valleys and the development of water system greatly.