利用地面激光与地质雷达综合探测活断层浅层三维结构——以川西理塘毛垭坝盆地北缘正断层为例

快速获取活断层的高精度微地貌形态和对应的浅层三维结构是揭示活断层浅地表形迹与活动特征的关键。文中综合利用地面三维激光扫描仪和地质雷达技术,以川西理塘地区毛垭坝盆地北缘主边界断裂禾尼段的正断层崖为研究对象,获取了该处正断层错动2期最新地貌面的精确地表垂直位移量和浅层二维地质雷达图像,并初步建立了基于地面三维激光与地质雷达的活断层微地貌精细化三维测量方法,构建了断层崖微地貌的精细三维模型和浅表三维图像,揭示了正断层崖处发育的伸展地堑结构,同时初步实现了断层微地貌地表地下三维数据的一体化融合显示及相互解译。应用结果表明,该方法可以同时快速、高效、无损地获取大范围内的活断层微地貌及浅层结构的多层次、多视觉的空间数据,极大地提高了对活动断层微地貌形态与浅层结构进行快速调查与研究的精度和认识水平,也为更全面地认识和理解活断层的空间分布与变形特征、活动习性和多期古地震遗迹等提供重要的数据和方法支持。因此,对该方法的继续探索和完善,将显著提升和扩展其在活断层定量化和精细化研究中的实用性及应用前景。     

三峡截流以来长江洪季潮区界变动河段冲刷地貌

潮区界河段河势演变对三峡工程的响应是长江经济带建设中的重要问题。然而受观测手段所限,对三峡截流以来潮区界变动范围及其地貌演变的客观认识亟待探讨。对大通站洪季水位资料进行频谱分析,初步判断了近期长江洪季潮区界位置;对比1998年和2013年水下地形资料,分析了三峡大坝截流以来该河段河槽的冲淤演变特征;利用多波束测深系统对冲刷明显河段的微地貌进行了高分辨率观测。结果显示:（1）1998-2013年潮区界变动河段河槽整体冲刷5 649.7万m3。其中,上段全面冲刷,太白、太阳两洲并岸,铜陵沙被冲开,主槽刷深达5.6 m;中段主泓摆动,天然洲南冲北淤,黑沙洲中水道淤死,南水道左岸最大冲深达8.9 m;下段近岸冲刷强烈,北岸最大冲深达15.4 m;（2）该河段近期处于剧烈的冲刷环境,左岸冲刷尤为显著;（3）冲刷深槽分布在顺直河段,深达5.4~12.6 m;冲刷坑分布在分汊河段平面形态突变处,最大冲深达28.1~30.5 m;水下侵蚀陡坡分布在近岸侵蚀严重的顺直河段,坡度为0.59~0.62。     

海底冲沟——深水沉积输运系统的"毛细血管"

海底冲沟作为比海底峡谷、水道地貌尺度小1个数量级的微地貌,与海底峡谷、水道共同构成了完整的深水沉积输运系统。由于调查数据分辨率的限制,在前人研究中,海底冲沟的重要作用一直被忽视。海底冲沟是深水沉积输运系统的“毛细血管”,数量巨大,主要分布在大陆坡、岛礁边缘、河口冲积扇前缘、海底峡谷和水道内部,与深水工程安全、岛礁安全、深水沉积体系和深水油气储层预测息息相关。从识别特征、沉积环境、影响因素和形成机理等方面,系统介绍了海底冲沟的研究进展;从分布区域、坡度、形态和沉积特征等方面,探讨了海底冲沟与海底峡谷和水道之间的区别与联系,并给出了区分三者的方法。通过归纳不同沉积环境的海底冲沟特征,将其定义为：在坡度大于2°的地形中,重力流成因、直线型的微地貌尺度沟槽,具有宽度小、深度浅、长度短和形态笔直（弯曲度接近于1）的特点,其中,片状浊流成因的海底冲沟还具有相互平行和等间距分布的集群特征。     

黄河口水下底坡微地貌及其成因探讨

高分辨率的回声测深、旁侧声纳及浅地层剖面记录首次直观地揭示了黄河口水下底坡上发育有大量形态不同的微地貌类型。据其形态特征和规模的差异,将它们划分为平滑海底、凹坑与洼地、冲沟、残留岗丘及扰动复合海底等五种类型。这些微地貌分布在不同水深条件下的不同水下三角洲单元上,并存在着相互联系和相互转化。黄河口海域特殊的沉积环境和复杂的动力条件是导致水下底坡微地貌形成发育的主要机制。     

基于LiDAR的海原断裂松山段断错地貌分析与古地震探槽选址实例

基于高精度机载Li DAR数据在GIS平台的地貌因子渲染分析,对海原断裂老虎山段松山地区古地震研究点进行高精度大比例尺(1∶1000)地貌填图,勾勒出研究点微地貌空间展布和断裂高精度几何形态。通过对松山古地震研究点2个新探槽的开挖,结合细致的探槽解译、地震事件识别与分期、年代学样品测试,得出5次37380±880BP以内的不连续古地震序列。通过对比此处已经开挖的各自相距不足150m、分布于断裂同一段落的4个古地震探槽的微地貌位置、沉积特征和地震事件信号强弱,发现即使相距不远,不同微地貌位置古地震探槽揭示的古地震现象也会有显著差别。这种差别凸显了古地震研究结果,如揭示的事件证据和个数等与探槽点位置的选取有较强的依赖性。综合对比分析表明,较低的地势、低能静水环境、高沉积速率、细粒的沉积物源区及连续的沉积环境是走滑断裂上开展古地震研究的优选地貌位置。实例表明,基于高精度地形数据对研究点开展精细地貌填图揭示微地貌时空演化,从而在探槽开挖前对古地震研究点的构造地貌优劣进行充分评价是提高古地震研究质量的必要程序,同时也显示出高精度机载Li DAR数据在活动构造研究中的重要新应用。     

现代长江口水下底坡上的微地貌类型及分区

旁侧扫描声纳记录真实地揭示出现代长江口水下底坡上发育的微地貌形态。指出微地貌的形态特征及其分布规律与长江泥沙的传输分布、长江口区海域的水动力机制密切相关。     

浅表土体强度对黄河水下三角洲微地貌形成的控制作用

通过在黄河三角洲潮滩现场进行土体强度试验研究，发现黄河三角洲沉积土体强度浅表存在空间非均匀性，指出浅表土体强度的非均匀性是控制黄河水下三角洲微地貌形态复杂性的基础。     

黄河三角洲土地利用/覆盖变化的微地貌区域分异

黄河三角洲有岗阶地、河滩地、河成高地、平地、低洼地和滩涂地6种微地貌类型。1984~2001年间一直没有变化的土地利用/覆盖类型在各微地貌类型中所占的比例不同,未变化的土地利用/覆盖主要分布在平地。岗阶地土地利用/覆盖类型最为稳定,以耕地为主,但面积总体在减少;河滩地土地利用/覆盖类型多样,分布比较复杂,变化最大;河成高地、平地和低洼地发生变化的面积占2/3左右,耕地所占的比例均是最大的,其面积总体上不断减少;滩涂地的土地利用/覆盖类型以滩涂为主,随着人们对滩涂的开发利用,滩涂所占比例迅速减少。     

南海北部海底微地貌特征与近代变化

根据大量测深和旁侧声纳资料，对南海北部海底微地貌特征进行了分析，并探讨了近代微地貌动态变化。滨海地貌主要有河口港湾、水下浅滩、水下岸坡、水下三角洲、潮流三角洲、海底沙波、潮流沙脊、海釜等；内陆架地貌主要有陆架堆积平原、水下阶地、古海岸线、古河道、小丘和坑洼群等；外陆架地貌主要有陆架平原、古浅滩、古三角洲、浅槽、沙波、沙丘、埋藏古河道、海底滑坡等等残留地貌。滨海地区水动力作用强，加上人为因素，地貌形态变化较大，内陆架和外陆架水动力作用较弱，地貌形态基本处于相对稳定。     

天然气水合物调查区微地貌特征探测成果

本文介绍了利用近海底探测设备声学深拖和ROV遥控潜水器在天然气水合物调查区进行的微地貌探测成果。结合前期地震调查成果,在地震剖面上显示的三个贯穿海底的气烟囱区域对应的海底探测到麻坑、海底丘状体。另外,在水合物喷发的冷泉区,首先使用搭载在声学深拖上的侧扫声呐对目标区进行较大范围的调查,利用声呐图像上的"亮斑异常"确定冷泉喷口的位置,再利用ROV遥控潜水器开展精准下潜探测,在冷泉区识别出碳酸盐岩结壳、泥火山特征地貌、羽状流现象和一些典型的生物特征。