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  • 2022年, 42卷, 第03期
    刊出日期：2024-06-19
      
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  • 区域新构造活动的水下事件沉积响应:以死海盆地和柴达木盆地为例
    卢银, Nadav Wetzler, Shmuel Marco, 方小敏
    2022, 42(03): 617-636.
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    自20世纪70年代以来，位于构造活跃区的盆地沉积序列的岩性、粒度与沉积速率的正向突变，常被用来指示区域新构造活动。然而，这种常规方法已经受到国内外学者强有力的质疑——用来推断构造活动的沉积学证据也可由气候因素引起。因而，需寻找某种独立于气候因素的沉积学证据来可靠地指示新构造活动。震积岩，由地震震动引起的、保存于湖相或海相地层序列中的事件沉积，能可靠的指示区域新构造活动。新兴的交叉研究方向——湖泊/海洋古地震学，通过研究保存于水下沉积序列中的震积岩，可延长强震记录，加深对断裂带活动性的认识。文章以死海盆地(中东地区)和柴达木盆地(青藏高原东北缘)为例，从水下事件沉积响应的视角，借助超长尺度的震积岩序列，理解千年-构造尺度上的区域新构造活动特性。基于死海湖心457 m长的ICDP 5017-1岩芯保存的震积岩序列，我们建立了一条由151个M_W≥7地震事件组成的，全球最长的(220 ka)连续大地震记录，该记录揭示了缓慢滑动的死海断裂带上的大地震具有聚类式的复发特征，以及不同断层分支相互作用、聚类活动的模式；基于青藏高原东北缘柴达木盆地西部的碱山背斜顶部SG-1b岩芯上部260 m沉积序列，我们建立了一条由164个震积岩层位构成的覆盖3.6～1.6 Ma的震积岩序列，该序列在3.6～2.7 Ma时段内相对较为连续，由126个地震事件和5个地震集合组成，揭示了与强烈区域变形有关的晚上新世幕式逆冲过程。
  • 基于Pecube模型重建青藏高原东南缘临沧花岗岩地区新生代阶段性地貌演化
    刘方斌, 聂军胜
    2022, 42(03): 637-649.
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    基于三维热-动力学数值模拟(Pecube),本研究分别采用稳定地形、高原-稳定地形以及高原-动态地形3种模型重建了青藏高原东南缘临沧花岗岩地区晚始新世以及中中新世时期的地貌演化过程。反演结果揭示了在新生代早期(晚始新世),只有高原-稳定地形模拟的结果能够约束研究区冷却-剥露过程，并论证了该时期发生强烈构造抬升的事件，正是因为此次抬升事件，使得高原东南缘地区古高度接近或达到现今状态；中中新世时期，澜沧江侵蚀下切约1 km,对原有的高原地貌进行了进一步改造，从而形成现今的地貌格局。该模型结果验证了青藏高原东南部的构造隆升主要发生在新生代早期，这与侧向挤出模型的预测相一致。
  • 南海北部晚中新世-上新世期间碎屑物质输入对青藏高原隆升与季风演化的响应
    杨小强, 郑思静, 闫永刚, 张珂
    2022, 42(03): 650-661.
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    青藏高原在中新世晚期隆升到一定高程之后，它对东亚气候系统和风化作用的影响，通过对高原东北缘干旱、半干旱区域沉积记录的研究取得了重要的认识；然而在整体处于温暖湿润气候状态下的高原的东南缘区域，风化作用过程对高原活动的响应方式则需要更多的工作去揭示。文章选择位于南海北部琼州海峡的钻孔沉积物(QZ6,钻孔总长200.15 m,顶部3.05 m以上未取样),尝试在利用磁性地层学确定地层年代框架的基础上，探讨高原东南缘的风化作用自中新世晚期以来的基本规律。磁性地层学结果揭示，约197 m厚的沉积物发生在约7.20～3.10 Ma之间，沉积速率在约5.25 Ma从早期较低快速突变至最高，这一变化与高原东北缘红粘土堆积和河湖沉积体系的沉积速率变化一致，但是与接受高原南缘碎屑输入的南海南部和孟加拉扇的沉积速率变化相反，说明高原在中新世末期可能存在向东扩展、而南缘相对稳定的特征。风化作用的强度以4.75 Ma为界，前后两个阶段具有不同的控制因素，早期受高原构造活动影响，物理风化、剥蚀作用强烈，而后期与东亚夏季风的强度相关，化学风化作用增强。
  • 青藏高原东北缘共和-茶卡盆地晚新生代构造变形与地貌演化
    张会平, 刘彩彩, 熊建国, 庞建章, 俞晶星, 王一舟
    2022, 42(03): 662-672.
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    青藏高原东北缘作为现今高原向北东方向最新扩展生长的前缘部分，包括了南部高海拔、低起伏的东昆仑高原以及北部盆山相间的祁连山高原及其邻近地区。有关该区晚新生代构造变形及地貌演化研究，有助于揭示青藏高原生长过程的动力学机制。文章选择青藏高原东北缘共和羊曲、茶卡大水桥等新近纪沉积剖面，通过总结磁性地层学、沉积学资料，综合厘定了共和-茶卡盆地及邻区约20 Ma以来的盆地消亡及地貌演化过程；在现有盆地沉积、构造热年代学以及夷平面变形等研究结果基础上，获得青海南山和共和南山及其前陆的构造缩短量分别为0.8～2.2 km和5.1～6.9 km;并以约6～10 Ma和约7～10 Ma的生成地层记录的变形时间为约束，得到晚中新世以来的缩短速率分为0.1～0.2 mm/a和0.8～1.0 mm/a,这与断裂陡坎揭示的断裂逆冲速率及现今GPS观测相符合，表明10 Ma以来构造变形速率的相对稳定性和连续性；共和-茶卡盆地及祁连山南缘广泛发育低起伏地貌面，后期被不断抬升至现今高度塑造高原地貌形态。上述认识为理解晚新生代以来青藏高原东北缘的形成过程提供了基础资料。
  • 帕米尔弧形构造带晚第四纪以来的不对称径向逆冲:多时空尺度变形速率的启示
    葛进, 石许华, 陈汉林, 林秀斌, 杨蓉, 魏晓椿, 吴运鹏, 李丰, 程晓敢, 章凤奇, 安凯旋, 徐曦
    2022, 42(03): 673-691.
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    帕米尔弧形构造带作为印度-欧亚板块碰撞带变形最为强烈的地区之一，该构造带前缘发育了一系列呈弧形形态展布的活动断裂系；其向北突出的弧形形态的形成是数十年来国内外的研究热点。但关于该弧形形态的形成时间、形成机制以及帕米尔弧形构造带的演化过程仍存在很大的争议。沿弧形构造带发育的活动断裂系运动学的时空变化是揭示帕米尔弧形构造带新生代以来形成演化过程的重要窗口，但是鲜有对这些构造的多时空尺度的系统性研究。文章根据这些沿弧形构造不同的构造样式，重点总结了主要活动构造在不同时间尺度下的变形速率，并分析这些构造沿帕米尔弧形前缘的时空变化。结果表明，晚第四纪以来，帕米尔弧形构造带前缘的构造变形速率基本保持稳定，且前缘主要的逆冲和走滑运动呈现强烈的不对称特征。我们认为帕米尔弧形构造带晚第四纪以来的变形模式基本保持一致，主要表现为不对称径向逆冲的运动学模式，这一运动学模式的形成可能受控于帕米尔边界条件的差异。
  • 塔里木西南地区变形的构造物理模拟研究:对剥蚀与同沉积影响褶皱冲断带变形的启示
    洪晨, 张亮, 林秀斌, 孙迪, 陈汉林, 陈才, 程晓敢, 章凤奇
    2022, 42(03): 692-703.
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    构造变形与地表过程相互影响，但前人研究主要关注构造变形如何塑造地貌，而对地表过程如何影响构造变形尚有待研究。研究区塔西南褶皱冲断带主要经历了三叠纪末和新生代两期逆冲变形过程。在这两期变形过程中，剥蚀作用和沉积作用共同对变形施加影响，形成了山前逆冲断层突破地表、盆地内断层远距离传播的现今构造样式。因此，本研究以塔西南褶皱冲断带地质模型为基础，开展剥蚀和同沉积这两个地表过程对褶皱冲断带变形影响的构造物理模拟实验研究，结合塔西南地区的实际地质条件，在双滑脱层条件下，设计了3组实验模型，包括未施加剥蚀和同沉积的参照模型A、同时施加差异剥蚀和同沉积的模型B、同时施加剥蚀夷平和同沉积的模型C。在第一期变形结束后，三组模型变形样式相似，在没有上覆沉积物的负载作用时，变形均未向盆地内部远距离传播。在第二期变形结束后，模型A山前与盆地内部构造以及地形坡角差异不大，变形前锋最远可达106 cm;模型B在山前和盆地内部的地形坡度为14°以及4°,变形前锋最远可达96 cm;模型C在山前和盆地内部的地形坡度为20°以及5°,变形前锋最远可达89 cm。实验结果表明：1)早期剥蚀作用会降低逆冲楔体的地形坡度，从而在褶皱冲断带根部形成逆冲断层突破上滑脱层直至显露出地表的构造形态，并在一定程度上抑制了变形向盆地方向传递，最终形成冲断带根部更大的地形坡度；2)后期同沉积作用会抑制深部断层向浅部地表突破，促使上部韧性滑脱层产生良好的滑脱效果，导致变形远距离地向前陆方向扩展，形成更宽的山前褶皱冲断带，最终形成冲断带根部较小的地形坡度。
  • 西秦岭南部地形异常隆起与构造解释——兼论东昆仑断裂东段的走滑转换
    张波, 田勤俭, 朱俊文, 姚赟胜, 王爱国, 何文贵
    2022, 42(03): 704-716.
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    西秦岭造山带位于东昆仑断裂和西秦岭北缘断裂的应变转换区，关于该区宏观地形地貌与构造活动的关系研究仍较薄弱。文章基于分辨率为30 m的SRTM1-DEM数据，利用ArcGIS 10.2软件的空间分析工具集(地表分析、水文分析等),提取西秦岭地区的地形地貌参数(坡度、起伏度)、流域地貌参数(流域盆地不对称度)和3条地形条带剖面，据此分析西秦岭地区的宏观地形地貌特征，结合区域活动断裂的几何图像和走滑分解，探讨西秦岭地区宏观地形地貌与构造活动的关系。研究结果如下：第一，西秦岭南部为坡度和起伏度的高值区，呈帚状散开形态，以3像素×3像素为统计单元的坡度可达86°,起伏度可达694 m;当步长为0.54 km时，西秦岭南部白龙江流域的平均地形起伏度(862 m、 1104 m、 1200 m)显著高于西秦岭北部的洮河-渭河流域(489 m、 594 m、 526 m),白龙江流域的河谷横剖面呈窄“V”形，以上结果表明西秦岭南部为地形异常隆起区，受到了强烈的构造抬升与河流下切；第二，白龙江流域盆地不对称度为67.5,远离对称状态(流域盆地不对称度=50),白龙江南西侧的流域面积远大于北东侧，说明白龙江流域南西侧受到了更强的构造抬升，发生由南西向北东的构造掀斜；洮河流域盆地不对称度为48.7,接近对称状态(流域盆地不对称度=50),洮河上游南、北两侧的流域面积相当，未受到明显的差异抬升，洮河下游西侧的流域面积明显大于东侧，说明西侧受到了更强的构造抬升，发生由西向东的构造掀斜；第三，西秦岭南部的地形异常隆起区与活动断裂图像均呈帚状散开形态，空间分布近重合，说明西秦岭南部的地形隆起与构造活动关系密切，由于活动断裂(塔藏断裂、白龙江断裂和光盖山-迭山断裂)的走向顺时针旋转，部分走滑分量转换为北东向的挤压缩短和垂向抬升分量，促使西秦岭南部发生异常强烈的地形隆起和构造抬升，形成地形异常隆起区；塔藏断裂更大的走向旋转角(30°)和走滑速率，使更多的走滑分量转换为挤压缩短和垂向抬升分量，导致白龙江流域南西侧受到更强烈的构造抬升，形成西秦岭南部由南西向北东的构造掀斜。宏观地形地貌和区域构造特征支持塔藏断裂、白龙江断裂和光盖山-迭山断裂均是东昆仑断裂东段的组成部分，分配了东昆仑断裂东段的左旋走滑分量，东昆仑断裂东端表现为帚状散开的断裂系统，具有大型走滑断裂端部的典型构造形态，并控制了帚状的地形异常隆起区。
  • 山西地堑系北部六棱山北麓断裂西段晚第四纪右旋走滑速率的约束
    罗全星, 李有利, 胡秀, 郭爱伦, 刘晴日, 姜珊汝
    2022, 42(03): 717-731.
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    山西地堑系是华北中部的一个不连续的右旋剪切拉张构造带，这一观点似乎早已被学界所广泛认同。然而，目前仍缺乏对山西地堑系内部NNE向断裂右旋走滑特征的深入认识。本研究主要以山西地堑系北部六棱山北麓断裂的西段为研究对象，基于高分辨率卫星影像解译、野外地质地貌调查、无人机摄影测量和光释光测年等手段对断裂的晚第四纪运动学特征进行了厘定。跨断裂冲沟的一致性右旋偏转等表明断裂具有右旋走滑活动，断裂露头的构造解析及断层三角面、断层崖和冲沟裂点等指示断裂还具有正断分量。对断错地貌面和地质体的精确测量结果表明断裂应以右旋走滑为主，兼有正断分量，且走滑分量远大于垂直分量。结合年代学估算出断裂晚第四纪以来的右旋走滑速率为1.6±0.3 mm/a,垂直滑动速率约为0.2 mm/a。六棱山北麓断裂西段的右旋走滑速率与GPS测量的山西地堑系的右旋剪切速率大体相当，表明六棱山北麓断裂西段在山西地堑系的右旋剪切运动中起着重要的作用。六棱山北麓断裂西段的右旋走滑运动未被六棱山北麓断裂中段的水平拉张作用完全吸收和调节，剩余的应变分量可能继续向NE方向传递，故与六棱山北麓断裂西段走向基本一致的六棱山北麓断裂的东段也可能具有右旋走滑特征。
  • 利用断错地貌限定榆木山北缘断裂最新地震事件
    赵晓明, 刘兴旺, 蔡艺萌, 邹小波, 姚赟胜
    2022, 42(03): 732-743.
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    榆木山北缘断裂位于河西走廊中段榆木山山前，是榆木山隆起与河西走廊之间的分界断裂。研究榆木山北缘断裂的断错地貌与活动特征，有助于进一步了解该地区的地震危险性及历史地震的归属问题。本研究通过遥感影像解译、野外地质调查及无人机航空摄影测量，获得了研究点高精度DEM数据，并利用数据进行了微地貌分析，详细区分了榆木山北缘断裂被断错及未断错的洪积扇，根据断错特征使用~(14)C测年方法对洪积扇进行了定年，对榆木山北缘断裂最新地震事件进行了限定。结果表明，榆木山北缘断裂未断错的早期洪积扇年代为2775～2940 cal.a B. P.,表明断裂最新一次地震活动发生在2775～2940 cal.a B. P.之前。综合前人研究结果，榆木山北缘断裂的最新一次地震事件限定在约2775～2940 cal.a B. P.至3940～4155 cal.a B. P.之间，该结果不支持公元180年表氏(高台)7级地震发生在榆木山北缘断裂上的观点。榆木山北缘断裂古地震离逝时间较长，已接近或超过地震复发间隔，具有较高的地震危险性。
  • 基于Sentinel数据的阿尔金断裂中段中强地震同震变形特征
    孔雪, 戴炜, 杨晓亮, 戴霜, 李家胜, 方艳秋
    2022, 42(03): 744-754.
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    阿尔金断裂中段中强地震频发，是研究中强地震地表变形特征的天然试验场。文章基于Sentinel数据对该段4次中强地震(2019年9月27日新疆若羌4.8级地震、 2019年3月28日青海茫崖5.0级地震、 2021年6月16日青海茫崖5.8级地震、 2021年8月26日甘肃阿克塞5.5级地震)开展了D-InSAR同震变形分析。结果显示，该方法能有效提取阿尔金断裂中段3次M_S 5.0以上地震的同震变形场(2019年茫崖地震、 2021年茫崖地震和2021年阿克塞地震),同震变形区均由抬升区和沉降区两部分组成，发震断层大致沿NW-NWW向展布，指示区域应力方向以NE-SW向为主。3次地震宏观震中定位偏差均在7 km以内，表明D-InSAR技术具有较高的水平定位精度。3次地震发震机制均为逆冲型，同震变形特征与CMT震源机制解相一致。同时，利用SBAS时序变形结果和不同分辨率参考DEM数据解算结果进行误差影响分析，结果显示，大气延迟相位误差对该区域同震变形解算影响较小，而残余地形影响较大，震后余滑与粘弹性松弛效应不明显。该研究结果对认识阿尔金断裂中段构造和地震活动，以及利用InSAR技术识别中强地震变形特征具有参考意义。
  • 1976年天津宁河M_S6.9地震发震构造的研究及其意义
    雷生学, 刘建波, Ray-James Weldon, 刘双庆, 邱虎, 宋田, 王晓山, 赵士达, 闫成国
    2022, 42(03): 755-767.
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    1976年宁河M_S6.9地震，是天津地区有历史记载以来的最大地震，也是唐山地震的第二大余震，对当地造成了较大的人员伤亡和经济损失。虽已过去40多年，但是宁河地震发震构造的研究基础还比较薄弱，尚未形成清晰统一的认识。华北地区人口稠密，经济发达，对宁河地震的发震构造展开研究，对该地区的中长期地震预测、重要工程的抗震设防及唐山地震的破裂机理研究等具有重要的实用价值和科学意义。通过地质地貌调查、小地震精定位及钻孔联合探测等并结合前人的烈度调查结果，获得以下主要认识：1)1976年宁河6.9级地震的发震构造不大可能是NW向的蓟运河断裂，而更可能是NE向的构造，即付庄-高庄断裂。宁河地震NE向的发震构造与华北的区域地震构造环境相统一，即绝大多数强震发生在NE-NNE向断裂上；2)付庄-高庄断裂与唐山断裂组成了一个右旋左阶式的“挤压型阶区”,可以很好地解释唐山主震时断裂西南部逆冲子事件的出现；3)付庄-高庄断裂是天津地区已知的唯一出露于地表的全新世活动断裂，其作为一个潜在的、具有7级左右发震能力的危险源，对滨海新区的经济建设具有十分重要的意义，建议对该断裂开展进一步的研究。
  • 断层面高精度形貌对比研究:基岩区古地震研究的选址
    邹俊杰, 何宏林, 周永胜, 耿爽, 白滨吉起, 魏占玉, 石峰, 苏鹏, 孙稳
    2022, 42(03): 768-782.
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    随着断层面形貌测量、宇宙成因核素测年、物理和化学指标测定等一系列先进技术的发展，已有大量的研究案例成功地从基岩断层面上提取了古地震信息，基岩断层面在古地震研究方面的优势被不断发掘。然而，沟谷等地表过程的侵蚀作用，也会使得基岩断层面出露。这种非构造成因的断层面，很容易与构造成因的断层面混淆，却不记录古地震信息。已有的研究工作，缺乏对这两种断层面出露方式的系统研究，更缺少对适合于古地震研究的基岩断层面特征的归纳总结，这将不利于在基岩区开展古地震研究工作。为了解决这一问题，选取了山西地堑系的马家窑和南马庄两处基岩断层面，采用小型无人机航测(s-UAV)结合陆基三维激光扫描(t-lidar)技术，获取了基岩断层面高精度形貌及周围的三维地形数据，将断层面形貌特征的定量分析结果与断层坎精细的地貌解译结合，研究基岩断层面的不同暴露方式下的形貌特征。结果显示，马家窑基岩断层面受沟谷侵蚀而逐渐暴露，表面形貌呈现出连续平滑的特征，不具有地震活动信息。南马庄基岩断层面的形貌显示出明显的阶跃式分带特征，具有分段出露的特点。结合精细地貌解译的结果，这种出露特征可能与周期性的地震活动有关，并识别了两次同震倾滑位移量为3.1 m和3.3 m的古地震事件。最后，本研究强调了在开展基岩断层面古地震研究时，选择合适的研究地点的重要性，对比了构造活动和地表侵蚀两种成因断层坎的特点，提出了适合提取古地震信息的基岩断层面的特征和识别原则。
  • 基于3D热运动模拟限定的黄山地区地貌演化初探
    张雨薇, 李广伟, 蔡东旭, 王先彦
    2022, 42(03): 783-796.
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    黄山由于缺乏系统性定量研究，其地貌的形成过程和机制一直存在争议。近年来低温热年代学和数值模拟相结合成为研究地质和地貌演化的有力工具。本研究结合前人裂变径迹数据、地质、地球物理资料的限定，利用热运动学Pecube程序开展了黄山三维构造地貌模拟，以探讨黄山的地貌形成和演化过程。通过不同参数设定的正反演模拟对比，初步认为黄山自90 Ma以来经历了3个剥蚀演化阶段，分别在约90～74 Ma、约74～2.6 Ma和约2.6 Ma至现今。在晚白垩世，主要受控于太平洋板块俯冲造成的区域伸展作用影响，造成较高的平均剥露速率(约1.15 km/Ma),区域整体经历了白垩纪长期的夷平作用，至晚白垩世其地表地形起伏度相对较低(R=0.44);晚白垩纪末-新近纪，区域进入构造平静期，呈现出相对低的剥露速率(约0.09 km/Ma),但是由于持续周期较长，地形起伏度逐渐增加，至中新世可能达到最大(R=1.78)。第四纪以来，受区域构造和气候变化的影响，剥露加快(约0.46 km/Ma),地表进入夷平阶段，地形起伏度开始减小，最终形成了黄山现今地貌。
  • 青藏高原东南缘河谷堆积物的复杂性:以金沙江中游为例
    尹功明, 魏传义, 王躲, 杜金花, 王莅斌, 程理, 袁仁茂, 王旭龙, 刘春茹
    2022, 42(03): 797-808.
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    河流阶地是地表最常见的地貌之一，常被用作研究新构造、气候事件的材料之一。青藏高原东南缘山高坡陡，有多条强烈活动的大型断裂，是强震多发区，区内的河流往往流经高山峡谷。因此，河谷堆积物除正常河流相堆积外，还有多种其他成因。文章以金沙江中游地区河谷堆积物为研究对象，根据沉积特征和测年结果，对其成因进行了探讨，发现有以下的非正常河流相堆积：1)由于河道宽窄相邻，可形成短期雍水湖，从而产生的沉积；2)高山峡谷或地震带附近的河道，因滑坡堵塞河道成堰塞湖，发育堰塞湖沉积；堰塞湖溃坝后，在下游也可产生溃决洪水堆积；3)河道两侧高大雪山冰川导致的冰水相堆积。因此，在高山峡谷地区根据阶地来研究新构造、气候事件时需要极其慎重。研究结果表明，洪水堆积物由于存在不充分曝光，其释光、电子自旋共振年龄会明显偏老、大于下伏正常的河流相样品年龄；金沙江中游涛源一带有高差达400 m、发育在不同高程的同期湖相层，应为同个堰塞湖沉积物；大洼村可见特大滑坡，滑坡体从左岸冲到右岸，滑坡坝拔河高在600 m以上、宽度在2～3 km之间，可以形成巨大的堰塞湖，涛源古湖可能与大洼滑坡相关。
  • 北祁连山和东昆仑山的地貌特征对比及其对构造抬升的指示意义
    张亚男, 胡小飞, 潘彦菲
    2022, 42(03): 809-822.
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    东昆仑山和北祁连山是青藏高原东北部的两条重要边界山脉，其构造活动特征是理解高原形成与扩展的关键基础。目前研究认为，北祁连山第四纪以来构造抬升活跃，而东昆仑山北坡第四纪以来构造抬升是否活跃还存在争议。针对这一问题，我们从地貌指标的角度出发，以两地地貌形态特征为主要研究对象，通过提取形态特征指标：面积-高程积分、山前弯曲度、河流陡峭指数、裂点以及河流纵剖面形态，对东昆仑山北坡和北祁连山北坡进行对比分析。结果显示，东昆仑山北坡的面积-高程积分以及河流陡峭指数均小于祁连山北坡，山前弯曲度大于祁连山北坡。两地河流纵剖面形态也有较大差别，具体表现为东昆仑山北坡流域的河流纵剖面形态多为平滑下凹形态且鲜有裂点，而祁连山北坡流域的河流纵剖面形态较平直且裂点较多。且通过对裂点成因的讨论，东昆仑山北坡河流的裂点是由岩石抗侵蚀能力差异导致的，而非构造成因的裂点。所有证据都表明构造活动可能是导致两山脉之间地貌指数差异的主要因素。此外，两个区域的河流阶地特征和流域侵蚀速率特征也表明，东昆仑山北坡的逆冲断裂现已处于不活跃状态，指示北祁连山是高原东北部正在活动的主要边界。
  • 黄河中游及邻区晚新生代地层特征及地表过程讨论
    魏荣珠, 王权, 庄其天, 冯志强, 闫涛, 胥勤勉, 魏云峰, 赵俊斌
    2022, 42(03): 823-842.
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    黄河中游及邻区的黄土高原保存着完整的晚新生代风尘堆积序列，断陷盆地和山间盆地中沉积了数千米的河湖相沉积，隆升山系山前地带分布有山麓-洪积相沉积，成因类型齐全，研究历史悠久，是中国北方晚新生代地层研究的重要地区。文章主要依据近30年来各省(区)晚新生代地层最新研究成果，着重阐述了晚新生代地层的主要岩性、厚度、沉积相和分布特征，并通过对不同地区以及不同沉积类型之间的区域地层对比，尝试恢复各时期古地理地貌。古近纪-中新世早中期，区内地势东高西低，中东部总体都是持续抬升、剥蚀和夷平过程；中新世灞河期，区内东、西部发生了构造反转，东部开始接受沉积；上新世-早更新世早期，为内陆湖泊阶段；早更新世晚期-晚更新世早期，南北地形分异，北部仍为内陆湖泊环境，南部黄土加速堆积，内陆湖泊逐渐消亡，河谷下切，堆积阶地发育；晚更新世后期以来，地势高差加大，随着气候变暖，雨量增加，黄河全部贯通，高原北部沙漠化与南部水土流失日趋加剧，以侵蚀作用为主。现代东流入海的黄河水系格局形成可作为内陆湖泊阶段和高原河流阶段的分界，也是黄土从堆积为主向侵蚀为主的转折点。
  • 基于河流裂点序列研究秦岭北缘断裂强震活动历史
    黄伟亮, 杨虔灏, 彭建兵, 项闻, 原浩东, 王淞
    2022, 42(03): 843-857.
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    河流裂点的发育是瞬时不均衡地貌系统最为典型的特征之一，而引发地表破裂的地震活动是造成河流裂点形成的主要成因之一，在河流纵剖面调整的过程中裂点会不断地向上游迁移，以达到新的均衡状态，因此通过识别活动断层上游河道纵剖面中的河流裂点序列可以反推该断层的强震活动历史。秦岭北缘断裂是限定秦岭山体和渭河盆地的重要边界断裂，受制于技术方法和自然条件，对于该断裂全新世地震活动历史一直有待突破。本研究在前人对秦岭北缘断裂分段性研究的基础上选取最为活跃的中段(眉县-蓝田县),基于资源三号卫星立体像对制作了5 m分辨率和高程精度1.5 m的数字高程模型，在此基础上提取了46条横穿秦岭北缘断裂的河床纵剖面，共识别了108个由断层活动导致的河流裂点。通过分析推断最新一级河流裂点的形成与公元前1000 a的地震相关，进而利用河流裂点的后退速率推断出第2级河流裂点和第3级河流裂点形成的时间距今5624～7425 a和8432～10691 a,如果认为上述河流裂点均由地震所致，那么河流裂点的形成时间就可以代表地震的发生时刻，表明秦岭北缘断裂具有准周期的发震特点，发震周期为2800～4000 a。这一结果与前人针对秦岭北缘断裂古地震研究结果基本一致。此外，所识别出的三级河流裂点陡坎高度分别为约4.7 m、 5.1 m和5.2 m,近乎一致的陡坎高度表明秦岭北缘断裂过去3次地震的震级大小相近，根据平均4.95±0.29 m的陡坎高度所计算得到秦岭北缘断裂过去3次地震的震级大小为M_W=7.65±0.02。这一研究为认识秦岭北缘断裂的强震活动性提供了地貌证据约束，也为研究基岩山区断裂的古地震问题提供了新的途径。
  • 基于面积-高程积分的叶尔羌河山区流域地貌发育特征及其控制因素研究
    沈俊杰, 常宏, 魏东岚, 唐倩玉, 李乐意, 杨茂洁, 易庭楠, 鲜雨昕, 邓丽
    2022, 42(03): 858-868.
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    以叶尔羌河山区流域为研究对象，利用ArcGIS中的水文分析工具获得1357个集水区的面积-高程积分(HI)值，定量化研究帕米尔弧形构造带东缘叶尔羌河山区流域的地貌发育特征及其控制因素。结果表明：1)叶尔羌河山区流域的1357个集水区面积与HI均值的相关性较差(R~2=0.0936),表明集水区面积对HI均值的影响较小；2)HI值介于0.0717～0.6485,均值为0.4056,整体处于地貌发展的壮年期，是构造、岩性和气候等因素共同作用的结果；3)HI均值排序为断裂带区域(0.4148)>整个流域(0.4056)>非断裂带区域(0.4004),表明构造活动是地貌发育的影响因素，其影响主要表现在断裂带的规模和活动性；4)非断裂带区域不同岩性的HI均值排序为：变质岩(0.491353)>冰、雪及现代冰川(0.491351)>花岗岩(0.4426)>海相沉积岩(0.4098)>陆相沉积岩(0.3890)>海陆交互相沉积岩(0.3813)>第四系沉积物(0.3598),表明岩性是地貌发育的重要影响因素，且岩石的抗侵蚀能力差异是影响岩性与地貌的关系的重要因素；5)气候主要通过降水和气温控制河流径流量来影响河流的侵蚀作用和搬运作用进而影响流域内地貌发育，多年平均年降水对流域的地貌发育的影响较小，多年平均年气温对流域的地貌发育有特别重要的影响，是气候对地貌发育的主要控制因素。
  • 珠江三角洲晚更新世地层三维结构重建及其指示意义
    李炎华, 侯卫生, 陈秀文, 张献河, 林小明, 李宏卫
    2022, 42(03): 869-879.
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    更新世以来沉积环境演变对探讨珠江三角洲发育形成、古地理环境的变迁具有重要意义。在收集、整理9425个钻孔数据基础上，文章重新厘定了钻孔中更新统地层，利用ArcGIS和GoCAD重建了珠江三角洲更新统地层和基底断裂的三维结构。结果表明：地层沉积中心分布说明了更新统石排段和西南镇段地层分布、内部结构受到了NW、 NE以及近EW向三组断裂的控制；更新世西江、北江和东江等主要古河谷的发育位置与珠江三角洲盆地基底较深的位置基本吻合，且沿着构造线发育形成平行岭谷地貌，但与现今河道位置不同。西南镇段沉积时沉积中心、分布范围以及厚度与石排段有所不同，反映了珠三角基底断块发生了不均匀沉降。
  • 晚第四纪长江源区水系演化对断裂活动和气候变化的响应
    于洋, 王先彦, 李正晨, 李一泉, 鹿化煜
    2022, 42(03): 880-898.
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    河流沉积/侵蚀过程和水系演化对构造活动、气候变化和侵蚀基准面的响应过程与机制是流域地貌的重要科学问题。长江源地区河流受高寒气候和走滑断层引起的局部多种构造活动样式的影响，是河流地貌过程对气候变化和构造活动响应的典型案例。文章通过野外考察、地貌指数(陡峭指数(k_(sn))、 Chi(χ)、 Gilbert指数、河谷宽高比(Vf))的计算、沉积学和地形分析，探讨了长江源水系演化对构造活动和气候变化的响应过程。通天河和澜沧江支流从上游相对年老的谷地(北西-南东向低k_(sn)值、高Vf值的宽谷)转变为下游相对年轻的谷地(南西-北东向高k_(sn)值、低Vf值的陡峭峡谷),表明南西-北东向河流对北西-南东向河流的袭夺。通天河和澜沧江支流上游地区显示的高χ值、低起伏地形向下游方向快速转变为低χ值、高起伏地形，也指示澜沧江和通天河向上游溯源侵蚀、袭夺分水岭地区原有老年期水系。局部分布的北西-南东向河谷(风口)、一系列间隔分布低洼地内河流沉积物和初步光释光年测年结果(13.3 ka和> 115 ka)表明该地区在晚第四纪(可能在暖期)发育一条南东流向的古河流。随后断层走滑运动导致的局部构造抬升将河流分割成相互独立的内流湖。后期通天河和澜沧江干流(局部侵蚀基准面)侵蚀下降导致南西-北东向支流溯源侵蚀，袭夺内流湖；水系由树枝状演化为倒勾状。区域构造活动和局部侵蚀基准面变化是控制该地区水系演化的主要因素。晚第四纪气候变化引起河流堆积/侵蚀过程的改变也对水系的连通/中断有一定的影响，后期需要进一步的研究。
  • 祁连山党河盆地二道泉剖面新近纪沉积物磁性矿物与古水流及其对盆地水系演化的启示
    李彦杰, 戴霜, 马晓军, 王荣华, 樊鑫, 王子璇, 王艺霖, 李家胜, 洪一峰, 覃凌峰
    2022, 42(03): 899-910.
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    二道泉剖面(39°01′34″N,95°52′49″E)位于党河盆地腹地，呈北南向展布，长790 m,党河盆地位于祁连山腹地，是研究青藏高原北部构造沉积与地貌演变的理想地区。本研究在野外地层观测、古流水重建及砾石组分分析的基础上，对党河盆地中西部二道泉剖面新近系白杨河组顶部-玉门砾岩底部河湖相沉积物进行磁化率测量与等温剩磁实验分析。结果显示，剖面沉积物的磁性矿物主要有磁铁矿和赤铁矿，其中赤铁矿相对含量较高。通过对比发现剖面中黄色调粗粒沉积物中的赤铁矿含量显著高于红色调细粒沉积物。砾石成分和向南的古流向结果显示，白杨河组晚期至玉门砾岩早期地层沉积物主要源自于二道泉剖面北部的野马南山地区。磁化率及沉积相揭示出源区物理风化作用逐渐增强，赤铁矿是从源区直接搬运沉积的，而非自生形成；这一过程未受外界气候环境的影响，赤铁矿多为碎屑，岩石颜色发黄。综合分析认为，二道泉剖面疏勒河组到玉门砾岩组早期沉积时党河盆地发育一条规模逐渐变大、水动力逐渐变强的由北向南流动的河流，现今流向为北西向的党河水系可能最早在新近纪玉门砾岩沉积中期以后才形成。
  • 蒙特卡洛方法与逆冲构造变形速率的限定
    逄立臣, 姜禹彤, 武登云, 吴孟韩, 吕红华, 郑祥民
    2022, 42(03): 911-920.
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    变形速率是衡量构造活动强弱的重要参数，对其准确限定一直是构造地貌、活动构造研究的重点。以河流地貌作为参考面限定构造变形速率是目前研究中最常用的手段。基于近年来的研究体会和具体的研究案例分析认为，虽然目前已能获得可靠的变形量和地貌年龄数据，但若想获得合理、可靠的变形速率，需要关注这两类数据之间的匹配关系与由其构建的断裂滑动历史的合理性。相较于通过位错量与构造变形时间的比值，或利用两者进行线性回归的方法来限定变形速率，从模拟合理的断裂滑动历史的角度出发，蒙特卡洛方法可有效减小变形速率估计的不确定性，使变形速率估计更加合理，从而为地震风险评价等提供可靠的基础资料。