唐古拉山北坡河流阶地发育及其与构造隆升的关系

唐古拉山是青藏高原腹地中最大、最具代表性的山脉,唐古拉山北坡发育着一系列河流阶地,该地区河流阶地的成因分析表明:构造隆升控制了唐古拉山北坡河流阶地的形成与发展,因而该地区河流下切速率对唐古拉山的隆升具有一定的指示意义.在实测的基础上,根据阶地的拔河高度、形成年代等数据,定量计算唐古拉山北坡不同河流不同时期的下切速率,从而为唐古拉山的隆升研究提供科学依据.结果表明:唐古拉山自西向东隆升速率逐渐增大,同一地点由老到新隆升速率逐渐减小.进而得出:青藏高原腹地山脉的隆升速率、隆升变化趋势与青藏高原边缘山地明显不同.     

利用面积高程积分方法研究龙门山断裂带地貌隆升特征

为对龙门山断裂带区域的构造与侵蚀现状进行分析,通过利用ArcG IS对龙门山断裂带内的ASTER-DEM30 m数据进行面积-高程积分计算,并结合构造、岩性、第四系以及河流等基础资料研究了该地区隆升差异。结果表明:面积-高程积分值(hypsometric integral,HI)0. 43区域主要集中在研究区的西部及北部同时,其值与区域内的夷平面具有较好的耦合性;HI 0. 60在松潘—甘孜褶皱带内的分布较广,在扬子地台分布范围最少,龙门山构造带无分布; HI 0. 35分布主要沿着龙门山构造带为中心进行展布,以侵蚀下切为主。在构造带较为活跃的区域,构造活动依然是区域作用的主要背景,在内动力直接作用的区域内,HI0. 43,以隆升为主;河流、岩性分布特征以及构造断裂的密度会随着后期作用逐渐对抬升起到抑制作用,断裂带发育密集、第四系分布较广以及岩性复杂的龙门山构造带,HI 0. 35,是以侵蚀下切为主;扬子地台河流发育密集且发育程度高,HI偏低,以隆升停滞或侵蚀为主。可见,构造、岩性、第四系以及断裂带的分布对区域地貌特征影响较为明显,而局部区域上的差异是由影响因素发挥作用差异决定的。根据值,为避免工程选址处于构造活动强烈区域提供一定依据。     

岷江上游流域地貌发育阶段

对岷江上游流域地貌发育阶段及成因进行分析,有助于揭示研究区地貌演化规律及青藏高原东缘晚新生代以来新构造活动的差异性.基于数字高程模型(DEM)数据,利用Arc GIS水文分析模块,通过均值变点法获取岷江上游流域水系网络最佳提取阈值,运用起伏比法计算岷江干流东西两侧各亚流域盆地发育期次.结果表明,岷江断裂和汶川—茂县断裂所围合川西高原地区的大型亚流域盆地均处于早壮年期发育阶段,其发育期次比断裂外侧岷山断块和龙门山冲断带地区亚流域盆地发育期次相对年轻.究其原因,主要是断裂活动驱动的逆冲作用导致断裂上盘块体沿断层面垂直隆升,位于其上的亚流域盆地处于不均衡发育状态.     

川西-龙门山盆山系统走向差异演化的变形、隆升和沉积记录及关键构造变革期讨论

综合利用露头构造解析、地震剖面解释、锆石和磷灰石裂变径迹年龄和沉降-沉积等资料,对川西-龙门山盆山系统沿走向的构造变形、差异隆升-剥蚀和沉积记录进行系统梳理,探讨龙门山冲断带和川西前陆盆地系统的走向差异演化特征及其关键构造变革期.受控于本身的地质结构差异及周缘多个构造带的多期交互作用,龙门山冲断带和川西前陆盆地在构造、隆升和沉积等方面都表现出明显的走向差异.龙门山冲断带自北向南总体上具有韧性减弱、脆性增强、构造定型时间变新的趋势,龙门山北段和盆地北部定型于燕山期,而龙门山中、南段和盆地南部定型于喜马拉雅期.中生代期间,龙门山北段隆升较快;而新生代期间,龙门山中、南段隆升较快.川西前陆盆地同样表现出南北差异隆升的特点,北部隆升较早,大约在45 Ma B.P.;而南部隆升较晚,在20～25 Ma B.P..川西(北)前陆盆地的沉降中心经历了4次明显的迁移,即从晚三叠世的龙门山中段前缘向东北迁移,中侏罗世到大巴山-米仓山前缘,晚侏罗世-早白垩世向西迁移至米仓山-龙门山北段前缘,于晚白垩世-新生代期间再次向南迁移到龙门山中-南段前缘.龙门山冲断带和川西前陆盆地的走向差异演化表现为印支期向南递进扩展、燕山早-中期南北分异和燕山晚期-喜马拉雅期北隆南降.龙门山冲断带和川西前陆盆地经历了晚三叠世、中侏罗世、早白垩世和古近纪4个关键构造变革期.晚三叠世构造变革期包括龙门山水下隆起和海相前陆盆地(马鞍塘组上部至小塘子组)、龙门山局部隆升和海陆过渡相前陆盆地(须家河组第二至第三段)以及龙门山全面隆升和陆相前陆盆地(须家河组第四至第五段)三大阶段,主要受控于扬子构造域并受秦岭构造域的强烈影响.中侏罗世构造变革表现为扬子构造域向秦岭构造域的转变;早白垩世构造变革表现为秦岭构造域向青藏高原构造域的转变;古近纪构造变革表现为川西前陆盆地由沉积向剥蚀状态的转变.     

基岩河道水力侵蚀模型原理及其最新研究进展

基岩河道水力侵蚀模型是最近20年发展起来的一项地貌演化定量分析的研究方法.模型基于河流侵蚀基本物理过程、实验观测及经验公式,推导出可以应用的数学模型对河流侵蚀过程进行模拟与构造分析.目前,其主要应用在构造抬升速率研究与地貌演化模拟研究中,但由于模型在简化过程中存在一系列假设,应用中具有一定的不确定性,其中主要的不确定性来自于坡度指数、河道宽度、岩性与沉积物影响等方面,对这些关键参数与问题的定量获取研究也是目前与将来主要的研究热点.在应用基岩河道水力侵蚀模型对地貌分析中,一定要注意其限定因素与不确定因素,否则会不同程度地降低研究结果的可信性.     

基于离散元法的龙门山构造带隆升变形主控因素研究

为探明龙门山构造带隆升变形的主要控制因素, 基于龙门山构造带东西两侧下地壳物质层属性差异巨大的特征, 进行3组PFC2D离散元数值模拟对比实验, 将深度扩大至下地壳, 记录颗粒运动状态, 实现定量化分析。实验得到的变形结果及模型颗粒运动矢量图显示, 在下地壳物质属性无明显差异的条件下, 板块碰撞挤压应力及地壳厚度的差异不会在龙门山构造带形成巨大的地形高差。当下地壳黏度系数存在明显差异时, 软弱下地壳物质层颗粒相对运动速率为1.5~2.94 m/s, 平均运动速率为1.62 m/s, 大约是坚硬下地壳层颗粒平均运动速率的54倍。模型中部(龙门山构造带)出现隆升变形, 纵向影响范围为94.74%, 隆升幅度为19.85%。软弱下地壳上覆的中地壳和上地壳颗粒具有较大的向上速度分量, 上地壳物质层上涌趋势明显。巴颜喀拉块体和四川盆地地壳存在20 km的厚度差异, 使得龙门山构造带隆升幅度由14.79%增至19.85%。综合分析3组离散元模拟实验结果, 得出巴颜喀拉地块下地壳物质层与四川盆地下地块物质层的黏度差异是龙门山构造带垂向隆升变形最关键控制因素的结论, 在下地壳黏度结构存在明显差异的前提下, 巴颜喀拉块体和四川盆地的地壳厚度差异对龙门山构造带纵向上逆冲隆升幅度有明显的促进作用。     

准噶尔南缘磷灰石裂变径迹定年及其构造意义

目的 确定准噶尔南缘伊林哈比尔尕山的隆升时限.方法 测定磷灰石样品的裂变径迹年龄,并进行热史模拟.结果 磷灰石的裂变径迹中心年龄变化于78～51 Ma之间,记录了构造隆升活动的时间.结论 伊连哈比尔尕山自白垩纪以来经历了3期冷却剥露,分别是晚白垩世(97.1～68.8 Ma),视隆升速率为0.062 mm·a-1;新生代早中期(59～30 Ma),视隆升速率为0.023 mm·a1;新生代晚期(13～5 Ma)为山体隆升的峰期,其隆升速率为0.127 mm·a1.白垩纪以来的北天山变形作用与亚洲南缘多期的地体碰撞增生有关.     

龙门山北段地貌发育特征及其形成因素分析——以通口河治城段流域为例

汶川地震强烈改变了通口河治城段流域的地貌,其发育特征与成因要素密切关联.基于高分辨率DEM,提取通口河治城段流域基本要素,定量计算该区域的地形因子、河网等地貌参数,并结合构造活动及气候条件分析该流域的地貌发育特征及其地貌演化过程分区.结果表明:1)研究区北西段发育"无根密集"断层附近地区,构造作用强烈,山体快速隆升,且在河流两侧将形成陡峭的河谷地形;2)研究区南东段(北川断裂上盘附近)受构造作用影响同样处于抬升状态,地貌将缓慢向高陡发育,河流的下切作用也使得河流两侧地形变陡.     

三峡地区极短周期内剥蚀速率、下切速率及地表隆升速率对比研究

通过河流输沙量计算出三峡地区短周期的剥蚀速率为0.084 mm/a,将剥蚀速率、下切速率以及隆升速率对比研究,确定了长江流域三峡段极短周期内下切速率与地表隆升速率之间的线性关系,并得出侵蚀基准面及气候变化的约束系数大约是0.4.基于前人对三峡地区一级阶地的数据,计算出一级阶地的下切速率约为3.025 mm/a.现代地壳变形测量和GPS测量结果,发现黄陵穹隆现今地表相对于周边地区其地表隆升速率最大可达5～10 mm/a.取其平均值7.5 mm/a作为三峡地区极短周期的地表隆升速率,对比分析三峡地区剥蚀速率、下切速率与隆升速率,结果该区隆升速率大于剥蚀速率,大约是剥蚀速率的89倍;下切速率也大于剥蚀速率,大约是剥蚀速率的36倍;隆升速率同样大于下切速率,大约是下切速率的2.5倍.三峡地区隆升大于剥蚀,也大于下切速率,三峡地区地表仍然在不断地升高;而地表剥蚀速率小于下切速率,地表切割进一步加深,因此地貌出现高低起伏、山高谷深的形态,并有进一步加剧的趋势.     

青藏高原东北缘循化-贵德地区定量地形特征及其构造意义

目的 揭示青藏高原远端隆升和增生机制.方法 选取循化-贵德地区,采用高精度的数字高程模型(DEM)数据,定量分析了各种地形参数、低起伏面发育及其与岩性的关系.结果 循化-贵德地区地形形态总体呈台阶状结构,在不同海拔高度存在低起伏地形;发育于盆地沉积地层(渐新统至下更新统)之上的低起伏面表现为年代越新的地层之上低起伏面高程越高,越老的地层高程越低,并且它们均低于发育于逆冲带基岩之上的夷平面;发育于盆地深切河谷两侧阶地之上的低起伏面海拔高程总体较低.结论 循化-贵德地区地貌发育特征表明青藏高原东北缘自渐新世以来经历了早期(渐新世-早更新世)带状逆冲隆升与前缘盆地垂向加积和晚期(大约中晚更新世之后)区域性构造抬升与河流深切的增生过程.     

西藏南部岩体裂变径迹年龄与高原隆升

对西藏南部拉萨和山南地区4个花岗岩岩体的磷灰石和锆石的裂变径迹年龄测定表明,磷灰石的裂变径迹年龄都集中于3.2～8.3 Ma,该段时间内岩体的隆升速率为0.12～0.20 mm@a-1,隆升的高度仅为580 m,青藏高原南部隆升速率小,没有发生大规模隆升.拉萨岩体锆石的裂变径迹年龄为(25.9±1.7)Ma和(32.7±2.8)Ma,在约26～33 Ma期间隆升速率为0.08 mm@a-1.综合分析表明,西藏南部在印度与欧亚大陆发生碰撞开始到3 Ma期间的平均隆升速率都比较低,高原隆升应是不等速、阶段性的.     

龙门山中段构造特征与汶川地震

通过地表地质调查、钻井资料和各种地球物理资料分析,剖析了龙门山中段的构造特征和岩石圈结构特征的特殊性:(1)10 Ma以来龙门山中段隆升幅度和速率最大,(2)龙门山中北段喜马拉雅期构造活动较南段弱;(3)龙门山中段主构造带之下存在有大干10 000 Ω·m的高阻异常体;(4)龙门山中段具有 0.015 cm/s2的剩余(60 km×60 km～120 km×120 km)布格重力异常,(5)龙门山中段为正的均衡重力异常区.在此基础上,结合汶川地震主震和余震的分布特征,得出:(1)四川汶川地震主震和绝大多数余震震源多位于映秀-北川主断层下盘(扬子地块上),断层活动的主动盘是下盘,映秀-北川主断层的活动为俯冲兼左旋走滑;(2)此次地震是扬子板块向西俯冲(L型俯冲)、四川盆地顺时针旋转和青藏高原隆升逆冲相互作用的产物;(3)四川汶川地震有可能是构造地震的一种新类型,其孕育巨大能量的最重要条件为地块坚硬(能量不易释放)和位于地块边缘(构造作用强烈,有能量来源).最后,建议有关部门和地学界重视中国主要地块边缘的重力场,尤其是剩余布格异常和均衡重力异常的研究.这也许对地震的长期预测有所帮助.     

青藏高原隆升对柴西南区岩性油藏形成的影响作用分析

详细分析了青藏高原隆升与柴达木盆地西南区岩性油藏形成过程之间的耦合关系,认为青藏高原隆升具有"早弱晚强"的构造活动特征;相对于构造圈闭而言,隆升I阶段更利于岩性圈闭的形成,岩性圈闭发育早而且多期次发育;3期原油充注分别对应于隆升I期的B阶段(E_3~2)、II期的C(N_2~1)阶段和E阶段(N_2~3),配合沸腾包裹体群的发现,说明该区油气成藏的动力主要来自于青藏高原隆升所产生的远程构造应力。高压系统内的烃源岩进行"突发式"排烃,经开启的断裂向常压系统内运移和聚集。青藏高原隆升晚期强烈构造活动是柴西南区岩性油藏形成的主要成因,可以判断在这种"自我封闭"的高原咸化湖盆内岩性油藏的富集主要受控于断裂输导体系。     

渭河上游流域河长坡降指标SL参数与Hack剖面的新构造意义

基于DEM提取了渭河上游8条支流的Hack剖面、河长坡降指标SL参数以及标准化坡降指标(SL/K),对该区构造活动进行了分析.结果显示该区河流的Hack剖面皆呈上凸形态,表明第四纪以来位于青藏高原东北缘的渭河上游整体上处于构造抬升状态,且抬升速率较快.同时Hack剖面的凸度有所区别,说明该区构造活动存在着区域差异,其中...     

福建省侏罗纪-白垩纪花岗岩角闪石-斜长石矿物温压计的地质意义

应用电子探针分析和角闪石-斜长石温压计,得出闽西南构造带出露于地表不同时期花岗岩的结晶压力分别为早侏罗世花岗岩431.3 MPa、晚侏罗世花岗岩187.2MPa、早白垩世花岗岩108.3 MPa,对应的花岗岩结晶深度分别为16 km,7 km,4 km;闽东构造带出露于地表的不同时期花岗岩结晶压力分别为晚侏罗世花岗岩186.8 MPa、早白垩世花岗岩89.5MPa,对应的花岗岩结晶深度分别为7 km,3 km.结果表明,闽东构造带与闽西南构造带侏罗纪以来的差异隆升作用不明显;同时得出研究区中晚侏罗世(175.6～ 145.5 Ma)的隆升剥露幅度约为9 km,对应的地壳隆升速率约为300 m/Ma;早白垩世(145.5～99.6 Ma)的隆升剥露幅度约为3～4 km,对应的地壳隆升速率约为65～87 m/Ma;晚白垩世以来(99.6 ～0Ma)的隆升剥露幅度约为3～4 km,对应的地壳隆升速率约为30 ～40 m/Ma,显示侏罗纪以来地壳隆升剥露幅度和隆升速率逐渐减小的规律,这对东南沿海中新生代构造演化研究提供了重要新资料.     

涪江上游下切深度、速率及它们对下切过程控制因素的约束

【目的】对涪江上游下切过程的控制因素进行分析,有助于揭示青藏高原东缘地区流域地貌演化对内、外力因素的响应机制。【方法】以ArcGIS水文分析模块为技术平台,以涪江上游干流河道为中心线提取宽度为10km的条带剖面,据此将涪江上游流经区域划分为岷山山脉区、川西高原区、盆地周缘低丘平坝区等3个地貌单元。分别计算不同地貌单元河流的切割深度和切割速率,以此为基础,将侵蚀基准面下降、气候转湿等外力因素对涪江下切过程的控制作用约束为一个常量。【结果】虽然不同地貌单元隆升速率存在较大差异,但内、外力因素对整个涪江上游河段下切过程的贡献比值较为一致,即涪江上游干流河道对流经区域地表的切割,大致28%为构造隆升所贡献,72%为侵蚀基准面下降、气候转湿等外力因素所贡献。【结论】应用条带剖面提取法对涪江上游下切深度及内、外力因素对涪江下切过程的贡献比值进行标定,可为河流地貌发育机制的定量研究提供方法参考。     

青藏高原盆地系统演化与高原形成时间

青藏高原在以时间为坐标的隆升过程中,高原的范围、高度都是呈阶段性递增的.随着青藏高原的构造隆升,在高原的内部和外围发育了众多的沉积盆地,在这些沉积盆地中详细地记录了青藏高原的隆升过程.高原北部盆地的演化显示出向北递进增长的特征,以南北挤压为动力背景的北部前陆盆地演化代表了盆地对高原周缘造山带的响应关系:金沙江缝合带、昆仑山、祁连山的新生代逆冲抬升的时间分别为53 Ma、46 Ma和29.5 Ma.对高原南北盆地-造山带的构造演化对比发现:祁连山和高喜马拉雅的逆冲时间相同,说明青藏高原在渐新世基本定型.     

库车拗陷侏罗系物源-古水流体系特征及其研究意义

通过对重矿物特征、不同成因石英阴极发光特性及古流向分析,探讨侏罗纪南天山构造带差异隆升对库车拗陷"源-汇"系统的影响.库车拗陷侏罗系重矿物组合特征、石英阴极发光特征平面上表现出明显的东西方向分异性;古流向主要为近南北方向;物源主要来自南天山造山带岩浆岩及变质岩,少量来自沉积岩;侏罗纪南天山存在多期强烈构造挤压和隆升,南天山构造活动具有明显的分段性和继承性,且东段隆升时间早于西段.南天山东早西晚的构造隆升控制了物源及古水流体系的变化,东段构造活动更为频繁、强烈,并导致了较大的地形起伏,在东段及其所对应的拗陷区发育多个相对独立的古水系.     

新生代青藏高原三维古地形再造

印度板块与欧亚板块的碰撞,引发了青藏高原的快速隆升、高原及邻区的气候环境、地形地势巨变,这一过程为同期形成的海洋沉积盆地、周缘前陆盆地和高原内部盆地所记录。高原隆升剥蚀区与前述三种类型的汇水盆地基本上处于一个相对封闭和半封闭体系,因而,可以根据质量平衡的原则,将汇水盆地内的沉积物按照物源方向和一定的分配方案回剥至隆升剥蚀区,重建任一时间段内剥蚀区的地形地势。通过对比不同时间段的古地形地势演变,可以比较精确和全面地刻划高原的隆升过程、隆升和剥蚀速率、隆升后所达到的海拔高度,进而探讨隆升与气候的关系,探索青藏高原在大陆碰撞体制下是增生扩大还是缩小     

青藏高原隆升阶段性

 青藏高原的隆升不仅是印度板块与亚洲板块碰撞导致的地球内部岩石圈地球动力学作用过程的结果,并且对全球和亚洲气候变化、亚洲地貌和地表环境过程及大量地内和地表矿产资源的形成分布产生了深刻影响。因而研究高原隆升的历史不仅对解决上述重大科学问题提供重要途径,而且可为高原区域资源环境的开发和可持续发展提供理论依据。简要回顾和梳理了国内外近年来,围绕青藏高原隆升所取得的主要进展。研究表明新生代青藏高原经历了多阶段、多幕次、准同步异幅且高原南北后期加速隆升的演化过程。具体可划分为55~30、25~10及8~0 Ma 3个主要生长隆升期次。其中55~30 Ma的高原早期隆升,主要集中在高原中南部的拉萨地块和羌塘地块,并且可能隆升到接近3 km高度,或甚至更高,有人称之为“原西藏高原”,但其周缘存在准同步异幅的变形隆升响应;25~10 Ma的中期隆升,“原西藏高原”南北缘的喜马拉雅山和可可西里-昆仑山开始强烈隆升,“原西藏高原”率先隆升到目前高度并开始向东西两侧挤出物质、拉张形成南北向裂谷,高原北缘普遍产生广泛变形隆升但幅度有限;从约8 Ma开始的晚期隆升,高原南、北部边缘的喜马拉雅山和昆仑山-西秦岭以北的高原东北部隆升显著加速,经历一系列短暂快速的多幕次构造变形和生长隆升,最终形成现今高原面貌。