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.     

岷江上游深切河谷及其对川西高原隆升的响应

在TM遥感图像解译和地形图分析的基础上,结合野外观察,研究了川西岷江上游深切河谷地形地貌特征,认为岷江河谷晚新生代的下切历史分为2个阶段.早期下切作用主要发生在新近纪时期,下切深度大于2 000m,平均下切速率为770m/Ma;晚期下切作用发生在中、晚更新世时期(0.8Ma以来),沿岷江上游形成典型的"V"型谷地,河谷平均下切速率南段为1 875m/Ma,中段为1 620m/Ma,北段为375～750m/Ma.岷江深切河谷地貌的形成是对川西高原新近纪-第四纪快速隆升的响应,为高原隆升历史的恢复提供了重要的地貌证据.     

长江三峡阶地的年代对比法及其意义

长江三峡的成因是一悬而未决的难题,而阶地的划分对比又是解决三峡贯通问题的切入点.作者在详细研究的基础上提出在阶地对比中的年代对比法.利用对比结果,结合在三峡出口处记录水系演化历史的宜昌地区第四纪早期沉积特征、物源分析及ESR测年等方面的研究结果,认为贯通三峡的长江在宜昌地区出现的时间晚于湖相沉积结束的时间(0.75±0.08) Ma,而长江三峡段的阶地最多可以划分为5级,其中最老一级阶地的年龄为0.7～0.73 Ma.由此证实了长江三峡是形成于中更新世早期的相对年轻的河谷.     

三峡及邻区第四纪沉积与地貌特征对古气候的指示

分析长江三峡及其邻区第四纪气候特征及可能的影响因素。在前人研究基础上,通过对万州、奉节、巫山和宜昌等地第四纪地貌特征,以及保存在夷平面、阶地、扇三角洲和湖相沉积中沉积物特征的综合分析研究表明:(1)三峡在早更新世为温暖潮湿环境,在0.11Ma B.P.左右发生气候转变,之后直至全新世为干燥寒冷环境;宜昌地区第四纪气候变化趋势与三峡地区相同。(2)三峡在早更新世到0.3Ma B.P.以来,沉积记录主要显示为暖湿气候;在0.3Ma B.P.以前,三峡基本不具备发育第四纪冰川的条件。导致三峡及宜昌地区在0.11Ma B.P.左右发生明显的沉积物差异和气候变化的原因,与发生在0.15Ma B.P.的青藏高原共和运动具有密切的关系。     

重庆-宜昌地区长江阶地和相关沉积研究及其对三峡研究的意义

长江三峡的研究虽然已有100多年的历史,但是对于重庆-宜昌段长江阶地的级数、最老一级阶地形成的时间等问题却没有定论.鉴于此,在系统收集前人研究成果基础上,对长江阶地进行了重新观察和测量,并对长江三峡出口处宜昌地区第四系相关沉积进行了研究.结果表明,前人提及的长江第7级阶地在重庆-宜昌一线并不能对比,并且野外观察中也没有发现;前人提及的第6级阶地在重庆具有与现代长江流向相反的古流向,在宜昌实际为善溪窑组下部的冲积扇-扇三角洲沉积和上部的湖相沉积组合.因此,三峡一线的实际可以对比的长江阶地最多只有5级.通过前人给出的第5级阶地的形成年龄和作者对5级阶地形成前善溪窑组湖相沉积的年龄测定数据,认为三峡的贯通时间为0.75 Ma前之后.     

基于ESR年代的川西高原河流下切速率

根据野外地质地貌调查,查明了川西高原大渡河泸定段、鲜水河炉霍段的阶地序列,并应用ESR法测定了河流阶地的形成年代.结果表明:这些河流阶地序列均形成于更新世以来,由阶地拔河高程及形成年代确定的大渡河泸定段、鲜水河炉霍段更新世以来的平均下切速率分别为0.38,0.39 mm/a,与杂谷脑河理县段下切速率0.39 mm/a一致,也与(U-Th)/He低温热年代学反映的下切速率一致,这也反映出川西高原更新世以来构造抬升的整体性.这些河流下切速率比由磷灰石裂变径迹数据得出的鲜水河断裂与龙门山断裂所夹的三角区域的隆升速率(>2.6±0.7 mm/a)要小得多.     

望霞危岩破坏模式及其力学解译

【目的】位于巫峡长江左岸的望霞危岩是长江三峡地区代表性板状危岩,对它破坏机制的研究,是揭示三峡地区边坡地貌演化的突破口,也是巫峡长江航道地质减灾的着力点。【方法】采用现场地质勘察、能量原理和突变理论方法,研究望霞危岩破坏模式并对它进行力学解译。【结果】望霞危岩呈板状,由硅质灰岩和泥质灰岩组成;危岩体后部主控结构面贯通段为串珠状溶蚀漏斗,充填大量松散土体,主控结构面锁固段上段为硬质灰岩、下段为软质泥页岩,引入水致弱化函数提出了主控结构面锁固段灰岩和泥页岩的本构模型;构建了望霞危岩力学模型;构建了座滑破坏模式危岩瞬时破坏平均速度的计算方法,据此得到望霞危岩破坏瞬间的平均速度为2.62m·s-1,推知危岩破坏瞬间危岩体底部的瞬时速度约为5.21m·s-1。【结论】望霞危岩的破坏模式属于座滑破坏,危岩瞬时破坏持续时间约2.3s,与实情吻合良好。研究成果可为分析三峡两岸危岩破坏问题提供重要参考借鉴。
     

望霞危岩破坏模式及其力学解译

【目的】位于巫峡长江左岸的望霞危岩是长江三峡地区代表性板状危岩,对它破坏机制的研究,是揭示三峡地区边坡地貌演化的突破口,也是巫峡长江航道地质减灾的着力点。【方法】采用现场地质勘察、能量原理和突变理论方法,研究望霞危岩破坏模式并对它进行力学解译。【结果】望霞危岩呈板状,由硅质灰岩和泥质灰岩组成;危岩体后部主控结构面贯通段为串珠状溶蚀漏斗,充填大量松散土体,主控结构面锁固段上段为硬质灰岩、下段为软质泥页岩,引入水致弱化函数提出了主控结构面锁固段灰岩和泥页岩的本构模型;构建了望霞危岩力学模型;构建了座滑破坏模式危岩瞬时破坏平均速度的计算方法,据此得到望霞危岩破坏瞬间的平均速度为2.62m·s-1,推知危岩破坏瞬间危岩体底部的瞬时速度约为5.21m·s-1。【结论】望霞危岩的破坏模式属于座滑破坏,危岩瞬时破坏持续时间约2.3s,与实情吻合良好。研究成果可为分析三峡两岸危岩破坏问题提供重要参考借鉴。     

三峡地区地貌演化模拟

为揭示三峡地区地貌演化过程,利用GIS技术,基于DEM,建立起了地貌演化模型,提出了一种可形象直观地进行地貌演化模拟的方法,形象再现了50×104a前三峡地区的地貌形态,并对50×104a以来三峡地区地貌演化进行了过程模拟,结果表明50×104a以来,中部抬升幅度最大.     

"长江三峡学"刍议

论述了长江三峡学建立的意义,探讨了这门新兴学科的研究对象、学科内容与科学特性,说明了三峡文化与三峡学的研究关系.对长江三峡学的发展前景进行了展望,认为长江三峡学是一门研究长江三峡地区自然环境、人文现象的地域特征及时空演变规律的学科,它具有综合性与系统性、时空性和预测性等学科特征.三峡学是三峡文化研究的深入发展,二者在概念上有着严格区别,但在研究上存在着相辅相成的关系.对于长江三峡的研究,建立"长江三峡学"既是一种学术上的整合与提升,更是一个目标和方向.