基于河流地貌学与构造分析的滇中地区新生代构造活动特征研究

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滇中地区作为青藏高原东南缘构造活动最强烈的地区之一,长期以来被认为是解决青藏高原隆升、构造演化的理想场地。青藏高原东南缘构造变形机制的认识主要有两种模式释:“刚性块体横向挤出模式”和“下地壳流模型”。其中前者认为构造变形主要是发生在地块边界断裂上,而后者则认为整个地块均匀的连续变形。基于构造地貌学,对滇中地区的构造活动强度相对强弱定量化研究,是解决青藏高原东南缘的构造变形强度分布一种途径。滇中地区发育了大量的活动走滑断裂,在这些断裂上密布着不同级别的河网,这为利用河网分析断裂活动提供了有利条件。为了揭示滇中地区构造活动强弱关系,并且了解河网发育与断裂活动内在联系,通过30 m分辨率的SRTM-3数字高程模型(DEM)基于Arc GIS软件中空间分析技术以及Matlab,首先提取出滇中内部大型断裂两侧319个子流域的5种地貌参数进行分级并得到他们的分级值的算术平均值,排除岩性、降水等非构造活动因素,以此来评价滇中构造活动程度(Iat);并在此基础上开展野外地质调查工作。另外,提取了滇中地区金沙江、珠江、红河三大流域内的20条支流的河流网络,并分析其典型的河网参数(分支比和长度比),通过这些比值与Horton定律描述的河网发育规律进行对比。同时,对这20条河流流域纵剖面进行定量化研究,分析其河道基岩侵蚀力模型,得到S-A拟合图解。研究结果表明:(1)滇中构造活动性存在分段性,构造活动程度较高的地区位于则木河-小江断裂带、红河断裂以北的楚雄-曲江断裂、北部丽江-小金河断裂以及金沙江流域中段(普渡河断裂、易门断裂、绿汁江断裂、永胜断裂北段)这四个带上,其他区域构造活动比较弱;(2)构造活动较强带位于是滇中地块的边界断裂上,这与“刚性块体横向挤出”模式所阐述的变形主要发生在地块边界断裂上的结果相吻合,在金沙江流域中段(普渡河断裂、易门断裂、绿汁江断裂、永胜断裂北段)也出现的构造活动强烈带上,提取对应的主干道河流裂点,得到裂点至出水口处与构造活动强烈区域相互重合,该可能是由于该地区发生隆升导致的;(3)滇中地区金沙江、珠江、红河中大多数与断裂带重合的高级别河流的支流,河网发育明显地受到了断裂活动的影响;(4)在河道基岩侵蚀力模型S-A拟合图中呈现为上凸和下凹相间排列,这一现象在金沙江流域各支流最为显著造成这一现象原因可能为研究区内的河道主要受走滑断裂控制,当断裂以压扭性为主时,河道的隆升量大于剥蚀量,在S-A拟合曲线表现为上凸;当断裂为张扭性为主时,河道的隆升量小于剥蚀量,在S-A拟合曲线表现为下凹。通过滇中地区构造活动强弱关系的厘定对青藏高原东南缘的构造变形强度分布进一步的了解,对河网构造地貌特征的研究,可以使我们更好地理解青藏高原东南缘滇中地区的构造活动特征。
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