青藏高原东缘龙门山地区现代侵蚀速率时空分布规律及其构造地貌学意义

来源 :中国科学院青藏高原研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jhq0327
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青藏高原东缘地区无论从地貌特征还是地壳内部构造都具有与高原其他地方不同的独特性,为了更好的研究青藏高原奇特的地形地貌形成的过程和机制以及与高原隆升的关系,以及地表过程与地貌景观、气候变化、构造活动之间的响应关系,笔者选择龙门山地区作为研究对象,基于SRTMDEM和GTOPO30DEM数据量化地貌特征,对该范围内水文数据进行分析处理并量化该区域各集水面积内的地表现代侵蚀速率,结合各外流水系内的地层特征与降水分布信息,探索青藏高原东缘特殊地貌特征条件下地表过程与构造隆升、气候变化之间的响应和反馈作用,并从高原东缘的地貌特征和水系发育形态得出青藏高原东缘活动构造对区域侵蚀量空间分布特征的控制作用,即活动构造→构造抬升(活动构造两侧差异抬升)→地形高差→产生重力势能→产生高现代侵蚀速率。主要结论如下:   各个站点之间的现代侵蚀速率在时间序列上呈现与流量年际变化之间的相似特征,但是由于受不同气候的影响,现代侵蚀速率与流量之间的相关关系在不同气候区域存在较大的区别,同时各个站点之间的现代侵蚀速率的季节变化非常明显,雨季侵蚀总量占全年侵蚀总量的85%-97%,不同气候区现代侵蚀速率的季节变化也略有不同。   现代侵蚀速率在龙门山地区表现出非常明显的空间不均匀性,龙门山断裂带附近的地区,高现代侵蚀速率呈现条带性分布,平均现代侵蚀速率都大于0.3mm/yr,而在龙门山断裂带的两侧,现代侵蚀速率向两侧逐渐递减,进入高原内部现代侵蚀速率迅速递减到0.05mm/yr,同样进入四川盆地内现代侵蚀速率也是迅速递减到0.15mm/yr左右,表现出现代侵蚀速率空间分布于活动构造分布之间的耦合关系,同时,现代侵蚀速率空间分布规律表现出与坡度、地形起伏之间耦合关系,与高程相关性较小,高原残留面内或残留面周围,地形起伏平坦,坡度很小,地表侵蚀非常低,平均现代侵蚀速率小于0.1mm/yr;而在高原边缘地区,平均海拔并没有高原内部高,但是地形起伏很大,坡度很陡,地表现代侵蚀速率非常大,平均现代侵蚀速率大于0.4mm/yr;进入四川盆地内部,高程很低,平均海拔只有500m左右,地形起伏平坦,坡度也很小,现代侵蚀速率处于高原内部与高原边缘之间,平均现代侵蚀速率0.15-0.3mm/yr左右。这种现代侵蚀速率空间分布规律表现出与宇宙成因核素方法的计算结果基本一致,但是低于低温热年代学的推算结果,这可能与这几种方法计算时间尺度上的差异有关,该方法与宇宙成因核素方法计算时间尺度较短,忽略了大的构造活动的影响,例如大的地震作用,而低温热年代学包含大的地震的滑坡效应对现代侵蚀速率的影响,另外由于低温热年代学是单点岩石测量数据的外推,可能高估了区域的现代侵蚀速率。   同时结合降水事件与地震滑坡事件时间上的耦合关系,通过对现代侵蚀速率与地震滑坡事件空间分布规律的研究笔者发现,作为侵蚀作用的一种物质来源,滑坡事件与地貌特征、构造活动有着与现代侵蚀速率同样的耦合关系,因此,本文计算的现代侵蚀速率虽然没有特别突出特殊事件对现代侵蚀速率的影响,但是从空间分布特征上看,特殊事件对现代侵蚀速率的空间分布特征的影响是可以忽略的。   最后笔者认为龙门山地区高地形梯度的快速地貌转变特征可能是由于构造活动和地表侵蚀作用及岩石圈均衡反弹弥补共同作用的结果,使得龙门山高原边界上高地形起伏,高原后缘则维持高地形、低起伏的地貌特征。
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