海原断裂带中东段地貌差异及其成因探讨-论文.pdf

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1、地震地质Vol_36．No．2第36卷第2期2014年6月SEISMOLOGYANDGEOLOGYJune，2014doi：10．3969／j．issn．0253—4967．2014．02．014海原断裂带中东段地貌差异及其成因探讨陈涛'张会平王伟涛1)地壳运动监测工程研究中心，北京1000362)中国地震局地质研究所，地震动力学国家重点实验室，北京100029摘要以定量化地形因子为切入点的构造地貌学方法已成为活动构造研究的有效手段，被广泛用于定性或半定量解析地貌对新构造运动的响应及其演化过程。针对海原断裂带中东段现今地貌差异，以SRTM90m分辨率DE

2、M为基础，利用ArcGIS软件和Matlab程序脚本，提取了海原断裂带中东段高程、坡度、地形起伏、地形侵蚀以及河流陡峭系数等地形因子。从空间分布上看，上述各项地形因子沿断裂走向均呈现“西高东低”的整体分布特征。西段海拔高、坡度陡、起伏大、侵蚀强、抬升快，中段和东段海拔低、坡度缓、起伏小、侵蚀弱、抬升慢，此外，在断裂带的东南尾端呈略微增加趋势，达到小范围内的峰值。在此基础上，通过对比分析地形因子与年降水量、基岩岩性，初步探讨了构造与降水、岩性等因素对地形地貌的控制作用，认为不同降水条件对地貌后期改造起显著作用，基岩岩性与现今地貌之间并无显著关系，该区域地貌

3、类型主要受构造抬升差异所控制。沿断裂带走向上的现今地貌差异表明，西段处于相对快速的构造隆升和强挤压造山构造背景，中段由于受到黄河下切及河流冲积作用影响，地貌参数记录的抬升特征并不显著，而东段则反映出大型断裂带尾端挤压调整效应。关键词海原断裂带地形因子河流陡峭系数年均降水量基岩岩性中图分类号：P315．2文献标识码：A文章编号：0253—4967(2014)02—0449—15O引言新生代以来印度板块与欧亚板块的汇聚导致了青藏高原的快速崛起，在高原隆升与扩展过程中，由于高原东北方向鄂尔多斯和阿拉善刚性块体的阻挡，高原东北部物质不断向东有限挤出，造就了一系列

4、以左旋走滑为主要运动特征的大型断裂带，如东昆仑断裂带、阿尔金断裂带、海原断裂带等(Molnareta1．，1993；Tapponniereta1．，2001)。这些断裂带及其尾端所伴生的逆冲推覆断裂系共同构成了青藏高原的东北部边界。其中，西起青海哈拉湖、东抵宁夏六盘山的海原断裂带长达800km，不仅控制了青藏高原东北缘的几何形态与构造格局，同时也是调节高原变形和物质运移的重要断裂之一(Molnareta1．，1993；Tapponniereta1．，2001；张培震等，2003；Xueta1．，2005)。现今构造样式以左旋走滑为主，兼有逆冲分量(国家地

5、震局地质研究所等，1990，1993；Burchfieleta1．，1991；Gaudemereta1．，1995)。1920年，宁夏南部发生海原8．5级强震，震中位于海原县城以西，最大同震位移达10．2m，在地表形成了长达237km的破裂带，是全球范围内少见的板块内部强震(国家地震局[收稿日期]2014—0卜2O收稿，2014—03—08改回。[基金项目]国家自然科学基金(41372221)和留学回国人员科研启动基金共同资助。2期陈涛等：海原断裂带中东段地貌差异及其成因探讨451wobuseta1．，2006；Ramseyeta1．，2007；Huet

6、a1．，2010)。Whipple等(1999)率先引入陡峭指数来描述河道整体陡峭程度，发现河道陡峭指数与抬升速率之间存在着正相关关系。随后，Sny—der等(2000)和Wobus等(2006)分别在研究美国加州KingRange地区基岩河道纵剖面时发现，抬升速率高的区域河道比较陡，抬升速率低的区域较缓。Ramsey等(2007)则通过研究台湾南部若干水系汇水盆地不对称因子，揭示出吕宋弧与欧亚大陆碰撞所导致的台湾南部造山带不同构造部位上的抬升速率变化。基于构造地貌学的研究方法，近年来青藏高原构造隆升相关研究也取得了许多成果。李吉均等(2001)通过青藏

7、高原周缘的构造地貌重建，研究了青藏高原晚新生代以来的构造隆升历史。Hu等(2010)根据河流陡峭系数的分布特征，发现祁连山北翼东段河道的河流陡峭系数相对于中、西段较小，因此推测出祁连山中西部抬升速率大，东段较小，抬升速率最大处位于榆木山以西的区域。由此可见，利用定量化的地形因子分析方法，可以定性，乃至半定量获得不同地貌区的构造隆升信息，为后续有关构造变形及地貌演化等研究提供必要的支撑。在长达500km的海原断裂带中东段，平均高程由西向东从4000m下降至1500m，再回升至2000m。地貌样式由沟壑纵横的高山冰川，到沿黄河两岸发育的河流阶地，再到广泛接受

8、沉积的第四纪盆地。如此显著的地貌差异，为定性(半定量)研究构造、气候以及基岩岩性